sin q ,cos q の0から p / 2 までの定積分すなわち面積は
である.そして,cos q はsin q を p / 2 平行移動したものでありかつ周期関数である.この性質を理解すれば角度0から,np/2:nは整数,の定積分値が簡単にわかる.
図1 sinq , cosq の0から p / 2 までの定積分すなわち面積はともに
1 である.
そして,図の合同性より p / 2
~ p , p ~ 3p / 2
, ・・・ の区間長 p / 2の各区間の値が図のように1あるいは - 1である事が直ちにわかる.
図1 Sin
q ,cos q
図2 sin2q , cos2q はともに正であり,sin2q + cos2q = 1 が成立するからこれらの0から p / 2 までの面積すなわち定積分はともに
(
1×( p / 2
) ) / 2 = p / 4 であることが直ちにわかる.
そして,図の合同性より p / 2
~ p , p ~ 3p / 2
, ・・・ の区間長 p / 2 の各区間の値が下図のように全てp / 4 である.
図2 (
Sin q )2 ,( cos
q )2
図3 次に,sin2q , cos2q はsinq , cosq の横軸を1/2に縮めたものであるから,0から p / 4 までの面積すなわち定積分が1/2である.そして,図の合同性より p / 4
~ p / 2 , p / 2
~ 3p / 4 , ・・・
の区間長 p / 4 の各区間の値が図3のように1/2 あるいは -1/2である事が直ちにわかる.
図3 Sin
2q ,cos 2q
図4
sin22q , cos22q についても同様に,これらはsin2q , cos2q の横軸を1/2に縮めたものであるから0~p / 4
, p / 4 ~ p / 2
, p / 2 ~ 3p / 4
, ・・・ の区間長 p / 4 の各区間の値が下図のように全て( p / 4
) /2 = p / 8
図4( Sin
2q )2 ,( cos
2q )2
なお,念のために計算すれば,以下のよう
注)sin2q のグラフについて見れば,1 - sin2 q = cos2 q でありかつsin q とcos q の相似性を考慮すれば,例えば,q が0からp / 2 の範囲ではsin2q のラインは,この間の高さ1長さ p / 2 の長方形面積を2等分する.したがって,sin2q のラインが囲む面積は p / 4 であることが分かる.