Докажите тождество cos^2(a+b)+cos^2(a-b)-cos2a*cos2b=1

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для доказательства данного тригонометрического тождества воспользуемся основными формулами тригонометрии: формулами косинуса суммы и разности аргументов, а также формулой косинуса двойного угла. Исходное выражение cos2(α+β)+cos2(αβ)cos2αcos2β=1cosine squared open paren alpha plus beta close paren plus cosine squared open paren alpha minus beta close paren minus cosine 2 alpha center dot cosine 2 beta equals 1Пошаговое доказательство 1. Преобразование суммы квадратов косинусов Воспользуемся формулами понижения степени:

  • cos2x=1+cos2x2cosine squared x equals the fraction with numerator 1 plus cosine 2 x and denominator 2 end-fraction

Применим их к первым двум слагаемым: cos2(α+β)=1+cos(2α+2β)2cosine squared open paren alpha plus beta close paren equals the fraction with numerator 1 plus cosine open paren 2 alpha plus 2 beta close paren and denominator 2 end-fraction cos2(αβ)=1+cos(2α2β)2cosine squared open paren alpha minus beta close paren equals the fraction with numerator 1 plus cosine open paren 2 alpha minus 2 beta close paren and denominator 2 end-fraction Сложим их: 1+cos(2α+2β)2+1+cos(2α2β)2=2+cos(2α+2β)+cos(2α2β)2the fraction with numerator 1 plus cosine open paren 2 alpha plus 2 beta close paren and denominator 2 end-fraction plus the fraction with numerator 1 plus cosine open paren 2 alpha minus 2 beta close paren and denominator 2 end-fraction equals the fraction with numerator 2 plus cosine open paren 2 alpha plus 2 beta close paren plus cosine open paren 2 alpha minus 2 beta close paren and denominator 2 end-fraction 2. Применение формулы суммы косинусов Используем формулу cosx+cosy=2cosx+y2cosxy2cosine x plus cosine y equals 2 cosine the fraction with numerator x plus y and denominator 2 end-fraction cosine the fraction with numerator x minus y and denominator 2 end-fraction для числителя (где x=2α+2βx equals 2 alpha plus 2 beta и y=2α2βy equals 2 alpha minus 2 beta): cos(2α+2β)+cos(2α2β)=2cos(2α)cos(2β)cosine open paren 2 alpha plus 2 beta close paren plus cosine open paren 2 alpha minus 2 beta close paren equals 2 cosine open paren 2 alpha close paren cosine open paren 2 beta close parenПодставим это обратно в наше выражение: 2+2cos2αcos2β2=1+cos2αcos2βthe fraction with numerator 2 plus 2 cosine 2 alpha cosine 2 beta and denominator 2 end-fraction equals 1 plus cosine 2 alpha cosine 2 beta 3. Подстановка в исходное уравнение Теперь подставим полученный результат в левую часть исходного тождества вместо первых двух слагаемых: (1+cos2αcos2β)cos2αcos2βopen paren 1 plus cosine 2 alpha cosine 2 beta close paren minus cosine 2 alpha cosine 2 beta4. Упрощение Заметим, что произведения косинусов взаимно уничтожаются: 1+cos2αcos2βcos2αcos2β=11 plus cosine 2 alpha cosine 2 beta minus cosine 2 alpha cosine 2 beta equals 1Вывод В результате преобразований левая часть выражения стала равна правой: 1=11 equals 1Тождество доказано. Я могу также помочь с выводом других тригонометрических формул или решить аналогичную задачу на доказательство.

Форма ответа

Ваш аватар