If a cos θ + b sin θ = m and a sin θ – b cos θ = n, prove that (m2+ n2) = (a2 + b2).

Given: a cos θ + b sin θ = m …….(1)


a sin θ – b cos θ = n …….(2)


Square equation (1) and (2) on both sides:


a2 cos2 θ + b2 sin2 θ + 2ab cos θ sin θ = m2 …….(3)


a2 sin2 θ + b2 cos2 θ – 2ab cos θ sin θ = n2 ……..(4)


Add equation (3) and (4):


[a2 cos2 θ + b2 sin2 θ + 2ab cos θ sin θ] + [a2 sin2 θ + b2 cos2 θ – 2ab cos θ sin θ] = m2 +n2


a2 (cos2 θ + sin2 θ) + b2 (cos2 θ + sin2 θ) = m2 +n2


a2 + b2 = m2 + n2


Hence, proved.


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