Hier festgefahren? Löse es mit KI
trigonometry

Überlebenspaket für trigonometrische Identitäten

Die minimale Menge trigonometrischer Identitäten, die du wirklich brauchst — pythagoreisch, Summe/Differenz, Doppelwinkel, Halbwinkel — mit Spickzettel-Tabelle und kurzen Beweisen.
AI-Math Editorial Team

By AI-Math Editorial Team

Published 2026-05-01

Es gibt Dutzende trigonometrische Identitäten, aber in der Praxis musst du dir nur etwa ein Dutzend merken — der Rest lässt sich in Sekunden daraus herleiten. Diese Seite ist das Überlebenspaket: jede Identität, die ihren Platz verdient, mit kurzen durchgerechneten Beispielen für jede.

Das pythagoreische Trio

sin⁡2θ+cos⁡2θ=1\sin^2\theta + \cos^2\theta = 1
1+tan⁡2θ=sec⁡2θ1 + \tan^2\theta = \sec^2\theta
1+cot⁡2θ=csc⁡2θ1 + \cot^2\theta = \csc^2\theta

Die erste ist die meistgenutzte Identität in der gesamten Mathematik. Die anderen beiden erhält man, indem man durch cos⁡2\cos^2 bzw. sin⁡2\sin^2 teilt.

Additions- und Subtraktionsformeln

sin⁡(α±β)=sin⁡αcos⁡β±cos⁡αsin⁡β\sin(\alpha \pm \beta) = \sin\alpha \cos\beta \pm \cos\alpha \sin\beta
cos⁡(α±β)=cos⁡αcos⁡β∓sin⁡αsin⁡β\cos(\alpha \pm \beta) = \cos\alpha \cos\beta \mp \sin\alpha \sin\beta

Eselsbrücke für cos: „cos cos minus sin sin“ mit entgegengesetztem Vorzeichen — sin ist „sin cos plus cos sin“ mit gleichem Vorzeichen.

Doppelwinkelformeln

Setze α=β=θ\alpha = \beta = \theta in die Additionsformeln ein:

sin⁡(2θ)=2sin⁡θcos⁡θ\sin(2\theta) = 2\sin\theta \cos\theta
cos⁡(2θ)=cos⁡2θ−sin⁡2θ=1−2sin⁡2θ=2cos⁡2θ−1\cos(2\theta) = \cos^2\theta - \sin^2\theta = 1 - 2\sin^2\theta = 2\cos^2\theta - 1
tan⁡(2θ)=2tan⁡θ1−tan⁡2θ\tan(2\theta) = \frac{2\tan\theta}{1 - \tan^2\theta}

Drei Formen der Cosinus-Variante existieren wegen der pythagoreischen Identität. Wähle diejenige, die zum Rest deines Ausdrucks passt.

Halbwinkelformeln

Löst man die Cosinus-Doppelwinkelformel nach sin⁡2\sin^2 und cos⁡2\cos^2 auf, ergibt sich:

sin⁡2θ=1−cos⁡(2θ)2,cos⁡2θ=1+cos⁡(2θ)2\sin^2\theta = \frac{1 - \cos(2\theta)}{2}, \quad \cos^2\theta = \frac{1 + \cos(2\theta)}{2}

Das sind die Potenzreduktions-Identitäten — sie sind der Grund, warum ∫sin⁡2x dx\int \sin^2 x \, dx elementar wird.

Durchgerechnetes Beispiel: Vereinfachung

Vereinfache sin⁡(2x)1+cos⁡(2x)\frac{\sin(2x)}{1 + \cos(2x)}.

  1. Zähler: sin⁡(2x)=2sin⁡xcos⁡x\sin(2x) = 2\sin x \cos x.
  2. Nenner: 1+cos⁡(2x)=1+(2cos⁡2x−1)=2cos⁡2x1 + \cos(2x) = 1 + (2\cos^2 x - 1) = 2\cos^2 x.
  3. Quotient: 2sin⁡xcos⁡x2cos⁡2x=sin⁡xcos⁡x=tan⁡x\frac{2\sin x \cos x}{2\cos^2 x} = \frac{\sin x}{\cos x} = \tan x.

Der ganze sperrige Ausdruck schrumpft zu tan⁡x\tan x.

Häufige Fehler

  • Vorzeichenfehler in den Additionsformeln — schreibe die Formel aus, verlass dich nicht mitten im Problem auf dein Gedächtnis.
  • sin⁡2θ\sin^2\theta bedeutet (sin⁡θ)2(\sin\theta)^2, nicht sin⁡(sin⁡θ)\sin(\sin\theta).
  • Vergessen, dass 2θ2\theta der Winkel ist, nicht das 2-Fache des Werts — sin⁡(2⋅30°)=sin⁡60°\sin(2 \cdot 30°) = \sin 60°, nicht 2sin⁡30°2\sin 30°.

Probiere es mit dem KI-Trigonometrielöser

Der Trigonometrielöser nimmt jeden Ausdruck und wendet alle diese Identitäten an, um ihn zu vereinfachen oder zu lösen.

Verwandte Referenzen:

  • Vereinfachungsrechner — dieselben Vereinfachungsideen, in Polynomausprägung
  • Integralrechner — die Potenzreduktion ist entscheidend für trigonometrische Integrale
  • Reihenrechner — die Taylor-Entwicklungen von sin und cos verwenden diese direkt

Frequently Asked Questions

The Pythagorean identities are most fundamental: sin²θ + cos²θ = 1, 1 + tan²θ = sec²θ, 1 + cot²θ = csc²θ. Also critical are the double-angle formulas (sin 2θ = 2 sin θ cos θ, cos 2θ = cos²θ − sin²θ) and angle addition formulas.

Work on one side only (typically the more complex side), applying known identities to simplify until it matches the other side. Never move terms across the equals sign — treat the proof as simplification, not equation solving.

Use identities to simplify integrals (especially for powers of sin and cos), to solve trig equations by reducing to a single trig function, and to convert between equivalent forms. Recognizing 1 − sin²θ = cos²θ in disguise is a key skill.

AI-Math Editorial Team

By AI-Math Editorial Team

Published 2026-05-01

A small team of engineers, mathematicians, and educators behind AI-Math, focused on making step-by-step math help accessible to every student.