Чтобы упростить выражение (\tan^2(a) \cos^2(a) + \cot^2(a) \sin^2(a)), начнем с определения тангенса и котангенса через синус и косинус:
[
\tan(a) = \frac{\sin(a)}{\cos(a)}
]
[
\cot(a) = \frac{\cos(a)}{\sin(a)}
]
Теперь подставим эти выражения в исходное выражение:
[
\tan^2(a) \cos^2(a) + \cot^2(a) \sin^2(a) = \left(\frac{\sin(a)}{\cos(a)}\right)^2 \cos^2(a) + \left(\frac{\cos(a)}{\sin(a)}\right)^2 \sin^2(a)
]
Упростим каждую часть отдельно. Рассмотрим первую часть:
[
\left(\frac{\sin(a)}{\cos(a)}\right)^2 \cos^2(a) = \frac{\sin^2(a)}{\cos^2(a)} \cdot \cos^2(a)
]
Здесь (\cos^2(a)) сокращается:
[
\frac{\sin^2(a)}{\cos^2(a)} \cdot \cos^2(a) = \sin^2(a)
]
Теперь рассмотрим вторую часть:
[
\left(\frac{\cos(a)}{\sin(a)}\right)^2 \sin^2(a) = \frac{\cos^2(a)}{\sin^2(a)} \cdot \sin^2(a)
]
Здесь (\sin^2(a)) сокращается:
[
\frac{\cos^2(a)}{\sin^2(a)} \cdot \sin^2(a) = \cos^2(a)
]
Теперь сложим полученные упрощенные части:
[
\sin^2(a) + \cos^2(a)
]
Согласно основному тригонометрическому тождеству:
[
\sin^2(a) + \cos^2(a) = 1
]
Таким образом, упрощенное выражение равно:
[
1
]
Ответ: (\tan^2(a) \cos^2(a) + \cot^2(a) \sin^2(a) = 1).