Parece-me que o critério a seguir será o de respeitar, sempre que possível, as convenções gráficas que vigoram em Portugal e adoptar as formas que Rebelo Gonçalves fixou no Vocabulário da Língua Portuguesa, que estabelece o seguinte:

«co-¹, pref[ixo]: red[ução] do lat[im] com-, operada já em latim, antes de vogal ou h (p. ex., em coadjuvar, coabitar, cooenestar, etc.). Seguido de hífen quando possui o sent[ido] especial de «a par» e o elemento imediato tem vida autónoma: co-autor, co-dialecto, co-herdeiro, co-opositor, co-proprietário, co-réu, co-signatário, co-utente, etc.
co-², pref[ixo]: red[ução] de com- (q. v.) antes de l, m ou n.
co-³, el[emento] nom[inal] de comp[osição]: sen[ido] de «complemento» (p. ex., em co-secante, co-seno, co-tangente).»

Não é, portanto, verdade que se use co- apenas no sentido de «a par de», uma vez que também pode ser usado com o valor de «complemento», de acordo com co-³. Sendo assim, deve escrever-se co-seno, como aliás se mostra na citação.

Quanto às formas em que se inclui arco, uma vez que o Vocabulário... não as {#regista|registra}, poderia considerar-se a prática dos dicionários portugueses mais recentes, mas infelizmente nada se encontra sobre os vocábulos em apreço. Assim, restam os dicionários brasileiros, apesar de estes reflectirem as convenções do Formulário Ortográfico de 1943, que nem sempre coincide com o Acordo de 1945 – o que é o caso com a hifenização. Com estas reservas, veremos que o Dicionário Aurélio XXI e o Dicionário Houaiss da Língua Brasileira recolhem as seguintes formas, em que arco é usado sem hífen: arco seno e arco co-seno.

Mas sabendo que tanto arco e seno são substantivos, poderemos considerar o uso de hífen e escrever arco-seno e arco-co-seno,tal se escreve camião-cisterna ou sofá-cama, compostos constituídos por dois nomes cada. Que fazer? É aceitável a opção de seguir as formas brasileiras apenas porque já estão fixas em dicionário, mas calculo que em Portugal haja quem a conteste e prefira hifenizar tais compostos.