Рассмотрим выражение:
[
\frac{6}{\cos^2 74^\circ} + 2 + \cos^2 164^\circ
]
и разберем его пошагово.
Шаг 1. Упростим (\cos^2 164^\circ) через свойства косинуса
Используем свойство косинуса: (\cos(180^\circ - x) = -\cos(x)). Отсюда:
[
\cos(164^\circ) = \cos(180^\circ - 16^\circ) = -\cos(16^\circ).
]
Возводя в квадрат, получаем:
[
\cos^2(164^\circ) = (-\cos(16^\circ))^2 = \cos^2(16^\circ).
]
Таким образом, (\cos^2(164^\circ) = \cos^2(16^\circ)).
Шаг 2. Разберем (\frac{6}{\cos^2(74^\circ)})
Здесь важно заметить, что (\cos^2(74^\circ)) и (\cos^2(16^\circ)) связаны. Это следует из тригонометрического свойства:
[
\sin(x) = \cos(90^\circ - x).
]
Таким образом, (\cos(74^\circ) = \sin(16^\circ)), и, возводя в квадрат, получаем:
[
\cos^2(74^\circ) = \sin^2(16^\circ).
]
Теперь выражение (\frac{6}{\cos^2(74^\circ)}) можно записать как:
[
\frac{6}{\cos^2(74^\circ)} = \frac{6}{\sin^2(16^\circ)}.
]
Шаг 3. Полное выражение
Подставляем все обратно в исходное выражение:
[
\frac{6}{\cos^2(74^\circ)} + 2 + \cos^2(164^\circ) = \frac{6}{\sin^2(16^\circ)} + 2 + \cos^2(16^\circ).
]
Шаг 4. Применим основное тригонометрическое тождество
Основное тригонометрическое тождество гласит:
[
\sin^2(x) + \cos^2(x) = 1.
]
Отсюда:
[
\cos^2(16^\circ) = 1 - \sin^2(16^\circ).
]
Подставим это в выражение:
[
\frac{6}{\sin^2(16^\circ)} + 2 + (1 - \sin^2(16^\circ)).
]
Упрощаем:
[
\frac{6}{\sin^2(16^\circ)} + 2 + 1 - \sin^2(16^\circ) = \frac{6}{\sin^2(16^\circ)} + 3 - \sin^2(16^\circ).
]
Шаг 5. Приведем к общему знаменателю
Общий знаменатель для всех слагаемых — (\sin^2(16^\circ)). Преобразуем:
[
\frac{6}{\sin^2(16^\circ)} + 3 - \sin^2(16^\circ) = \frac{6}{\sin^2(16^\circ)} + \frac{3\sin^2(16^\circ)}{\sin^2(16^\circ)} - \frac{\sin^4(16^\circ)}{\sin^2(16^\circ)}.
]
Объединяем все под одной дробью:
[
\frac{6 + 3\sin^2(16^\circ) - \sin^4(16^\circ)}{\sin^2(16^\circ)}.
]
Шаг 6. Итог
Окончательный результат:
[
\frac{6 + 3\sin^2(16^\circ) - \sin^4(16^\circ)}{\sin^2(16^\circ)}.
]
Это максимально упрощенный вид выражения. Для численного ответа можно подставить значение (\sin(16^\circ)) и вычислить результат.