Давайте разберём задание по пунктам, выполняя действия шаг за шагом, и подробно объясним процесс.
Задание а)
Необходимо выполнить сложение двух дробей:
[
\frac{3x}{x+3} + \frac{3x}{x-3}.
]
Шаг 1: Приведение дробей к общему знаменателю
Знаменатели дробей (x+3) и (x-3) различны, поэтому сначала определим общий знаменатель. Общим знаменателем будет произведение ( (x+3)(x-3) ). Таким образом, приведём дроби к общему знаменателю:
[
\frac{3x}{x+3} = \frac{3x \cdot (x-3)}{(x+3)(x-3)},
]
[
\frac{3x}{x-3} = \frac{3x \cdot (x+3)}{(x+3)(x-3)}.
]
Шаг 2: Запись с общим знаменателем
Теперь можем записать сумму дробей с общим знаменателем:
[
\frac{3x}{x+3} + \frac{3x}{x-3} = \frac{3x(x-3) + 3x(x+3)}{(x+3)(x-3)}.
]
Шаг 3: Упрощение числителя
Раскроем скобки в числителе:
[
3x(x-3) + 3x(x+3) = 3x^2 - 9x + 3x^2 + 9x.
]
[
3x^2 - 9x + 3x^2 + 9x = 6x^2.
]
Таким образом, дробь принимает вид:
[
\frac{6x^2}{(x+3)(x-3)}.
]
Шаг 4: Упрощение результата
Окончательный ответ для пункта а:
[
\frac{6x^2}{(x+3)(x-3)}.
]
Задание б)
Необходимо выполнить деление двух выражений:
[
\frac{x^2 + 2x}{2 - 3x} : \frac{x^2 + 4x + 4}{3x - 2}.
]
Шаг 1: Превращение деления в умножение
Деление дробей можно заменить умножением, перевернув вторую дробь. То есть:
[
\frac{x^2 + 2x}{2 - 3x} : \frac{x^2 + 4x + 4}{3x - 2} = \frac{x^2 + 2x}{2 - 3x} \cdot \frac{3x - 2}{x^2 + 4x + 4}.
]
Шаг 2: Упрощение знаменателей и числителей
- Рассмотрим числитель первой дроби (x^2 + 2x). Вынесем общий множитель (x):
[
x^2 + 2x = x(x+2).
]
- Рассмотрим знаменатель второй дроби (x^2 + 4x + 4). Это полный квадрат:
[
x^2 + 4x + 4 = (x+2)^2.
]
Теперь перепишем выражение с учётом упрощений:
[
\frac{x(x+2)}{2 - 3x} \cdot \frac{3x - 2}{(x+2)^2}.
]
Шаг 3: Замена (2 - 3x) на (-(3x - 2))
Заметим, что (2 - 3x = -(3x - 2)). Подставим это в выражение:
[
\frac{x(x+2)}{-(3x - 2)} \cdot \frac{3x - 2}{(x+2)^2}.
]
Шаг 4: Сокращение
Теперь можно сократить:
- (3x - 2) в числителе и знаменателе.
- Один множитель (x+2) в числителе и знаменателе.
После сокращений остаётся:
[
\frac{x}{-(x+2)}.
]
Шаг 5: Упрощение результата
Упростим выражение, вынеся минус в числитель:
[
-\frac{x}{x+2}.
]
Окончательный ответ:
а) (\frac{6x^2}{(x+3)(x-3)}),
б) (-\frac{x}{x+2}).