Рассмотрим выражение ((\sin \alpha - \cos \alpha)^2 + 2 \sin \alpha \cos \alpha).
Для начала раскроем квадрат разности ((\sin \alpha - \cos \alpha)^2):
[
(\sin \alpha - \cos \alpha)^2 = (\sin \alpha)^2 - 2 \sin \alpha \cos \alpha + (\cos \alpha)^2
]
Подставим ( \sin^2 \alpha ) и ( \cos^2 \alpha ) вместо ((\sin \alpha)^2) и ((\cos \alpha)^2) соответственно:
[
\sin^2 \alpha - 2 \sin \alpha \cos \alpha + \cos^2 \alpha
]
Теперь вернемся к исходному выражению и подставим это разложение:
[
(\sin^2 \alpha - 2 \sin \alpha \cos \alpha + \cos^2 \alpha) + 2 \sin \alpha \cos \alpha
]
Объединим подобные слагаемые:
[
\sin^2 \alpha + \cos^2 \alpha - 2 \sin \alpha \cos \alpha + 2 \sin \alpha \cos \alpha
]
Мы видим, что ( - 2 \sin \alpha \cos \alpha ) и ( + 2 \sin \alpha \cos \alpha ) взаимно уничтожаются:
[
\sin^2 \alpha + \cos^2 \alpha
]
Теперь вспомним основное тригонометрическое тождество:
[
\sin^2 \alpha + \cos^2 \alpha = 1
]
Таким образом, исходное выражение упрощается до:
[
1
]
Итак, ((\sin \alpha - \cos \alpha)^2 + 2 \sin \alpha \cos \alpha = 1).