Сделаем точно также как в задании, обозначим
Чтобы избавиться от арктангенса, нам нужно подобрать формулу, в которой косинус выражается через тангенс. Сгодится известная формула
Из нее легко выразить косинус. Вот так:
Корень из косинуса мы извлекли с "плюсом", потому что косинус больше нуля на интервале
Ну и преобразовываем: