证明 tan⁡2θsec⁡2θ−1=cot⁡θ\dfrac{\tan 2\theta}{\sec 2\theta - 1} = \cot \theta。

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完整解法

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1. Express the left-hand side in terms of sine and cosine

LHS=tan⁡2θsec⁡2θ−1=sin⁡2θcos⁡2θ1cos⁡2θ−1\text{LHS} = \frac{\tan 2\theta}{\sec 2\theta - 1} = \frac{\frac{\sin 2\theta}{\cos 2\theta}}{\frac{1}{\cos 2\theta} - 1}

2. Simplify the complex fraction

LHS=sin⁡2θcos⁡2θ1−cos⁡2θcos⁡2θ=sin⁡2θ1−cos⁡2θ\text{LHS} = \frac{\frac{\sin 2\theta}{\cos 2\theta}}{\frac{1 - \cos 2\theta}{\cos 2\theta}} = \frac{\sin 2\theta}{1 - \cos 2\theta}

3. Apply double angle formulae for sine and cosine

LHS=2sin⁡θcos⁡θ1−(1−2sin⁡2θ)\text{LHS} = \frac{2\sin \theta \cos \theta}{1 - (1 - 2\sin^2 \theta)}

4. Simplify to reach the right-hand side

LHS=2sin⁡θcos⁡θ2sin⁡2θ=cos⁡θsin⁡θ=cot⁡θ=RHS\text{LHS} = \frac{2\sin \theta \cos \theta}{2\sin^2 \theta} = \frac{\cos \theta}{\sin \theta} = \cot \theta = \text{RHS}

答案

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