Put x=cosθ in the LHS of tan−1[√1+x−√1−x√1+x+√1−x]=π4−12cos−1x.
tan−1[√1+cosθ−√1−cosθ√1+cosθ+√1−cosθ]
=tan−1⎡⎢ ⎢ ⎢ ⎢⎣√2cos2θ2−√2sin2θ2√2cos2θ2+√2sin2θ2⎤⎥ ⎥ ⎥ ⎥⎦
=tan−1⎡⎢ ⎢ ⎢⎣√2cosθ2−√2sinθ2√2cosθ2+√2sinθ2⎤⎥ ⎥ ⎥⎦
=tan−1⎡⎢ ⎢ ⎢ ⎢⎣√2(cosθ2−sinθ2)√2(cosθ2+sinθ2)⎤⎥ ⎥ ⎥ ⎥⎦
=tan−1⎡⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢⎣⎛⎜ ⎜ ⎜⎝cosθ2cosθ2−sinθ2cosθ2⎞⎟ ⎟ ⎟⎠⎛⎜ ⎜ ⎜⎝cosθ2cosθ2+sinθ2cosθ2⎞⎟ ⎟ ⎟⎠⎤⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥⎦
=tan−1⎡⎢ ⎢ ⎢ ⎢⎣(1−tanθ2)(1+tanθ2)⎤⎥ ⎥ ⎥ ⎥⎦
=tan−1⎡⎢ ⎢ ⎢ ⎢⎣tanπ4−tanθ21+(tanπ4)(tanθ2)⎤⎥ ⎥ ⎥ ⎥⎦
=tan−1[tan(π4−θ2)]
=π4−θ2
As x=cosθ, then θ=cos−1x.
=π4−12cos−1x
=RHS