三角関数の合成とは同じ角度が入っている三角関数の和や差、すなわち$a\sinθ+b\cosθ$や$a\sinθ-b\cosθ$を1つの三角関数で表す方法のことです。
三角関数の合成の公式は以下のようになります。
公式1
\[\large a\sin\theta\pm
b\cos\theta=r\sin(\theta\pm\alpha)\tag{複号同順}\]
$r,θ$はそれぞれ
\begin{align*}\large
r=\sqrt{a^2+b^2}\\[0.5em]\large\begin{cases}\cos\alpha=\dfrac{\color{red}a}{\sqrt{a^2+b^2}}\\[0.5em]\sin\alpha=\dfrac{\color{blue}b}{\sqrt{a^2+b^2}}\end{cases}\end{align*}
を満たす。
公式2
\[\large a\sin\theta\pm b\cos\theta=\pm
r\cos(\theta\mp\alpha)\tag{複号同順}\]
$r,θ$はそれぞれ
\begin{align*}\large
r=\sqrt{a^2+b^2}\\[0.5em]\large\begin{cases}\cos\alpha=\dfrac{\color{blue}b}{\sqrt{a^2+b^2}}\\[0.5em]\sin\alpha=\dfrac{\color{red}a}{\sqrt{a^2+b^2}}\end{cases}\end{align*}
を満たす。
これらは加法定理を利用して導くことができます。
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https://p-suugaku.blogspot.com/2022/06/sankakukansuu-gousei.html三角関数の合成 sinやcosの係数をどうするか?