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法學研究如果\( \sin \theta+\cos \theta=x \)，證明\( \sin ^{6} \theta+\cos ^{6} \theta=\frac{4-3\left(x^{2}-1\right)^{2}}{4} \)
已知
\( \sin \theta+\cos \theta=x \)
要求
我們需要證明\( \sin ^{6} \theta+\cos ^{6} \theta=\frac{4-3\left(x^{2}-1\right)^{2}}{4} \).
解:
我們知道：
$\sin^2 A+\cos^2 A=1$
$\operatorname{cosec}^2 A-\cot^2 A=1$
$\sec^2 A-\tan^2 A=1$
$\cot A=\frac{\cos A}{\sin A}$
$\tan A=\frac{\sin A}{\cos A}$
$\operatorname{cosec} A=\frac{1}{\sin A}$
$\sec A=\frac{1}{\cos A}$
因此，
$\sin \theta+\cos \theta=x$
兩邊平方，我們得到：
$(\sin \theta+\cos \theta)^{2}=x^{2}$
$\Rightarrow \sin ^{2} \theta+\cos ^{2} \theta+2 \sin \theta \cos \theta=x^{2}$
$\Rightarrow 1+2 \sin \theta \cos \theta=x^{2}$
$\Rightarrow 2 \sin \theta \cos \theta=x^{2}-1$
$\Rightarrow \sin \theta \cos \theta=\frac{x^{2}-1}{2}$
這意味著：
$\sin ^{6}\theta+\cos ^{6}\theta=(\sin ^{2} \theta+\cos ^{2} \theta)^{3}-3\sin ^{2} \theta \cos ^{2} \theta(\sin ^{2} \theta+\cos ^{2} \theta)$ [因為 $a^{3}+b^{3}=(a+b)^{3}-3ab(a+b)$]
$=(1)^{3}-3(\frac{x^{2}-1}{2})^{2} (1)$
$=1-3 \frac{(x^{2}-1)^{2}}{4}$
$=\frac{4-3(x^{2}-1)^{2}}{4}$
證畢。
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