前原濶先生に教えていただいたことであるが,三角関数を消去する共通のやり方
cosθ=(1-t^2)/(1+t^2)
sinθ=2t/(1+t^2)
はワイエルシュトラス置換と呼ばれているのだそうである.
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三角関数が多いとき,三角関数をまず消去する.sinθ^2+cosθ^2=1として消去するのは当たり前として,これはこの種の問題共通のやり方
cosθ=(1-t^2)/(1+t^2)
sinθ=2t/(1+t^2)
でできる.
もし,
cosθ=(exp(iθ)+exp(-iθ))/2
sinθ=(exp(iθ)-exp(-iθ))/2i
の式の後,exp(iθ)=tと置きかえると,
cosθ=(t+1/t)/2
sinθ=(t-1/t)/2i
となって,iが残ってしまう.難点は,実数の世界で消去するのに複素数を使うことである.
結局同じことになるのかもしれないが
cosθ=(1-t^2)/(1+t^2)
sinθ=2t/(1+t^2)
は複素数が出てこないから,エレガントに思える.
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