Для доказательства тождества ( \cot^2 \alpha - \cos^2 \alpha = \cot^2 \alpha \times \cos^2 \alpha ), начнем с левой стороны и попробуем преобразовать ее до правой стороны.
Известно, что:
[ \cot \alpha = \frac{\cos \alpha}{\sin \alpha} ]
[ \cot^2 \alpha = \frac{\cos^2 \alpha}{\sin^2 \alpha} ]
Подставим это в левую часть тождества:
[ \cot^2 \alpha - \cos^2 \alpha = \frac{\cos^2 \alpha}{\sin^2 \alpha} - \cos^2 \alpha ]
Приведем выражения к общему знаменателю:
[ \frac{\cos^2 \alpha}{\sin^2 \alpha} - \cos^2 \alpha = \frac{\cos^2 \alpha - \cos^2 \alpha \sin^2 \alpha}{\sin^2 \alpha} ]
Упростим числитель:
[ \cos^2 \alpha - \cos^2 \alpha \sin^2 \alpha = \cos^2 \alpha (1 - \sin^2 \alpha) ]
Используем основное тригонометрическое тождество ( \sin^2 \alpha + \cos^2 \alpha = 1 ):
[ \cos^2 \alpha (1 - \sin^2 \alpha) = \cos^2 \alpha \cos^2 \alpha = \cos^4 \alpha ]
Теперь подставим это обратно в выражение с знаменателем:
[ \frac{\cos^4 \alpha}{\sin^2 \alpha} ]
Выразим это через ( \cot \alpha ) и ( \cos \alpha ):
[ \frac{\cos^4 \alpha}{\sin^2 \alpha} = \frac{\cos^2 \alpha}{\sin^2 \alpha} \cos^2 \alpha = \cot^2 \alpha \cos^2 \alpha ]
Таким образом, мы преобразовали левую сторону тождества к правой:
[ \cot^2 \alpha - \cos^2 \alpha = \cot^2 \alpha \times \cos^2 \alpha ]
Тождество доказано.