Na trigonometria, as fórmulas de tangente de meio ângulo relacionam a tangente de metade de um ângulo às funções trigonométricas de todo o ângulo.[1] Entre estas estão as seguintes[2]
![{\displaystyle {\begin{aligned}\tan \left({\frac {\eta \pm \theta }{2}}\right)&={\frac {\sin \eta \pm \sin \theta }{\cos \eta +\cos \theta }}=-{\frac {\cos \eta -\cos \theta }{\sin \eta \mp \sin \theta }},\\[10pt]\tan \left(\pm {\frac {\theta }{2}}\right)&={\frac {\pm \sin \theta }{1+\cos \theta }}={\frac {\pm \tan \theta }{\sec \theta +1}}={\frac {\pm 1}{\csc \theta +\cot \theta }},&&(\eta =0)\\[10pt]\tan \left(\pm {\frac {\theta }{2}}\right)&={\frac {1-\cos \theta }{\pm \sin \theta }}={\frac {\sec \theta -1}{\pm \tan \theta }}=\pm (\csc \theta -\cot \theta ),&&(\eta =0)\\[10pt]\tan \left({\frac {1}{2}}(\theta \pm {\frac {\pi }{2}})\right)&={\frac {1\pm \sin \theta }{\cos \theta }}=\sec \theta \pm \tan \theta ={\frac {\csc \theta \pm 1}{\cot \theta }},&&(\eta ={\frac {\pi }{2}})\\[10pt]\tan \left({\frac {1}{2}}(\theta \pm {\frac {\pi }{2}})\right)&={\frac {\cos \theta }{1\mp \sin \theta }}={\frac {1}{\sec \theta \mp \tan \theta }}={\frac {\cot \theta }{\csc \theta \mp 1}},&&(\eta ={\frac {\pi }{2}})\\[10pt]{\frac {1-\tan(\theta /2)}{1+\tan(\theta /2)}}&=\pm {\sqrt {\frac {1-\sin \theta }{1+\sin \theta }}}\\[10pt]\tan {\frac {\theta }{2}}&=\pm {\sqrt {\frac {1-\cos \theta }{1+\cos \theta }}}\end{aligned}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/ad713e98433a7048f4e338e1eb21a2dba895400a.svg)
Destas, podemos derivar identidades que expressam seno, cosseno e tangente como funções de tangentes de semi-ângulos:[3]
![{\displaystyle {\begin{aligned}\sin \alpha &={\frac {2\tan {\dfrac {\alpha }{2}}}{1+\tan ^{2}{\dfrac {\alpha }{2}}}}\\[7pt]\cos \alpha &={\frac {1-\tan ^{2}{\dfrac {\alpha }{2}}}{1+\tan ^{2}{\dfrac {\alpha }{2}}}}\\[7pt]\tan \alpha &={\frac {2\tan {\dfrac {\alpha }{2}}}{1-\tan ^{2}{\dfrac {\alpha }{2}}}}\end{aligned}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/1488a5e85116f8ce790eba2c42d30f83be62cd62.svg)
Verificação
Provas algébricas
Use fórmulas de ângulo duplo e sin2 α + cos2 α = 1,


tomando o quociente da fórmula para produtos de seno e cosseno

Combinando a identidade pitagórica
com a fórmula de ângulo duplo para o cosseno,
,
reorganizando, e tomando as raízes quadradas produz
e
que, mediante divisão, dá
=
=
=
ou alternativamente
=
=
=
.
Além disso, usando as fórmulas de adição e subtração de ângulos para o seno e o cosseno, obtém-se:[4]




A adição pareada das quatro fórmulas acima produz:
![{\displaystyle {\begin{aligned}\sin(a+b)+\sin(a-b)&=\sin a\cos b+\cos a\sin b+\sin a\cos b-\cos a\sin b\\&=2\sin a\cos b\\[3pt]\cos(a+b)+\cos(a-b)&=\cos a\cos b-\sin a\sin b+\cos a\cos b+\sin a\sin b\\&=2\cos a\cos b\end{aligned}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/b3be35629cf9d7bd95926935e26b3491ca0ebe1c.svg)
Configurando
e
e substituindo produzimos:
![{\displaystyle {\begin{aligned}\sin \left({\frac {p+q}{2}}+{\frac {p-q}{2}}\right)+\sin \left({\frac {p+q}{2}}-{\frac {p-q}{2}}\right)&=\sin(p)+\sin(q)\\&=2\sin \left({\frac {p+q}{2}}\right)\cos \left({\frac {p-q}{2}}\right)\\[6pt]\cos \left({\frac {p+q}{2}}+{\frac {p-q}{2}}\right)+\cos \left({\frac {p+q}{2}}-{\frac {p-q}{2}}\right)&=\cos(p)+\cos(q)\\&=2\cos \left({\frac {p+q}{2}}\right)\cos \left({\frac {p-q}{2}}\right)\end{aligned}}}](./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/47546d4aaba974124267370b6d6f3d9bc4c40aee.svg)
Dividindo a soma dos senos pela soma dos cossenos, chega-se a:

Referências