Найдите значение выражения $3\sqrt{2}{\cos }^{2}\frac{9\pi }{8}-3\sqrt{2}{\sin }^{2}\frac{9\pi }{8}$.
Ответ: $3$.
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 $t=\frac{9\pi}{8}$. Используем тождество:
$$\cos^2t-\sin^2t=\cos2t$$
Вынесем общий множитель: он умножал каждое слагаемое. Затем заменим оставшуюся скобку по указанному тождеству:
$$E=3\sqrt{2}(\cos^2t-\sin^2t)=3\sqrt{2}\cos2t$$
Посчитаем удвоенный угол: множитель 2 умножается на числитель дроби.
$$2t=\frac{2\cdot9\pi}{8}=\frac{18\pi}{8}=\frac{9\pi}{4}$$
Представим угол через полный оборот или через угол, связанный с табличным:
$$\frac{9\pi}{4}=2\pi+\frac\pi4$$
Добавление или вычитание полного оборота не меняет косинус, а косинус противоположных углов одинаков. Так получаем положительное табличное значение.
$$\cos(\frac{9\pi}{4})=\frac{\sqrt{2}}{2}$$
Подставим найденный косинус:
$$E=3\sqrt{2}\cdot\frac{\sqrt{2}}{2}$$
Умножение одинаковых квадратных корней даёт подкоренное число:
$$\sqrt{2}\cdot\sqrt{2}=2$$
Осталось выполнить обычные действия с числовыми коэффициентами:
$$E=\frac{3\cdot2}{2}=\frac{6}{2}=3$$
Ответ: $3$.