请化简三角恒等式:$$\frac{\cos^2B-\sin^2B}{\sin^4B-\cos^4B}$$
没问题,咱们一步步拆解这个式子,核心就是用平方差公式来因式分解,很快就能出结果:
先处理分母的四次方差
分母 $\sin^4B - \cos^4B$ 是典型的平方差形式($a^2 - b^2$),这里令 $a = \sin^2B$,$b = \cos^2B$,根据平方差公式展开:
$$\sin^4B - \cos^4B = (\sin^2B - \cos2B)(\sin2B + \cos^2B)$$利用基本三角恒等式简化
咱们知道最基础的三角恒等式:$\sin^2B + \cos^2B = 1$,把它代入上面的式子,分母就简化成:
$$(\sin^2B - \cos^2B) \times 1 = \sin^2B - \cos^2B$$分子分母约分
分子是 $\cos^2B - \sin^2B$,可以变形为 $-(\sin^2B - \cos^2B)$。现在把分子分母放在一起:
$$\frac{\cos^2B - \sin2B}{\sin4B - \cos^4B} = \frac{-(\sin^2B - \cos2B)}{\sin2B - \cos^2B}$$
只要分母不为0(也就是 $\sin^2B \neq \cos^2B$,即 $B \neq \frac{\pi}{4} + \frac{k\pi}{2}$,$k \in \mathbb{Z}$),就可以约掉 $\sin^2B - \cos^2B$,最终结果就是 -1。
总结一下:在 $B \neq \frac{\pi}{4} + \frac{k\pi}{2}$(k为整数)的前提下,原式化简结果为 $\boldsymbol{-1}$。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Bill

