cosθの加法定理です。
単位円上に点P,点Qをとってみましょう。
P(ocs2θ,sin2θ),Q(cosα,sinα)とおきます。
PQ^2=(cos2θ-cosα)^2+(sin2θ-sinα)
=2-2(cos2θcosα+sin2θsinα)──①
△OPQに余弦定理を用いると
PQ^2=OP^2+OQ^2-2OP·OQcos(2θ-α)
=2-2cos(2θ-α)──②
①②より
2-2(cos2θcosα+sin2θsinα)=2-2cos(2θ-α)
つまり
cos(2θ-α)=cos2θcosα+sin2θsinα──③
③でαを-αと置き換えると
cos(2θ+α)=cos2θcos(-α)+sin2θsin(-α)
=cos2θcosα-sin2θsinα
cosθ=sin(π/2-θ)やsinθ=cos(π/2-θ)を使うとsinに関する加法定理も導くことができます。