等式 $\tan^2\theta - \sin^2\theta = \tan^2\theta \sin^2\theta$ を証明します。

その他三角関数恒等式証明
2025/6/14

1. 問題の内容

等式 tan2θsin2θ=tan2θsin2θ\tan^2\theta - \sin^2\theta = \tan^2\theta \sin^2\theta を証明します。

2. 解き方の手順

まず、左辺を計算します。tanθ=sinθcosθ\tan\theta = \frac{\sin\theta}{\cos\theta} であることを利用します。
tan2θsin2θ=sin2θcos2θsin2θ\tan^2\theta - \sin^2\theta = \frac{\sin^2\theta}{\cos^2\theta} - \sin^2\theta
次に、通分します。
sin2θcos2θsin2θ=sin2θsin2θcos2θcos2θ\frac{\sin^2\theta}{\cos^2\theta} - \sin^2\theta = \frac{\sin^2\theta - \sin^2\theta \cos^2\theta}{\cos^2\theta}
分子の sin2θ\sin^2\theta をくくり出します。
sin2θsin2θcos2θcos2θ=sin2θ(1cos2θ)cos2θ\frac{\sin^2\theta - \sin^2\theta \cos^2\theta}{\cos^2\theta} = \frac{\sin^2\theta (1 - \cos^2\theta)}{\cos^2\theta}
ここで、1cos2θ=sin2θ1 - \cos^2\theta = \sin^2\theta を利用します。
sin2θ(1cos2θ)cos2θ=sin2θsin2θcos2θ\frac{\sin^2\theta (1 - \cos^2\theta)}{\cos^2\theta} = \frac{\sin^2\theta \sin^2\theta}{\cos^2\theta}
sin2θsin2θcos2θ=sin2θcos2θsin2θ\frac{\sin^2\theta \sin^2\theta}{\cos^2\theta} = \frac{\sin^2\theta}{\cos^2\theta} \sin^2\theta
sin2θcos2θsin2θ=tan2θsin2θ\frac{\sin^2\theta}{\cos^2\theta} \sin^2\theta = \tan^2\theta \sin^2\theta
したがって、tan2θsin2θ=tan2θsin2θ\tan^2\theta - \sin^2\theta = \tan^2\theta \sin^2\theta が証明されました。

3. 最終的な答え

tan2θsin2θ=tan2θsin2θ\tan^2\theta - \sin^2\theta = \tan^2\theta \sin^2\theta

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