As Fórmulas de Prostaférese também são conhecidas como Fórmulas de Transformação em Produto.
Existem situações em que podemos obter o valor numérico de uma determinada expressão aplicando cálculos diretos. Outras vezes precisamos transforma-la, ou fatora-la para sua resolução.
Veremos agora algumas transformações de soma e diferença de funções trigonométricas em produto. Com isso, teremos recursos necessários para adaptar algumas fórmulas trigonométricas ao cálculo de logaritmos e realizar fatorações, que são úteis na resolução de equações trigonométricas.
Consideremos as Identidades Trigonométricas abaixo:
I – Seno da Soma de Arcos:
sen(a+b) = sen(a) cos(b) + sen(b) cos(a)
II – Seno da Diferença de Arcos:
sen(a-b) = sen(a) cos(b) – sen(b) cos(a)
III – Cosseno da Soma de Arcos:
cos(a+b) = cos(a) cos(b) – sen(a) sen(b)
IV – Cosseno da Diferença de Arcos:
cos(a-b) = cos(a) cos(b) + sen(a) sen(b)
Se combinarmos adequadamente essas identidades trigonométricas, obteremos as chamadas Fórmulas de Werner. Então, se fizermos: I + II, I – II, III + IV e III – IV
Obteremos:
I + II
sen(a+b) + sen(a-b) = sen(a) cos(b) + sen(b) cos(a) + sena(a) cos(b) – sen(b) cos(a)
sen(a+b) + sen(a-b) = 2 sen(a) cos(b)
I – II
sen(a+b) - sen(a-b) = sen(a) cos(b) + sen(b) cos(a) - sena(a) cos(b) – sen(b) cos(a)
sen(a+b) - sen(a-b) = 2 sen(b) cos(a)
III + IV
cos(a+b) + cos(a-b) = cos(a) cos(b) – sen(a) sen(b) + cos(a) cos(b) + sen(a) sen(b)
cos(a+b) + cos(a-b) = 2 cos(a) cos(b)
III – IV
cos(a+b) - cos(a-b) = cos(a) cos(b) – sen(a) sen(b) - cos(a) cos(b) + sen(a) sen(b)
cos(a+b) - cos(a-b) = -2 sen(a) sen(b)
Se fizermos uma mudança de variável nestas fórmulas de Werner, onde:
obtermos o sistema abaixo:
Resolução do sistema:
Somando membro a membro, obtemos:
Substituindo o valor de a na primeira equação, temos:
Se substituirmos os valores de a e b nas Fórmulas de Werner, temos:
Que são as Fórmulas de Transformação em Produto, de soma e diferença de senos e cossenos, também conhecidas como Fórmulas de Prostaférese.
Das fórmulas de prostaférese, podemos deduzir as fórmulas em relação às tangentes:
Veja mais demonstrações aqui!