As we know, cos − 1 A − cos − 1 B {\cos ^{ - 1}}A - {\cos ^{ - 1}}B cos − 1 A − cos − 1 B = cos − 1 ( A B + 1 − A 2 . 1 − B 2 ) = {\cos ^{ - 1}}\left( {AB + \sqrt {1 - {A^2}} .\sqrt {1 - {B^2}} } \right) = cos − 1 ( A B + 1 − A 2 . 1 − B 2 ) Given, cos − 1 x − cos − 1 y 2 = α {\cos ^{ - 1}}x - {\cos ^{ - 1}}{y \over 2} = \alpha cos − 1 x − cos − 1 2 y = α ⇒ cos − 1 ( x . y 2 + 1 − x 2 . 1 − y 2 4 ) = α \Rightarrow {\cos ^{ - 1}}\left( {x.{y \over 2} + \sqrt {1 - {x^2}} .\sqrt {1 - {{{y^2}} \over 4}} } \right) = \alpha ⇒ cos − 1 ( x . 2 y + 1 − x 2 . 1 − 4 y 2 ) = α ⇒ x y 2 + 1 − x 2 1 − y 2 4 = cos x \Rightarrow {{xy} \over 2} + \sqrt {1 - {x^2}} \sqrt {1 - {{y{}^2} \over 4}} = \cos \,x ⇒ 2 x y + 1 − x 2 1 − 4 y 2 = cos x ⇒ ( cos x − x y 2 ) 2 = ( 1 − x 2 ) ( 1 − y 2 4 ) \Rightarrow {\left( {\cos x - {{xy} \over 2}} \right)^2} = \left( {1 - {x^2}} \right)\left( {1 - {{{y^2}} \over 4}} \right) ⇒ ( cos x − 2 x y ) 2 = ( 1 − x 2 ) ( 1 − 4 y 2 ) ⇒ cos 2 + x 2 y 2 4 − 2. cos x . x y 2 \Rightarrow {\cos ^2} + {{{x^2}{y^2}} \over 4} - 2.\cos x.{{xy} \over 2} ⇒ cos 2 + 4 x 2 y 2 − 2. cos x . 2 x y = 1 − x 2 − y 2 4 + x 2 y 2 4 \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, = 1 - {x^2} - {{{y^2}} \over 4} + {{{x^2}{y^2}} \over 4} = 1 − x 2 − 4 y 2 + 4 x 2 y 2 ⇒ x 2 + y 2 4 − x y cos x = 1 − cos 2 x \Rightarrow {x^2} + {{{y^2}} \over 4} - xy\,\cos x = 1 - {\cos ^2}x ⇒ x 2 + 4 y 2 − x y cos x = 1 − cos 2 x ⇒ x 2 + y 2 4 − x y cos x = sin 2 x \Rightarrow {x^2} + {{{y^2}} \over 4} - xy\cos x = {\sin ^2}x ⇒ x 2 + 4 y 2 − x y cos x = sin 2 x ⇒ 4 x 2 + y 2 − 4 x y cos x = 4 sin 2 x \Rightarrow 4{x^2} + y{}^2 - 4xy\cos x = 4{\sin ^2}x ⇒ 4 x 2 + y 2 − 4 x y cos x = 4 sin 2 x