삼각함수의 항등식
공식
삼각함수에 대해서 다음의 항등식이 성립한다.
$$ \begin{align} \cos^{2} x + \sin^{2} x &= 1 \\ 1 + \tan^{2} x &= \sec^{2} x \\ 1 + \cot^{2} x &= \csc^{2} x \end{align} $$
증명
$(1)$
삼각함수의 덧셈정리로부터,
$$ \cos (x - y) = \cos x \cos y + \sin x \sin y $$
$y= x$를 대입하면,
$$ \cos 0 = \cos^{2} x + \sin^{2} x \implies \cos^{2} x + \sin^{2} x = 1 $$
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$(2)$
$(1)$의 양변을 $\cos^{2}x$로 나누면,
$$ \dfrac{cos^{2}x}{\cos^{2}x} + \dfrac{\sin^{2}x}{\cos^{2}x} = \dfrac{1}{\cos^{2}x} \implies 1 + \tan^{2} x = \sec^{2} x $$
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$(3)$
$(1)$의 양변을 $\sin^{2}x$로 나누면,
$$ \dfrac{\cos^{2}x}{\sin^{2}x} + \dfrac{\sin^{2}x}{\sin^{2}x} = \dfrac{1}{\sin^{2}x} \implies \cot^{2} x + 1 = \csc^{2} x $$
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