Давайте решим предложенные задачи поочередно.
Задача 1
Упростим выражение:
[
\frac{\frac{6a}{a^2 - b^2} - \frac{2}{a+b} + \frac{3}{b-a}}{\frac{1}{4a} + 4b}
]
Заметим, что (a^2 - b^2 = (a+b)(a-b)), и (\frac{1}{b-a} = -\frac{1}{a-b}).
Тогда:
[
\frac{6a}{a^2 - b^2} = \frac{6a}{(a+b)(a-b)}
]
[
-\frac{2}{a+b} = \frac{-2(a-b)}{(a+b)(a-b)}
]
[
\frac{3}{b-a} = -\frac{3}{a-b} = \frac{3(a+b)}{(a+b)(a-b)}
]
Сложим три дроби:
[
\frac{6a - 2(a-b) + 3(a+b)}{(a+b)(a-b)}
]
[
\frac{6a - 2a + 2b + 3a + 3b}{(a+b)(a-b)} = \frac{7a + 5b}{a^2 - b^2}
]
Теперь упростим знаменатель основной дроби:
[
\frac{1}{4a} + 4b = \frac{1 + 16ab}{4a}
]
Таким образом, исходное выражение принимает вид:
[
\frac{\frac{7a + 5b}{a^2 - b^2}}{\frac{1+16ab}{4a}} = \frac{7a + 5b}{a^2 - b^2} \cdot \frac{4a}{1 + 16ab} = \frac{(7a + 5b) \cdot 4a}{(a^2-b^2)(1+16ab)}
]
Задача 2
Решим уравнение:
[
\frac{2x + 4}{x^2 - x} - \frac{x - 4}{x^2 + x} = 0
]
Приведем уравнение к общему знаменателю:
[
\frac{2x + 4}{x(x-1)} - \frac{x - 4}{x(x+1)} = 0
]
Общий знаменатель (x(x-1)(x+1)). Сложим числители:
[
\frac{(2x + 4)(x+1) - (x - 4)(x-1)}{x(x-1)(x+1)} = 0
]
[
\frac{2x^2 + 2x + 4x + 4 - x^2 + x + 4x - 4}{x(x-1)(x+1)} = 0
]
[
\frac{x^2 + 11x}{x(x-1)(x+1)} = 0
]
Решение (x^2 + 11x = 0):
[
x(x + 11) = 0
]
(x = 0) или (x = -11).
Задача 3
Решим неравенство:
[
\frac{(x-2)(x-4)}{x+3} \geq 0
]
Рассмотрим нули числителя и знаменателя:
- Числитель обращается в ноль при (x = 2) и (x = 4).
- Знаменатель обращается в ноль при (x = -3) (точка разрыва).
Строим таблицу знаков:
(x) | (-\infty) | (-3) | (2) | (4) | (+\infty) |
Знак | (-) | Разрыв | (0) | (0) | (+) |
Ответ: (x \in (-\infty, -3) \cup [2, 4]).