Давайте упростим каждое из предложенных выражений шаг за шагом.
- \( \frac{1}{\cos^2 t} - 1 \)
Для упрощения воспользуемся идентичностью \( \frac{1}{\cos^2 t} = \sec^2 t \):
\[ \sec^2 t - 1 = \tan^2 t \]
Итак, упрощенное выражение: \( \tan^2 t \).
- \( 1 - \frac{1}{\sin^2 t} \)
В этом случае можно записать первое слагаемое как \( \frac{\sin^2 t}{\sin^2 t} \):
\[ 1 - \frac{1}{\sin^2 t} = \frac{\sin^2 t - 1}{\sin^2 t} \]
Используя идентичность \( \sin^2 t + \cos^2 t = 1 \), мы получаем \( \sin^2 t - 1 = -\cos^2 t \):
\[ \frac{-\cos^2 t}{\sin^2 t} = -\cot^2 t \]
Таким образом, упрощенное выражение: \( -\cot^2 t \).
- \( \frac{1 - \cos^2 t}{1 - \sin^2 t} \)
Используем идентичности: \( 1 - \cos^2 t = \sin^2 t \) и \( 1 - \sin^2 t = \cos^2 t \):
\[ \frac{\sin^2 t}{\cos^2 t} = \tan^2 t \]
Упрощенное выражение: \( \tan^2 t \).
- \( \frac{(sin t + cos t)^2}{1 + 2sin t cos t} \)
Раскроем квадрат в числителе:
\[ (sin t + cos t)^2 = \sin^2 t + 2\sin t \cos t + \cos^2 t \]
Так как \( \sin^2 t + \cos^2 t = 1 \), у нас получается:
\[ 1 + 2\sin t \cos t \]
Тогда выражение становится:
\[ \frac{1 + 2\sin t \cos t}{1 + 2\sin t \cos t} = 1 \]
Итак, упрощенное выражение: \( 1 \).
Таким образом, окончательные результаты:
- \( \tan^2 t \)
- \( -\cot^2 t \)
- \( \tan^2 t \)
- \( 1 \)
Если у вас есть дополнительные вопросы или нужно еще что-то упростить, не стесняйтесь спрашивать!