если в виражении 1+ (cos^2 f)/(sin^2 a) заменишь как sin^2 a+ cos^2 a+ (cos^2 f)/(sin^2 a) , потом приводить к общему знаменателю --- слишком много букв. Поэтому 1 не надо заменать на тригонометричское тождество, это уже на последнем шаге, где мы получили что в числителе синус в кв плюс косинус в кв