Given: a cosθ + b sinθ = 4
Squaring both sides, we get
(a cosθ + b sinθ)2 = 42
⇒ a2 cos2θ + b2 sin2θ + 2ab sin θ cos θ = 16 …(i)
and a sinθ – b cosθ = 3
Squaring both sides, we get
(a sinθ – b cosθ)2 = 32
⇒ a2 sin2θ + b2 cos2θ – 2ab sinθ cosθ = 9 …(ii)
To find: a2 + b2
Adding (i) and (ii), we get
a2 cos2θ + b2 sin2θ + 2ab sinθ cosθ + a2 sin2θ + b2cos2θ – 2ab sinθ cosθ = 16 + 9
⇒ a2 (sin2θ + cos2θ) + b2 (sin2 θ + cos2θ) = 25
⇒ a2 + b2 = 25 [∵ sin2θ + cos2θ = 1]