問題は三角関数の式を計算することです。具体的には、以下の式を計算します。 $(1 - \sin \theta)(1 + \sin \theta) - \frac{1}{1 + \tan^2 \theta}$

幾何学三角関数三角恒等式式変形
2025/5/8

1. 問題の内容

問題は三角関数の式を計算することです。具体的には、以下の式を計算します。
(1sinθ)(1+sinθ)11+tan2θ(1 - \sin \theta)(1 + \sin \theta) - \frac{1}{1 + \tan^2 \theta}

2. 解き方の手順

まず、(1sinθ)(1+sinθ)(1 - \sin \theta)(1 + \sin \theta) を展開します。
これは、a2b2=(ab)(a+b)a^2 - b^2 = (a-b)(a+b) の公式を利用して計算できます。
(1sinθ)(1+sinθ)=1sin2θ(1 - \sin \theta)(1 + \sin \theta) = 1 - \sin^2 \theta
次に、1+tan2θ1 + \tan^2 \theta を三角関数の相互関係を用いて変形します。
1+tan2θ=1cos2θ1 + \tan^2 \theta = \frac{1}{\cos^2 \theta}
したがって、11+tan2θ\frac{1}{1 + \tan^2 \theta} は以下のようになります。
11+tan2θ=11cos2θ=cos2θ\frac{1}{1 + \tan^2 \theta} = \frac{1}{\frac{1}{\cos^2 \theta}} = \cos^2 \theta
元の式にこれらを代入します。
1sin2θcos2θ1 - \sin^2 \theta - \cos^2 \theta
三角関数の基本的な関係式 sin2θ+cos2θ=1\sin^2 \theta + \cos^2 \theta = 1 を用います。
1sin2θcos2θ=1(sin2θ+cos2θ)=11=01 - \sin^2 \theta - \cos^2 \theta = 1 - (\sin^2 \theta + \cos^2 \theta) = 1 - 1 = 0

3. 最終的な答え

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