三角関数の定積分値
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 sin q cos q 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 sin q 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/2nは整数,の定積分値が簡単にわかる.

 

図1 sinq , cosq 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 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
  

また,縦軸の値が1のラインを基準とすれば,関数はそれぞれ,図5の赤字で示したものとなる.

  図5.1 - sin q 1 - cos q
したがって,次の関係も面積から直ちに求まる.
  
  
  
  

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 cos q の相似性を考慮すれば,例えば,q 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.

 

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