Рассмотрим выражение ((\sin a + \cos a)^2 + (\sin a - \cos a)^2).
Раскроем скобки в каждом квадрате:
((\sin a + \cos a)^2 = (\sin a)^2 + 2\sin a \cos a + (\cos a)^2)
((\sin a - \cos a)^2 = (\sin a)^2 - 2\sin a \cos a + (\cos a)^2)
Теперь сложим эти два выражения:
[
(\sin a)^2 + 2\sin a \cos a + (\cos a)^2 + (\sin a)^2 - 2\sin a \cos a + (\cos a)^2
]
Объединим подобные слагаемые:
[
(\sin a)^2 + (\sin a)^2 + (\cos a)^2 + (\cos a)^2 + 2\sin a \cos a - 2\sin a \cos a
]
Заметим, что (2\sin a \cos a - 2\sin a \cos a = 0).
Таким образом, остаётся:
[
2(\sin a)^2 + 2(\cos a)^2
]
Мы знаем, что ((\sin a)^2 + (\cos a)^2 = 1) согласно тригонометрической тождественности.
Поэтому:
[
2(\sin a)^2 + 2(\cos a)^2 = 2 \times ((\sin a)^2 + (\cos a)^2) = 2 \times 1 = 2
]
Таким образом, ((\sin a + \cos a)^2 + (\sin a - \cos a)^2 = 2).