Вопрос:

0477. Докажите тождества: a) $$\cos^4 t - \sin^4 t = \cos 2t$$; б) $$\cos^4 t + \sin^4 t = 1 - \frac{1}{2}\sin^2 2t$$.

Ответ:

Решение:

  1. a) $$\cos^4 t - \sin^4 t = \cos 2t$$

    Преобразуем левую часть равенства, используя формулу разности квадратов: $$a^2 - b^2 = (a - b)(a + b)$$.

    $$\cos^4 t - \sin^4 t = (\cos^2 t - \sin^2 t)(\cos^2 t + \sin^2 t)$$

    Так как $$\cos^2 t + \sin^2 t = 1$$, то выражение упрощается до:

    $$\cos^2 t - \sin^2 t$$

    Используем формулу двойного угла косинуса: $$\cos 2t = \cos^2 t - \sin^2 t$$.

    Следовательно, $$\cos^4 t - \sin^4 t = \cos 2t$$, что и требовалось доказать.

  2. б) $$\cos^4 t + \sin^4 t = 1 - \frac{1}{2}\sin^2 2t$$

    Преобразуем левую часть равенства:

    $$\cos^4 t + \sin^4 t = (\cos^2 t)^2 + (\sin^2 t)^2$$

    Добавим и вычтем $$2\cos^2 t \sin^2 t$$:

    $$\cos^4 t + \sin^4 t = (\cos^2 t)^2 + 2\cos^2 t \sin^2 t + (\sin^2 t)^2 - 2\cos^2 t \sin^2 t$$

    Теперь можно свернуть выражение в полный квадрат:

    $$\cos^4 t + \sin^4 t = (\cos^2 t + \sin^2 t)^2 - 2\cos^2 t \sin^2 t$$

    Так как $$\cos^2 t + \sin^2 t = 1$$, то:

    $$\cos^4 t + \sin^4 t = 1 - 2\cos^2 t \sin^2 t$$

    Используем формулу двойного угла синуса: $$\sin 2t = 2\sin t \cos t$$. Возведем обе части в квадрат: $$\sin^2 2t = 4\sin^2 t \cos^2 t$$. Выразим $$2\cos^2 t \sin^2 t$$ через $$\sin^2 2t$$:

    $$2\sin^2 t \cos^2 t = \frac{1}{2} \cdot 4\sin^2 t \cos^2 t = \frac{1}{2}\sin^2 2t$$

    Тогда:

    $$\cos^4 t + \sin^4 t = 1 - \frac{1}{2}\sin^2 2t$$, что и требовалось доказать.

Смотреть решения всех заданий с листа
Подать жалобу Правообладателю

Похожие