Давайте рассмотрим данное равенство и попробуем его доказать. Мы имеем:
\[ \tan^2 a + \cos^2 a + \sin^2 a = \frac{1}{1 - \sin^2 a} \]
Начнём с левой части уравнения. Мы знаем, что \(\tan a\) можно выразить через синус и косинус:
\[ \tan a = \frac{\sin a}{\cos a} \]
Поэтому:
\[ \tan^2 a = \frac{\sin^2 a}{\cos^2 a} \]
Теперь подставим это в левую часть:
\[ \frac{\sin^2 a}{\cos^2 a} + \cos^2 a + \sin^2 a \]
Следующий шаг - упростим эту сумму. Сначала заметим, что \(\sin^2 a + \cos^2 a = 1\):
\[ = \frac{\sin^2 a}{\cos^2 a} + 1 \]
Теперь выразим «1» с помощью \(\cos^2 a\):
\[ = \frac{\sin^2 a}{\cos^2 a} + \frac{\cos^2 a}{\cos^2 a} = \frac{\sin^2 a + \cos^2 a}{\cos^2 a} = \frac{1}{\cos^2 a} \]
Мы знаем, что \( \frac{1}{\cos^2 a} = \sec^2 a \).
Теперь перейдем к правой части уравнения:
\[ \frac{1}{1 - \sin^2 a} \]
По формуле тригонометрических функций, \(1 - \sin^2 a = \cos^2 a\). Таким образом, правую часть можно переписать как:
\[ = \frac{1}{\cos^2 a} \]
Итак, мы получили:
Левая часть: \( \sec^2 a \) Правая часть: \( \sec^2 a \)
Обе части равны, что и требовалось доказать:
\[ \tan^2 a + \cos^2 a + \sin^2 a = \frac{1}{1 - \sin^2 a} \]
Таким образом, равенство доказано!