Найдите значение выражения $\sqrt{2}-2\sqrt{2}{\sin }^{2}\frac{15\pi }{8}$.
Ответ: 1
Решение
Нужно получить числовое значение, хотя исходный угол не является простым табличным. В выражении есть комбинация синуса и косинуса, которую можно заменить функцией двойного угла.
Для удобства записи обозначим угол $t=\frac{15\pi}{8}$. Используем тождество:
$$1-2\sin^2t=\cos2t$$
Вынесем общий множитель: он умножал каждое слагаемое. Затем заменим оставшуюся скобку по указанному тождеству:
$$E=\sqrt{2}(1-2\sin^2t)=\sqrt{2}\cos2t$$
Посчитаем удвоенный угол: множитель 2 умножается на числитель дроби.
$$2t=\frac{2\cdot15\pi}{8}=\frac{30\pi}{8}=\frac{15\pi}{4}$$
Представим угол через полный оборот или через угол, связанный с табличным:
$$\frac{15\pi}{4}=4\pi-\frac\pi4$$
Добавление или вычитание полного оборота не меняет косинус, а косинус противоположных углов одинаков. Так получаем положительное табличное значение.
$$\cos(\frac{15\pi}{4})=\frac{\sqrt{2}}{2}$$
Подставим найденный косинус:
$$E=\sqrt{2}\cdot\frac{\sqrt{2}}{2}$$
Умножение одинаковых квадратных корней даёт подкоренное число:
$$\sqrt{2}\cdot\sqrt{2}=2$$
Осталось выполнить обычные действия с числовыми коэффициентами:
$$E=\frac{1\cdot2}{2}=\frac{2}{2}=1$$
Ответ: $1$.