Escribimos a en lugar de alfa, y b en lugar de beta.
b) Tienes en el primer miembro de la identidad:
sena*cos(b-a) + cosa*sen(b-a) = aplicamos las identidades trigonométricas del coseno y del seno de la resta de dos ángulos y queda:
= sena*(cosb*cosa + senb*sena) + cosa*(senb*cosa - cosb*sena) = distribuimos en los dos términos y queda:
= sena*cosa*cosb + sen2a*senb + cos2a*senb - sena*cosa*cosb = cancelamos términos opuestos y queda:
= sen2a*senb + cos2a*senb = extraemos factor común y queda:
= (sen2a + cos2a)*senb = aplicamos la identidad pitagórica en el primer factor:
= 1*senb = senb.
c) Comencemos con el numerador (N) y con el denominador (D) del primer miembro de la identidad, por separado:
N = tana = sena/cosa;
D = tan(2a) - tana = aplicamos la identidad trigonométrica de la tangente del doble de un ángulo en el primer término:
= 2tana/(1 - tan2a) - tana = extraemos denominador común:
= ( 2tana - tana(1 - tan2a) )/(1 - tan2a) = distribuimos en el numerador:
= (2tana - tana + tan3a)/(1 - tan2a) = reducimos términos semejantes en el numerador:
= (tana + tan3a)/(1 - tan2a) = extraemos factor común en el numerador:
= tana*(1 + tan2a)/(1 - tan2a) = aplicamos la identidad trigonométrica de la tangente:
= (sana/cosa)*(1 + sen2a/cos2a)/(1 - sen2a/cos2a) = extraemos denominadores comunes en los agrupamientos de dos términos:
= (sena/cosa)*( (cos2a + sen2a)/cos2a ) / ( (cos2a - sen2a)/cos2a ) =
aplicamos la identidad pitagórica en la suma remarcada, y la identidad del coseno del doble de un ángulo en la resta remarcada:
= (sena/cosa)*(1/cos2a) / ( cos(2a)/cos2a ) = resolvemos el producto de los dos primeros factores:
= (sena/cos3a) / ( cos(2a)/cos2a ) = resolvemos la división entre expresiones fraccionarias:
= ( sena*cos2a ) / ( cos3a*cos(2a) ) = simplificamos:
= sena / ( cosa*cos(2a).
Luego, tenemos en el primer miembro de la identidad:
N/D = tana / (tan(2a) - tana) = ( sena/cosa ) / ( sena / ( cosa*cos(2a) ) ) = resolvemos la división entre expresiones fraccionarias:
= sena*cosa*cos(2a) / sena*cosa = simplificamos:
= cos(2a).
Espero haberte ayudado.
Guillem: ¿has intentado expresar el integrando con fracciones parciales? Porque 1+x7 = (1+x)(1-x+x2-x3+x4-x5+x6).