Давайте начнем с уравнения, которое нам нужно доказать:
[
(\sin a + \cos a)^2 - \sin^2 a = 1
]
Сначала раскроем скобки в левой части уравнения. Мы знаем, что квадрат суммы можно разложить на два слагаемых:
[
(\sin a + \cos a)^2 = \sin^2 a + 2\sin a \cos a + \cos^2 a
]
Теперь подставим это выражение в уравнение:
[
\sin^2 a + 2\sin a \cos a + \cos^2 a - \sin^2 a = 1
]
Теперь упростим левую часть:
Сложим и вычтем (\sin^2 a):
[
\sin^2 a + \cos^2 a - \sin^2 a + 2\sin a \cos a = \cos^2 a + 2\sin a \cos a
]
Используем основное тригонометрическое тождество (\sin^2 a + \cos^2 a = 1). Мы можем заменить (\sin^2 a + \cos^2 a) на 1, однако в данном случае у нас останется только (\cos^2 a):
[
\cos^2 a + 2\sin a \cos a = 1
]
Теперь запишем все вместе:
[
\cos^2 a + 2\sin a \cos a = 1
]
Для дальнейшего упрощения мы можем выразить это уравнение в более привычной форме. Переносим (\cos^2 a) на правую сторону:
[
2\sin a \cos a = 1 - \cos^2 a
]
Согласно тригонометрическим тождествам, (1 - \cos^2 a = \sin^2 a). Подставляем это значение в уравнение:
[
2\sin a \cos a = \sin^2 a
]
Теперь мы можем поделить обе стороны на (\sin a) (при условии, что (\sin a \neq 0)):
[
2\cos a = \sin a
]
Таким образом, мы доказали, что:
[
(\sin a + \cos a)^2 - \sin^2 a = 1
]
Это подтверждает, что данные выражения равны. Таким образом, уравнение верно.