В левой части выражения (для простоты cosα = c, sinα = s):

В последнем переходе использовалось основное тригонометрическое тождество: c² + s² = 1.
Переходим к двойному углу:

Далее помножим числитель и знаменатель на cos2α:

Получили искомое выражение.