3. Упрощение выражений:
-
\[ \cos(\alpha - \beta) - \cos(\alpha + \beta) \]
- Используем формулу разности косинусов:
\[ \cos A - \cos B = -2 \sin \frac{A+B}{2} \sin \frac{A-B}{2} \]
- В данном случае,
\[ A = \alpha - \beta \] и
\[ B = \alpha + \beta \]
-
\[ \frac{A+B}{2} = \frac{(\alpha - \beta) + (\alpha + \beta)}{2} = \frac{2\alpha}{2} = \alpha \]
-
\[ \frac{A-B}{2} = \frac{(\alpha - \beta) - (\alpha + \beta)}{2} = \frac{-2\beta}{2} = -\beta \]
- Следовательно,
\[ \cos(\alpha - \beta) - \cos(\alpha + \beta) = -2 \sin \alpha \sin (-\beta) \]
- Так как
\[ \sin(-\beta) = -\sin \beta \],
то:
\[ -2 \sin \alpha \sin (-\beta) = -2 \sin \alpha (-\sin \beta) = 2 \sin \alpha \sin \beta \]
-
\[ \frac{\cos(\frac{3\pi}{2} - \alpha) + \cos(\pi + \alpha)}{2\sin (\alpha - \frac{\pi}{2}) \cos(-\alpha) + 1} \]
- Упрощаем числитель:
-
\[ \cos(\frac{3\pi}{2} - \alpha) = -\sin \alpha \]
(косинус в третьей четверти отрицателен)
-
\[ \cos(\pi + \alpha) = -\cos \alpha \]
(косинус в третьей четверти отрицателен)
- Числитель:
\[ -\sin \alpha - \cos \alpha \]
- Упрощаем знаменатель:
-
\[ \sin(\alpha - \frac{\pi}{2}) = -\cos \alpha \]
(синус в четвертой четверти отрицателен)
-
\[ \cos(-\alpha) = \cos \alpha \]
(косинус — четная функция)
- Знаменатель:
\[ 2(-\cos \alpha)(\cos \alpha) + 1 = -2\cos^2 \alpha + 1 \]
- Используя формулу косинуса двойного угла
\[ \cos(2\alpha) = 1 - 2\cos^2\alpha \],
получаем:
\[ -2\cos^2 \alpha + 1 = \cos(2\alpha) \]
- Объединяем числитель и знаменатель:
\[ \frac{- \sin \alpha - \cos \alpha}{\cos(2\alpha)} \]
Ответ: 1)
\[ 2 \sin \alpha \sin \beta \]; 2)
\[ \frac{- \sin \alpha - \cos \alpha}{\cos(2\alpha)} \]