単位円をイメージすればすぐにわかるかと思います。

もし頭の中でイメージしにくければ、実際に紙に描いてみてください！
式をこねくり回すのではなく、視覚的に理解できればそれらの式は「アタリマエ」なものとして捉えることができます。