Question
upstudy study bank question image url

шамданыз: \( \left(\operatorname{ctg} \alpha+\frac{\sin \alpha}{1+\cos \alpha}\right)^{2}-\operatorname{ctg}^{2} \alpha \)

Ask by Wagner Tyler. in Kazakhstan
Mar 12,2025

Upstudy AI Solution

Tutor-Verified Answer

Answer

Результат выражения равен 1.

Solution

Рассмотрим выражение: \[ \left(\operatorname{ctg} \alpha+\frac{\sin \alpha}{1+\cos \alpha}\right)^{2}-\operatorname{ctg}^{2} \alpha. \] 1. Перепишем \(\operatorname{ctg} \alpha\) как \(\frac{\cos \alpha}{\sin \alpha}\). Тогда имеем: \[ \operatorname{ctg} \alpha+\frac{\sin \alpha}{1+\cos \alpha} = \frac{\cos \alpha}{\sin \alpha}+\frac{\sin \alpha}{1+\cos \alpha}. \] 2. Преобразуем второе слагаемое, умножив числитель и знаменатель на \(1-\cos \alpha\): \[ \frac{\sin \alpha}{1+\cos \alpha} \cdot \frac{1-\cos \alpha}{1-\cos \alpha} = \frac{\sin \alpha(1-\cos \alpha)}{1-\cos^2 \alpha}. \] Но \(1-\cos^2 \alpha = \sin^2 \alpha\), таким образом: \[ \frac{\sin \alpha(1-\cos \alpha)}{\sin^2 \alpha} = \frac{1-\cos \alpha}{\sin \alpha}. \] 3. Теперь складываем оба слагаемых: \[ \frac{\cos \alpha}{\sin \alpha}+\frac{1-\cos \alpha}{\sin \alpha} = \frac{\cos \alpha + 1 - \cos \alpha}{\sin \alpha} = \frac{1}{\sin \alpha}. \] 4. Подставляем полученный результат в исходное выражение: \[ \left(\frac{1}{\sin \alpha}\right)^2 - \operatorname{ctg}^{2} \alpha = \frac{1}{\sin^2 \alpha} - \left(\frac{\cos \alpha}{\sin \alpha}\right)^2. \] 5. Приведем выражение к общему знаменателю: \[ \frac{1}{\sin^2\alpha} - \frac{\cos^2\alpha}{\sin^2\alpha} = \frac{1-\cos^2\alpha}{\sin^2\alpha}. \] 6. По тождеству \(1-\cos^2\alpha=\sin^2\alpha\) получаем: \[ \frac{\sin^2\alpha}{\sin^2\alpha}=1. \] Ответ: \(1\).

Answered by UpStudy AI and reviewed by a Professional Tutor

error msg
Explain
Simplify this solution

Mind Expander

Давайте упростим выражение: \[ \left(\operatorname{ctg} \alpha + \frac{\sin \alpha}{1 + \cos \alpha}\right)^{2} - \operatorname{ctg}^{2} \alpha \] Сначала вспомним, что \(\operatorname{ctg} \alpha = \frac{\cos \alpha}{\sin \alpha}\) и преобразуем вторую часть. Теперь упростим дробь: \[ \frac{\sin \alpha}{1 + \cos \alpha} = \frac{\sin \alpha (1 - \cos \alpha)}{(1 + \cos \alpha)(1 - \cos \alpha)} = \frac{\sin \alpha (1 - \cos \alpha)}{\sin^2 \alpha} = \frac{1 - \cos \alpha}{\sin \alpha} \] Теперь подставим это обратно в выражение: \[ \left(\operatorname{ctg} \alpha + \frac{1 - \cos \alpha}{\sin \alpha}\right)^2 - \operatorname{ctg}^{2} \alpha \] Подставим значение \(\operatorname{ctg} \alpha\): \[ \left(\frac{\cos \alpha}{\sin \alpha} + \frac{1 - \cos \alpha}{\sin \alpha}\right)^{2} - \frac{\cos^2 \alpha}{\sin^2 \alpha} \] Сложим дроби в первой части: \[ \left(\frac{\cos \alpha + 1 - \cos \alpha}{\sin \alpha}\right)^{2} - \frac{\cos^2 \alpha}{\sin^2 \alpha} = \left(\frac{1}{\sin \alpha}\right)^{2} - \frac{\cos^2 \alpha}{\sin^2 \alpha} \] Получаем: \[ \frac{1}{\sin^2 \alpha} - \frac{\cos^2 \alpha}{\sin^2 \alpha} = \frac{1 - \cos^2 \alpha}{\sin^2 \alpha} = \frac{\sin^2 \alpha}{\sin^2 \alpha} = 1 \] Таким образом, итоговое значение выражения равно \(1\).

Related Questions

Latest Trigonometry Questions

Try Premium now!
Try Premium and ask Thoth AI unlimited math questions now!
Maybe later Go Premium
Study can be a real struggle
Why not UpStudy it?
Select your plan below
Premium

You can enjoy

Start now
  • Step-by-step explanations
  • 24/7 expert live tutors
  • Unlimited number of questions
  • No interruptions
  • Full access to Answer and Solution
  • Full Access to PDF Chat, UpStudy Chat, Browsing Chat
Basic

Totally free but limited

  • Limited Solution
Welcome to UpStudy!
Please sign in to continue the Thoth AI Chat journey
Continue with Email
Or continue with
By clicking “Sign in”, you agree to our Terms of Use & Privacy Policy