Подробный ответ:
Рассмотрим выражение:
и докажем, что оно тождественно равно при любом значении . Проведём максимально подробное пошаговое преобразование:
Шаг 1: Используем формулу для произведения косинусов
Напомним формулу:
Применим её к:
Здесь:
Шаг 2: Подставим в формулу
Вычислим аргументы:
Подставим обратно:
Шаг 3: Учитываем чётность косинуса
Так как косинус — чётная функция. Тогда:
Шаг 4: Найдём значение
Шаг 5: Подставим обратно
Шаг 6: Подставим это в исходное выражение
Шаг 7: Объединяем
Шаг 8: Используем формулу косинуса двойного угла
Подставим:
Шаг 9: Раскроем скобки
Сгруппируем:
Шаг 10: Вынесем общий множитель
Шаг 11: Используем основное тригонометрическое тождество
Подставим:
Ответ:
Тождество доказано.