Вопрос задан 20.06.2025 в 07:51. Предмет Математика. Спрашивает Никулин Иван.

Доказать тождества: 1) 1 - tg^2 x = (cos2x) / (cos^2 x) 2) ctg^2 x - 1 = (cos2x) / (sin^2 x)

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Домантович Александра.

1) Доказать, что 1−tan⁡2x=cos⁡2xcos⁡2x1-\tan^{2}x=\dfrac{\cos 2x}{\cos^{2}x}

Шаг 1. Записываем tan⁡x\tan x через синус и косинус:

tan⁡x=sin⁡xcos⁡x    ⇒    tan⁡2x=sin⁡2xcos⁡2x.\tan x=\frac{\sin x}{\cos x}\;\;\Rightarrow\;\;\tan^{2}x=\frac{\sin^{2}x}{\cos^{2}x}.

Шаг 2. Вычитаем tan⁡2x\tan^{2}x из 1, приводя к общему знаменателю cos⁡2x\cos^{2}x:

1−tan⁡2x=1−sin⁡2xcos⁡2x=cos⁡2x−sin⁡2xcos⁡2x.1-\tan^{2}x =1-\frac{\sin^{2}x}{\cos^{2}x} =\frac{\cos^{2}x-\sin^{2}x}{\cos^{2}x}.

Шаг 3. В числителе появилась разность квадратов синуса и косинуса, а это по определению косинус двойного угла:

cos⁡2x−sin⁡2x=cos⁡2x.\cos^{2}x-\sin^{2}x=\cos 2x.

Шаг 4. Подставляем вместо числителя cos⁡2x\cos 2x:

1−tan⁡2x=cos⁡2xcos⁡2x.1-\tan^{2}x=\frac{\cos 2x}{\cos^{2}x}.

Тождество доказано для всех xx, где cos⁡x≠0\cos x\neq 0 (чтобы знаменатель не обращался в ноль).


2) Доказать, что cot⁡2x−1=cos⁡2xsin⁡2x\cot^{2}x-1=\dfrac{\cos 2x}{\sin^{2}x}

Шаг 1. Аналогично выразим котангенс:

cot⁡x=cos⁡xsin⁡x    ⇒    cot⁡2x=cos⁡2xsin⁡2x.\cot x=\frac{\cos x}{\sin x}\;\;\Rightarrow\;\;\cot^{2}x=\frac{\cos^{2}x}{\sin^{2}x}.

Шаг 2. Вычитаем 1, приводя к общему знаменателю sin⁡2x\sin^{2}x:

cot⁡2x−1=cos⁡2xsin⁡2x−1=cos⁡2x−sin⁡2xsin⁡2x.\cot^{2}x-1 =\frac{\cos^{2}x}{\sin^{2}x}-1 =\frac{\cos^{2}x-\sin^{2}x}{\sin^{2}x}.

Шаг 3. Снова используем формулу двойного угла:

cos⁡2x−sin⁡2x=cos⁡2x.\cos^{2}x-\sin^{2}x=\cos 2x.

Шаг 4. Подставляем полученное выражение:

cot⁡2x−1=cos⁡2xsin⁡2x.\cot^{2}x-1=\frac{\cos 2x}{\sin^{2}x}.

Тождество доказано для всех xx, где sin⁡x≠0\sin x\neq 0.


Итог. Оба выражения сводятся к одной и той же разности cos⁡2x−sin⁡2x\cos^{2}x-\sin^{2}x, что и обеспечивает полученные равенства.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Математика

Последние заданные вопросы в категории Математика

Задать вопрос