cos nθ + i sin nθ = (cos θ + i sin θ)n

を利用して三角関数の公式を導いてみましょう。

cos 2θ + i sin 2θ = (cos θ + i sin θ)2      …(*1)

= cos2θ + 2i cosθsinθ - sin2θ

= cos2θ - sin2θ + i(2cosθsinθ)

ここで(*1)の左辺と比較すると

cos 2θ = cos2θ - sin2θ

sin 2θ = 2cosθsinθ

これが倍角の公式ですね。次に三倍角の公式はというと

cos 3θ + i sin 3θ = (cos θ + i sin θ)3      …(*2)

= cos 3θ + 3i cos2θsinθ- 3 cosθsin2θ - i sin 3θ

= cos 3θ- 3 cosθsin2θ + i(3cos2θsinθ - sin 3θ)

= 4cos 3θ- 3 cosθ + i(3sinθ - 4sin 3θ)

(*2)の左辺と比較すると

cos 3θ = 4cos 3θ- 3 cosθ

sin 3θ = 3sinθ - 4sin 3θ

 ド・モアブルの公式 (De Moivre's Theorem) の利用

ド・モアブルの公式

 ド・モアブルの公式 (De Moivre's Theorem) の利用