和積の公式は丸暗記不要!加法定理から10秒導出の極意【2026】
受験生が試験で最も頻繁に失点するトラップが、「$\cos A - \cos B$」の展開時に現れる先頭の負号です。「和から積の公式 なぜマイナスがつくのか腑に落ちない」という疑問は、本質的な和積の公式 証明を確認することで完全に解消されます。
コサインの加法定理を思い出してください。
① $\cos(\alpha + \beta) = \cos\alpha \cos\beta - \sin\alpha \sin\beta$
② $\cos(\alpha - \beta) = \cos\alpha \cos\beta + \sin\alpha \sin\beta$
サインの積を残すために「①式から②式を引く」計算を行うと、以下のようになります。
$\cos(\alpha + \beta) - \cos(\alpha - \beta) = -2 \sin\alpha \sin\beta$
ここで注目すべきは、コサインの加法定理は「足し算のときに右辺が引き算になる」という逆転構造を持っている点です。そのため、引き算を実行した結果、右辺には「$-2 \sin\alpha \sin\beta$」と、必然的にマイナスが残ります。置換を施すと次の形になります。
$\cos A - \cos B = -2 \sin\left(\frac{A+B}{2}\right) \sin\left(\frac{A-B}{2}\right)$
「なぜマイナスなのか」という構造的必然性を一度手で書いて納得しておけば、試験中に「マイナスは付いたっけ?」と不安に苛まれることは二度となくなります。