852. Упрощение тригонометрических выражений
Разберем каждое выражение по отдельности, используя тригонометрические тождества.
a) \(\frac{\sin 2\beta}{\sin^2 \beta}\)
Краткое пояснение: Используем формулу двойного угла для синуса: \( \sin 2x = 2 \sin x \cos x \).
- Шаг 1: Применим формулу двойного угла к числителю: \( \sin 2\beta = 2 \sin \beta \cos \beta \).
- Шаг 2: Подставим в исходное выражение: \( \frac{2 \sin \beta \cos \beta}{\sin^2 \beta} \).
- Шаг 3: Сократим \( \sin \beta \): \( \frac{2 \cos \beta}{\sin \beta} \).
- Шаг 4: Вспомним, что \( \frac{\cos x}{\sin x} = \mathrm{ctg} x \): \( 2 \mathrm{ctg} \beta \).
Ответ: \( 2 \mathrm{ctg} \beta \)
6) \(\frac{\sin 2\alpha}{2 \sin \alpha} - \cos \alpha\)
Краткое пояснение: Также применим формулу двойного угла для синуса и воспользуемся основным тригонометрическим тождеством.
- Шаг 1: Преобразуем числитель: \( \sin 2\alpha = 2 \sin \alpha \cos \alpha \).
- Шаг 2: Подставим и сократим: \( \frac{2 \sin \alpha \cos \alpha}{2 \sin \alpha} - \cos \alpha = \cos \alpha - \cos \alpha \).
- Шаг 3: Выполним вычитание: \( \cos \alpha - \cos \alpha = 0 \).
Ответ: \( 0 \)
в) \(\sin^2 \gamma + \cos 2\gamma\)
Краткое пояснение: Используем формулу косинуса двойного угла \( \cos 2x = 1 - 2 \sin^2 x \) и основное тригонометрическое тождество \( \sin^2 x + \cos^2 x = 1 \).
- Шаг 1: Преобразуем \( \cos 2\gamma \) через синус: \( \cos 2\gamma = 1 - 2 \sin^2 \gamma \).
- Шаг 2: Подставим в исходное выражение: \( \sin^2 \gamma + (1 - 2 \sin^2 \gamma) \).
- Шаг 3: Раскроем скобки и приведем подобные члены: \( \sin^2 \gamma + 1 - 2 \sin^2 \gamma = 1 - \sin^2 \gamma \).
- Шаг 4: Вспомним основное тригонометрическое тождество, выраженное через косинус: \( 1 - \sin^2 \gamma = \cos^2 \gamma \).
Ответ: \( \cos^2 \gamma \)
г) \(\frac{\cos 2\alpha}{\cos \alpha - \sin \alpha} - \sin \alpha\)
Краткое пояснение: Применим формулу косинуса двойного угла \( \cos 2x = \cos^2 x - \sin^2 x \) и разность квадратов.
- Шаг 1: Преобразуем числитель: \( \cos 2\alpha = \cos^2 \alpha - \sin^2 \alpha \).
- Шаг 2: Заметим, что числитель является разностью квадратов: \( \cos^2 \alpha - \sin^2 \alpha = (\cos \alpha - \sin \alpha)(\cos \alpha + \sin \alpha) \).
- Шаг 3: Подставим в дробь: \( \frac{(\cos \alpha - \sin \alpha)(\cos \alpha + \sin \alpha)}{\cos \alpha - \sin \alpha} - \sin \alpha \).
- Шаг 4: Сократим \( (\cos \alpha - \sin \alpha) \), при условии \( \cos \alpha
eq \sin \alpha \): \( (\cos \alpha + \sin \alpha) - \sin \alpha \). - Шаг 5: Выполним вычитание: \( \cos \alpha + \sin \alpha - \sin \alpha = \cos \alpha \).
Ответ: \( \cos \alpha \)