【問】次の式を簡単にせよ。
(cosθ)4-(sinθ)4
この式は以下のように変形して解きます。
(cosθ)4-(sinθ)4
《公式P2-Q2=(P-Q)(P+Q)を使う》
=((cosθ)2-(sinθ)2)((cosθ)2+(sinθ)2)
この式に、(sinθ)2+(cosθ)2=1を代入して簡単にする。
=((cosθ)2-(sinθ)2)・1
= (cosθ)2-(sinθ)2
(この式に変形できるというのが三角関数の2乗の差の公式1です。ここをクリックした先に、この公式1に類似した三角関数の2乗の差の公式があります。)
更に式の変形を進めます。
=(1-(sinθ)2)-(sinθ)2
=1-2(sinθ)2
あるいは、
=1-2(1-(cosθ)2)
=-1+2(cosθ)2
【蛇足】
高校2年になると、更に公式を学び、この式は、以下の式になることを学びます。
ここでは、その公式の説明をしませんので、公式がどうしてそうなるかを知りたい人はそれを教えている高校2年の数学の参考書等を勉強してください。
(cosθ)2-(sinθ)2=cos(2θ)
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