Сверь числа и знаки с фото.
- \[ \mathrm{ctg}\,\alpha-\mathrm{tg}\,\alpha=2\,\mathrm{ctg}\,2\alpha \]
Краткий ответ: данное равенство — тождество: \[ \mathrm{ctg}\,\alpha-\mathrm{tg}\,\alpha=2\,\mathrm{ctg}\,2\alpha. \] Оно верно при всех \(\alpha\), где определены обе части, то есть при \[ \alpha\neq \frac{\pi n}{2}. \]
Как доказать
Сначала выразим тангенс и котангенс через синус и косинус: \[ \mathrm{ctg}\,\alpha-\mathrm{tg}\,\alpha =\frac{\cos\alpha}{\sin\alpha}-\frac{\sin\alpha}{\cos\alpha}. \]
Приведём к общему знаменателю: \[ =\frac{\cos^2\alpha-\sin^2\alpha}{\sin\alpha\cos\alpha}. \]
Теперь используем формулы двойного угла: \[ \cos^2\alpha-\sin^2\alpha=\cos 2\alpha, \] \[ \sin\alpha\cos\alpha=\frac12\sin 2\alpha. \]
Подставляем: \[ \frac{\cos 2\alpha}{\frac12\sin 2\alpha} =2\cdot \frac{\cos 2\alpha}{\sin 2\alpha} =2\,\mathrm{ctg}\,2\alpha. \]
Значит, \[ \mathrm{ctg}\,\alpha-\mathrm{tg}\,\alpha=2\,\mathrm{ctg}\,2\alpha. \]
Проверка. При \(\alpha=30^\circ\): \[ \mathrm{ctg}\,30^\circ-\mathrm{tg}\,30^\circ =\sqrt3-\frac1{\sqrt3} =\frac2{\sqrt3}, \] а справа: \[ 2\,\mathrm{ctg}\,60^\circ =2\cdot\frac1{\sqrt3} =\frac2{\sqrt3}. \] Совпало.
Главный приём: тангенс и котангенс удобно сразу записывать через синус и косинус — после этого появляется формула двойного угла.