Цель: Доказать тождество \( \frac{\sin (\frac{3\pi}{2} - \alpha) \cdot \ctg (\frac{\pi}{2} + \alpha)}{\tg (\pi + \alpha)} = -\sin \alpha \).
Шаг 1. Применяем формулы приведения к левой части (ЛЧ).- Числитель, первый член: \( \sin (\frac{3\pi}{2} - \alpha) \).
- Четверть: III. Знак \( \sin \): -. Функция меняется (\( \sin \to \cos \)).
- \( \sin (\frac{3\pi}{2} - \alpha) = -\cos \alpha \).
- Числитель, второй член: \( \ctg (\frac{\pi}{2} + \alpha) \).
- Четверть: II. Знак \( \ctg \): -. Функция меняется (\( \ctg \to \tg \)).
- \( \ctg (\frac{\pi}{2} + \alpha) = -\tg \alpha \).
- Знаменатель: \( \tg (\pi + \alpha) \).
- Четверть: III. Знак \( \tg \): +. Функция не меняется.
- \( \tg (\pi + \alpha) = \tg \alpha \).
Шаг 2. Подставляем упрощенные выражения в ЛЧ.\[ \text{ЛЧ} = \frac{(-\cos \alpha) \cdot (-\tg \alpha)}{\tg \alpha} \]
Шаг 3. Упрощаем.Умножение отрицательных чисел дает положительный результат, а \( \tg \alpha \) сокращается (при условии \( \tg \alpha \ne 0 \)):
\[ \text{ЛЧ} = \frac{\cos \alpha \cdot \tg \alpha}{\tg \alpha} = \cos \alpha \]
Шаг 4. Проверяем тождество.Получаем: \( \cos \alpha = -\sin \alpha \). Это равенство не является тождеством.
Перепроверим условие задания, возможно, ошибка в знаке в исходном выражении.
Если бы в знаменателе было \( \tg (\frac{3\pi}{2} + \alpha) \), то \( \tg (\frac{3\pi}{2} + \alpha) = -\ctg \alpha \). Тогда:
\[ \frac{(-\cos \alpha) \cdot (-\tg \alpha)}{-\ctg \alpha} = \frac{\cos \alpha \cdot \tg \alpha}{-\ctg \alpha} = -\cos \alpha \cdot \tg \alpha \cdot \tg \alpha = -\cos \alpha \cdot \frac{\sin^2 \alpha}{\cos^2 \alpha} = -\frac{\sin^2 \alpha}{\cos \alpha} \]
Перепроверим условие задания, возможно, ошибка в знаке в знаменателе в исходном выражении (см. изображение).
Согласно изображению, знаменатель: \( \tg (\pi + \alpha) \). Упрощение: \( \tg \alpha \).
ЛЧ: \( \frac{(-\cos \alpha) \cdot (-\tg \alpha)}{\tg \alpha} = \cos \alpha \).
Результат должен быть \( -\sin \alpha \). Вероятна опечатка в оригинальном учебнике или требуется другое преобразование.
Рассмотрим, если в числителе \( \sin (\frac{3\pi}{2} + \alpha) \):
Упрощение: \( -\cos \alpha \).
Тогда ЛЧ: \( \frac{-\cos \alpha \cdot (-\tg \alpha)}{\tg \alpha} = \cos \alpha \).
Тождество: \( \cos \alpha = -\sin \alpha \) (Неверно).
Рассмотрим, если в числителе \( \sin (\frac{3\pi}{2} - \alpha) \) и \( \ctg (\pi - \alpha) \):
Если \( \ctg (\pi - \alpha) = -\ctg \alpha \).
ЛЧ: \( \frac{(-\cos \alpha) \cdot (-\ctg \alpha)}{\tg \alpha} = \frac{\cos \alpha \cdot \ctg \alpha}{\tg \alpha} = \cos \alpha \cdot \ctg^2 \alpha \) (Неверно).
Предположим, что \( \sin (\frac{3\pi}{2} - \alpha) \) и \( \ctg (\frac{3\pi}{2} + \alpha) \).
Упрощение: \( \sin (\frac{3\pi}{2} - \alpha) = -\cos \alpha \).
Упрощение: \( \ctg (\frac{3\pi}{2} + \alpha) = \tg \alpha \).
ЛЧ: \( \frac{(-\cos \alpha) \cdot \tg \alpha}{\tg \alpha} = -\cos \alpha \) (Неверно).
Используем первое упрощение, которое точно соответствует заданию (слева):
\[ \text{ЛЧ} = \frac{(-\cos \alpha) \cdot (-\tg \alpha)}{\tg \alpha} = \cos \alpha \]
Тогда тождество: \( \cos \alpha = -\sin \alpha \). Это не тождество.
Должно быть, ошибка в знаке в правой части. Доказываем, что ЛЧ \( = \cos \alpha \).
ЛЧ: \( \frac{\sin (\frac{3\pi}{2} - \alpha) \cdot \ctg (\frac{\pi}{2} + \alpha)}{\tg (\pi + \alpha)} \)
Упрощение числителя: \( \sin (\frac{3\pi}{2} - \alpha) \cdot \ctg (\frac{\pi}{2} + \alpha) = (-\cos \alpha) \cdot (-\tg \alpha) = \cos \alpha \cdot \tg \alpha \).
Упрощение знаменателя: \( \tg (\pi + \alpha) = \tg \alpha \).
ЛЧ: \( \frac{\cos \alpha \cdot \tg \alpha}{\tg \alpha} = \cos \alpha \).
Тождество, вероятно, должно было быть: \( \frac{\sin (\frac{3\pi}{2} - \alpha) \cdot \ctg (\frac{\pi}{2} + \alpha)}{\tg (\pi + \alpha)} = \cos \alpha \).
Ввиду жесткого требования к ответу, оставляем доказательство того, что ЛЧ упрощается до \( \cos \alpha \), и предполагаем, что в задании опечатка в правой части.
Ответ (согласно упрощению ЛЧ): \( \cos \alpha \)