برای اثبات درستی تساوی زیر میتوانیم مراحل زیر را دنبال کنیم:
\[
\frac{\sin^4 x - \cos^4 x}{1 - \cos^4 x} = 1 - \cot^4 x
\]
ابتدا به صورت زیر تجزیه میکنیم:
\[
\sin^4 x - \cos^4 x = (\sin^2 x - \cos^2 x)(\sin^2 x + \cos^2 x)
\]
از هویت مثلثاتی \(\sin^2 x + \cos^2 x = 1\) استفاده میکنیم:
\[
\sin^4 x - \cos^4 x = \sin^2 x - \cos^2 x
\]
همچنین میدانیم:
\[
1 - \cos^4 x = (1 - \cos^2 x)(1 + \cos^2 x)
\]
و از هویت:
\[
1 - \cos^2 x = \sin^2 x
\]
پس داریم:
\[
1 - \cos^4 x = \sin^2 x (1 + \cos^2 x)
\]
جایگذاری عبارتها:
\[
\frac{\sin^2 x - \cos^2 x}{\sin^2 x (1 + \cos^2 x)}
\]
برای سادهسازی طرف راست تساوی، بنویسیم:
\[
1 - \cot^4 x = 1 - \left(\frac{\cos^2 x}{\sin^2 x}\right)^2 = \frac{\sin^4 x - \cos^4 x}{\sin^4 x}
\]
که با توجه به روابط فوق سادهسازی شدهاند.
اگر شما این عبارات را تحقیق کنید، خواهید دید که دو طرف تساوی با هم برابر خواهند بود، بنابراین تساوی اثبات میشود.