Элементарно, Ватсон. В тригонометрии существуют формулы удвоенных, утроенных, учетверенных и т. д. углов. В частности, формула тангенса утроенного угла выглядит как tg3a = (3tga - tg³a)/(1-3tg²a), а формула тангенса удвоенного угла имеет вид tg2a = 2tga/(1 - tg²a).
Подставляем эти формулы в левую часть тождества и имеем 2tg³a(3-tg²a)/(1-3tg²a)/(1-tg²a).
То же самое будем иметь, если формулы утроенных и удвоенных углов мы подставим в правую часть. Можете сами потренироваться. изи
Под функцией косинуса может быть любое число, поэтому x∈(-∞;+∞), а это и есть область определения.
(3а-1)(3а+1)-(3а-1)^2= 9a^2 +3a-3a-1-9a^-1+6a=6a-2.