Для решения задачи необходимо использовать формулы сложения тригонометрических функций. У нас даны следующие условия:
- (\sin a - \sin b = -1)
- (\cos a + \cos b = -\sqrt{3})
Наша задача — найти (\cos(a+b)).
Шаг 1: Использование формул суммы и разности синусов
Формула разности синусов:
[
\sin a - \sin b = 2 \cos\left(\frac{a+b}{2}\right) \sin\left(\frac{a-b}{2}\right)
]
Подставим условие:
[
2 \cos\left(\frac{a+b}{2}\right) \sin\left(\frac{a-b}{2}\right) = -1
]
Шаг 2: Использование формул суммы косинусов
Формула суммы косинусов:
[
\cos a + \cos b = 2 \cos\left(\frac{a+b}{2}\right) \cos\left(\frac{a-b}{2}\right)
]
Подставим условие:
[
2 \cos\left(\frac{a+b}{2}\right) \cos\left(\frac{a-b}{2}\right) = -\sqrt{3}
]
Шаг 3: Решение системы уравнений
Теперь у нас есть система из двух уравнений:
- (2 \cos\left(\frac{a+b}{2}\right) \sin\left(\frac{a-b}{2}\right) = -1)
- (2 \cos\left(\frac{a+b}{2}\right) \cos\left(\frac{a-b}{2}\right) = -\sqrt{3})
Разделим первое уравнение на второе, чтобы выразить (\tan\left(\frac{a-b}{2}\right)):
[
\frac{\sin\left(\frac{a-b}{2}\right)}{\cos\left(\frac{a-b}{2}\right)} = \frac{1}{\sqrt{3}}
]
Следовательно:
[
\tan\left(\frac{a-b}{2}\right) = \frac{1}{\sqrt{3}}
]
Это значит, что (\frac{a-b}{2} = \frac{\pi}{6} + k\pi), где (k) — целое число.
Шаг 4: Вычисление (\cos(a+b))
Теперь найдём (\cos(a+b)) через формулу косинуса суммы:
[
\cos(a+b) = \cos a \cos b - \sin a \sin b
]
Используя выражения для (\cos a + \cos b) и (\sin a - \sin b), мы можем найти (\cos a \cos b) и (\sin a \sin b).
Поскольку:
[
\cos a + \cos b = 2 \cos\left(\frac{a+b}{2}\right) \cos\left(\frac{a-b}{2}\right) = -\sqrt{3}
]
И:
[
\sin a - \sin b = 2 \cos\left(\frac{a+b}{2}\right) \sin\left(\frac{a-b}{2}\right) = -1
]
Можно выразить:
[
\cos(a+b) = 2 \cos^2\left(\frac{a+b}{2}\right) - 1 = -\frac{1}{2}
]
Таким образом, (\cos(a+b) = -\frac{1}{2}).