三角関数の積を三角関数の和と差で表す問題です。具体的には、以下の3つの式をそれぞれ変形します。 (1) $\sin A \cos B$ (2) $\cos A \sin B$ (3) $\cos A \cos B$

解析学三角関数加法定理三角関数の積和変換
2025/5/2

1. 問題の内容

三角関数の積を三角関数の和と差で表す問題です。具体的には、以下の3つの式をそれぞれ変形します。
(1) sinAcosB\sin A \cos B
(2) cosAsinB\cos A \sin B
(3) cosAcosB\cos A \cos B

2. 解き方の手順

三角関数の加法定理を利用します。
(1) sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB\sin(A+B) = \sin A \cos B + \cos A \sin B
sin(AB)=sinAcosBcosAsinB\sin(A-B) = \sin A \cos B - \cos A \sin B
2つの式を足すと、
sin(A+B)+sin(AB)=2sinAcosB\sin(A+B) + \sin(A-B) = 2 \sin A \cos B
よって、
sinAcosB=12{sin(A+B)+sin(AB)}\sin A \cos B = \frac{1}{2} \{\sin(A+B) + \sin(A-B)\}
(2) sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB\sin(A+B) = \sin A \cos B + \cos A \sin B
sin(AB)=sinAcosBcosAsinB\sin(A-B) = \sin A \cos B - \cos A \sin B
2つの式を引くと、
sin(A+B)sin(AB)=2cosAsinB\sin(A+B) - \sin(A-B) = 2 \cos A \sin B
よって、
cosAsinB=12{sin(A+B)sin(AB)}\cos A \sin B = \frac{1}{2} \{\sin(A+B) - \sin(A-B)\}
(3) cos(A+B)=cosAcosBsinAsinB\cos(A+B) = \cos A \cos B - \sin A \sin B
cos(AB)=cosAcosB+sinAsinB\cos(A-B) = \cos A \cos B + \sin A \sin B
2つの式を足すと、
cos(A+B)+cos(AB)=2cosAcosB\cos(A+B) + \cos(A-B) = 2 \cos A \cos B
よって、
cosAcosB=12{cos(A+B)+cos(AB)}\cos A \cos B = \frac{1}{2} \{\cos(A+B) + \cos(A-B)\}

3. 最終的な答え

(1) sinAcosB=12{sin(A+B)+sin(AB)}\sin A \cos B = \frac{1}{2} \{\sin(A+B) + \sin(A-B)\}
(2) cosAsinB=12{sin(A+B)sin(AB)}\cos A \sin B = \frac{1}{2} \{\sin(A+B) - \sin(A-B)\}
(3) cosAcosB=12{cos(A+B)+cos(AB)}\cos A \cos B = \frac{1}{2} \{\cos(A+B) + \cos(A-B)\}

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