Для начала давайте проанализируем выражение:
\(\frac{\sin x}{1 + \cos x}\).
Наша цель — упростить это выражение и выяснить, к какому из предложенных вариантов оно тождественно.
Шаг 1: Умножение числителя и знаменателя
Мы можем упростить \(\frac{\sin x}{1 + \cos x}\), умножив числитель и знаменатель на \(1 - \cos x\). Это делается для того, чтобы в знаменателе образовалась разность квадратов:
\[ \frac{\sin x}{1 + \cos x} \cdot \frac{1 - \cos x}{1 - \cos x} = \frac{\sin x (1 - \cos x)}{(1 + \cos x)(1 - \cos x)}. \]
Шаг 2: Применение формулы разности квадратов
В знаменателе мы применяем формулу разности квадратов, которая выглядит так:
\[ (1 + a)(1 - a) = 1 - a^2. \]
Таким образом, получаем:
\[ (1 + \cos x)(1 - \cos x) = 1 - \cos^2 x. \]
Шаг 3: Использование тригонометрической идентичности
По тригонометрической идентичности мы знаем, что:
\[ 1 - \cos^2 x = \sin^2 x. \]
Шаг 4: Подставляем в выражение
Итак, теперь наше выражение выглядит следующим образом:
\[ \frac{\sin x (1 - \cos x)}{\sin^2 x}. \]
Шаг 5: Упрощение
Теперь мы можем упростить это выражение, так как \(\frac{\sin x}{\sin^2 x} = \frac{1}{\sin x}\):
\[ \frac{1 - \cos x}{\sin x}. \]
Шаг 6: Сравнение с предложенными вариантами ответа
Теперь давайте сравним полученное выражение с предложенными вариантами:
- \(\frac{\sin x}{1 - \cos x}\)
- \(\frac{1 - \cos x}{\sin x}\) (это наш результат)
- \(\frac{1 + \cos x}{\sin x}\)
Таким образом, правильный ответ — это второй вариант:
\(\frac{1 - \cos x}{\sin x}\).
Ответ: \(\frac{1 - \cos x}{\sin x}\).