我们知道

那么我们真的需要
函数吗?
或者换句话说,我们是否可以用
来计算出像
这样的所有有趣的公式,然后从那里推导出所有包含
的公式?
答案是肯定的。
我们不需要为
进行一个几何论证,然后对
进行另一个几何论证。我们可以直接从
的公式中得到关于
的公式。
To find a formula for
in terms of
and
: construct two different right angle triangles each drawn with side
having the same length of one, but with
, and therefore angle
. Scale up triangle two so that side
is the same length as side
. Place the triangles so that side
is coincidental with side
, and the angles
and
are juxtaposed to form angle
at the origin. The circumference of the circle within which triangle two is embedded (circle 2) crosses side
at point
, allowing a third right angle to be drawn from angle
to point
. Now reset the scale of the entire figure so that side
is considered to be of length 1. Side
coincidental with side
will then be of length
, and so side
will be of length
in which length lies point
. Draw a line parallel to line
through the right angle of triangle two to produce a fourth right angle triangle, this one embedded in triangle two. Triangle 4 is a scaled copy of triangle 1, because
(1) it is right angled, and
(2)
.
边
的长度为
,因为
。因此,点
位于长度
其中 
这给了我们“余弦角和公式”。
我们可以立即将此公式应用于将两个相等的角相加
(I)
where
根据毕达哥拉斯定理,我们知道
在这种情况下
where
代入 (I) 得
where
这与“余弦二倍角和公式”相同
有了这个
函数的定义,我们可以重新表述毕达哥拉斯定理,对于一个边长为 1 的直角三角形,从
where
到
我们也可以从
where
到
我们为这个新函数
的符号便利性付出的代价是,我们现在必须回答诸如:是否存在“正弦角和公式”之类的问题。这些问题总是可以通过采用
形式并有选择地替换
为
,然后使用代数来简化所得方程。将此技术应用于“余弦角和公式”得到
-- Pythagoras on left, multiply out right hand side
-- Carefully selected Pythagoras again on the left hand side
-- Multiplied out
-- Carefully selected Pythagoras
-- Algebraic simplification
两边开平方得到“正弦角和公式”
我们可以使用类似的技术从“余弦半角公式”中找到“正弦半角公式”
我们知道
,所以“余弦半角公式”两边平方并从 1 中减去
到目前为止一切顺利,但我们仍然有一个
需要去掉。再次使用毕达哥拉斯定理得到“正弦半角公式”
或者更清晰一点