【質問】数学:積和の公式で掛け算の順番を変えた場合

〔質問〕
cos4θcosθ を和積の公式を用いて変形すると、1/2(cos5θ+cos3θ) になりますが、cosθcos4θ の場合は、1/2(cos5θ-cos3θ) になるのですか?和積の公式は入れ替えると答えが変わってしまうのですか?
〔回答〕
疑問を感じたように、掛け算の順序を変えただけでは結果は変わりません。ですので、どこかがおかしいという視点で確認していきましょう。
まず、今回の積和の公式は cosαcosβ=1/2{cos(α+β)+cos(α-β)} を利用しているわけですが、cos4θcosθ と cosθcos4θ の場合とでは後ろの cos(α-β) の部分が変わります。cos4θcosθ の場合だと cos3θ、cosθcos4θ の場合だと cos(-3θ) となります。
ここで、cos(-3θ) についてですが、これは -cos3θ ではなく、cos3θ と同じになります。
ですので、cosθcos4θ の場合でも、1/2(cos5θ+cos3θ) になります!

 

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