Давайте упростим каждое из выражений по очереди, используя тригонометрические тождества.
1) (\sqrt{2} \sin \left(\frac{\pi}{4} + a\right) - \cos a)
Используем формулу для синуса суммы углов:
[
\sin(x + y) = \sin x \cos y + \cos x \sin y
]
Подставим (x = \frac{\pi}{4}) и (y = a):
[
\sin\left(\frac{\pi}{4} + a\right) = \sin\frac{\pi}{4} \cos a + \cos\frac{\pi}{4} \sin a
]
Так как (\sin\frac{\pi}{4} = \cos\frac{\pi}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2}), имеем:
[
\sin\left(\frac{\pi}{4} + a\right) = \frac{\sqrt{2}}{2} \cos a + \frac{\sqrt{2}}{2} \sin a
]
Умножим на (\sqrt{2}):
[
\sqrt{2} \sin\left(\frac{\pi}{4} + a\right) = \cos a + \sin a
]
Теперь подставим это в выражение:
[
\sqrt{2} \sin\left(\frac{\pi}{4} + a\right) - \cos a = \cos a + \sin a - \cos a = \sin a
]
2) (\sqrt{2} \sin \left(a - \frac{\pi}{4}\right) - \sin a)
Используем формулу для синуса разности углов:
[
\sin(x - y) = \sin x \cos y - \cos x \sin y
]
Подставим (x = a) и (y = \frac{\pi}{4}):
[
\sin\left(a - \frac{\pi}{4}\right) = \sin a \cos\frac{\pi}{4} - \cos a \sin\frac{\pi}{4}
]
Так как (\sin\frac{\pi}{4} = \cos\frac{\pi}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2}), имеем:
[
\sin\left(a - \frac{\pi}{4}\right) = \sin a \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} - \cos a \cdot \frac{\sqrt{2}}{2}
]
Умножим на (\sqrt{2}):
[
\sqrt{2} \sin\left(a - \frac{\pi}{4}\right) = \sqrt{2}\left(\frac{\sqrt{2}}{2} \sin a - \frac{\sqrt{2}}{2} \cos a\right) = \sin a - \cos a
]
Теперь подставим это в выражение:
[
\sqrt{2} \sin\left(a - \frac{\pi}{4}\right) - \sin a = \sin a - \cos a - \sin a = -\cos a
]
3) (2 \cos \left(\frac{\pi}{3} - a\right) - \sqrt{3} \sin a)
Используем формулу для косинуса разности углов:
[
\cos(x - y) = \cos x \cos y + \sin x \sin y
]
Подставим (x = \frac{\pi}{3}) и (y = a):
[
\cos\left(\frac{\pi}{3} - a\right) = \cos\frac{\pi}{3} \cos a + \sin\frac{\pi}{3} \sin a
]
Так как (\cos\frac{\pi}{3} = \frac{1}{2}) и (\sin\frac{\pi}{3} = \frac{\sqrt{3}}{2}), имеем:
[
\cos\left(\frac{\pi}{3} - a\right) = \frac{1}{2} \cos a + \frac{\sqrt{3}}{2} \sin a
]
Умножим на 2:
[
2 \cos\left(\frac{\pi}{3} - a\right) = \cos a + \sqrt{3} \sin a
]
Теперь подставим это в выражение:
[
2 \cos\left(\frac{\pi}{3} - a\right) - \sqrt{3} \sin a = \cos a + \sqrt{3} \sin a - \sqrt{3} \sin a = \cos a
]
4) (\sqrt{3} \cos a - 2 \cos \left(a - \frac{\pi}{6}\right))
Используем формулу для косинуса разности углов:
[
\cos(x - y) = \cos x \cos y + \sin x \sin y
]
Подставим (x = a) и (y = \frac{\pi}{6}):
[
\cos\left(a - \frac{\pi}{6}\right) = \cos a \cos\frac{\pi}{6} + \sin a \sin\frac{\pi}{6}
]
Так как (\cos\frac{\pi}{6} = \frac{\sqrt{3}}{2}) и (\sin\frac{\pi}{6} = \frac{1}{2}), имеем:
[
\cos\left(a - \frac{\pi}{6}\right) = \cos a \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} + \sin a \cdot \frac{1}{2}
]
Умножим на 2:
[
2 \cos\left(a - \frac{\pi}{6}\right) = \sqrt{3} \cos a + \sin a
]
Теперь подставим это в выражение:
[
\sqrt{3} \cos a - 2 \cos\left(a - \frac{\pi}{6}\right) = \sqrt{3} \cos a - (\sqrt{3} \cos a + \sin a) = -\sin a
]
Таким образом, упрощенные выражения:
1) (\sin a)
2) (-\cos a)
3) (\cos a)
4) (-\sin a)