Конечно, давайте докажем данное тождество. Нам нужно показать, что:
[ 2 \sin(2a) + \cos\left(\frac{3\pi}{2} - a\right) + \sin\left(\pi + a\right) \div \left(1 + \sin\left(\frac{3\pi}{2} - a\right)\right) = -2 \sin a. ]
Упростим каждое из выражений, используя тригонометрические тождества:
(\cos\left(\frac{3\pi}{2} - a\right)):
Используя основное тригонометрическое тождество (\cos(\frac{3\pi}{2} - a) = \sin(a)), так как (\cos(\frac{3\pi}{2} - a) = \sin(a)).
(\sin(\pi + a)):
Используя тождество (\sin(\pi + a) = -\sin(a)).
Таким образом, выражение в числителе становится:
[ 2\sin(2a) + \sin(a) - \sin(a). ]
- Упростим числитель:
[ 2\sin(2a) + \sin(a) - \sin(a) = 2\sin(2a). ]
Упростим знаменатель:
- (1 + \sin\left(\frac{3\pi}{2} - a\right)):
Так как (\sin\left(\frac{3\pi}{2} - a\right) = -\cos(a)), то:
[ 1 + (-\cos(a)) = 1 - \cos(a). ]
Подставим упрощенные выражения обратно в дробь:
Теперь наше выражение принимает вид:
[ \frac{2\sin(2a)}{1 - \cos(a)}. ]
Используем формулы двойного угла и разности:
Формула двойного угла для синуса:
[ \sin(2a) = 2\sin(a)\cos(a). ]
Таким образом, (2\sin(2a) = 4\sin(a)\cos(a)).
Преобразование знаменателя:
Заметим, что (1 - \cos(a) = 2\sin^2\left(\frac{a}{2}\right)).
Подставим и упростим:
[ \frac{4\sin(a)\cos(a)}{2\sin^2\left(\frac{a}{2}\right)}. ]
Разделим числитель и знаменатель на 2:
[ \frac{2\sin(a)\cos(a)}{\sin^2\left(\frac{a}{2}\right)}. ]
Применим формулу для (\cos(a) = 1 - 2\sin^2\left(\frac{a}{2}\right)) и упрощения, если таковы потребуются.
Сопоставление:
- Доказательство завершено, если упростить выражение до (-2\sin(a)), однако в процессе могут возникнуть ошибки или упрощения, которые нужно учитывать. Если после упрощений мы приходим к (-2\sin(a)), то тождество доказано.
Если возникают трудности в промежуточных расчетах, каждый шаг можно дополнительно проанализировать и упростить с учетом всех возможных тригонометрических тождеств.