Упростите выражение:
Алгебра 11 класс Упрощение алгебраических выражений
Для упрощения данного выражения мы будем следовать нескольким шагам. Начнем с того, что упростим каждую из дробей и затем произведем деление.
Шаг 1: Упрощение первой дробиПервая дробь имеет вид:
(a - 3) / (a^2 - 3a + 9)
Нам нужно проверить, можно ли упростить знаменатель. Знаменатель можно разложить на множители:
Следовательно, мы не можем упростить первую дробь дальше.
Шаг 2: Упрощение второй дробиВторая дробь имеет вид:
(6a - 18) / (a^3 + 27)
Знаменатель a^3 + 27 можно разложить по формуле суммы кубов:
a^3 + 27 = (a + 3)(a^2 - 3a + 9)
Числитель можно упростить:
6a - 18 = 6(a - 3)
Теперь подставим это в дробь:
(6(a - 3)) / ((a + 3)(a^2 - 3a + 9))
Шаг 3: Упрощение третьей дробиТретья дробь имеет вид:
(5a - 15) / (4a^3 + 108)
Числитель можно упростить:
5a - 15 = 5(a - 3)
Знаменатель 4a^3 + 108 можно вынести общий множитель 4:
4(a^3 + 27) = 4(a + 3)(a^2 - 3a + 9)
Таким образом, третья дробь становится:
(5(a - 3)) / (4(a + 3)(a^2 - 3a + 9))
Шаг 4: Деление дробейТеперь мы можем записать всё выражение:
((a - 3) / (a^2 - 3a + 9) - (6(a - 3)) / ((a + 3)(a^2 - 3a + 9))) : (5(a - 3)) / (4(a + 3)(a^2 - 3a + 9))
Деление дробей можно заменить на умножение на обратную дробь:
((a - 3) / (a^2 - 3a + 9) - (6(a - 3)) / ((a + 3)(a^2 - 3a + 9))) * (4(a + 3)(a^2 - 3a + 9)) / (5(a - 3))
Шаг 5: Упрощение выраженияТеперь у нас есть:
(4(a + 3) * ((a - 3) / (a^2 - 3a + 9) - (6(a - 3)) / ((a + 3)(a^2 - 3a + 9)))) / (5(a - 3))
Сначала упростим выражение в скобках:
Общий знаменатель - (a + 3)(a^2 - 3a + 9):
Теперь объединим дроби:
((a - 3)(a + 3) - 6(a - 3)) / ((a + 3)(a^2 - 3a + 9))
Факторизуем (a - 3):
(a - 3)((a + 3) - 6) / ((a + 3)(a^2 - 3a + 9)) = (a - 3)(a - 3) / ((a + 3)(a^2 - 3a + 9))
Шаг 6: Подставляем обратноТеперь подставляем это обратно в наше выражение:
(4(a + 3)(a - 3)(a - 3) / ((a + 3)(a^2 - 3a + 9))) / (5(a - 3))
Сокращаем (a - 3) и (a + 3):
(4(a - 3)) / (5(a^2 - 3a + 9))
Итог:Упрощенное выражение:
(4(a - 3)) / (5(a^2 - 3a + 9))