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}).