Конечно, давайте разберём оба вопроса.
1. Упростите выражение и найдите его значение при ( a = -\frac{1}{4} )
Дано выражение:
[
\left( \frac{a + 6}{3a + 9} - \frac{1}{a + 3} \right) \cdot \frac{3}{a - 3} - \frac{6}{a^2 - 9}
]
Упрощение:
- Заметим, что (3a + 9 = 3(a + 3)), и (a^2 - 9 = (a - 3)(a + 3)). Это позволяет нам переписать выражение следующим образом:
[
\frac{a + 6}{3(a + 3)} - \frac{1}{a + 3}
]
- Приведём к общему знаменателю в скобках:
[
\frac{a + 6}{3(a + 3)} - \frac{3}{3(a + 3)} = \frac{a + 6 - 3}{3(a + 3)} = \frac{a + 3}{3(a + 3)} = \frac{1}{3}
]
- Подставим это обратно в выражение:
[
\left(\frac{1}{3}\right) \cdot \frac{3}{a - 3} - \frac{6}{(a - 3)(a + 3)}
]
- Упростим:
[
\frac{1}{a - 3} - \frac{6}{(a - 3)(a + 3)}
]
- Приведём к общему знаменателю:
[
\frac{(a + 3) - 6}{(a - 3)(a + 3)} = \frac{a - 3}{(a - 3)(a + 3)}
]
- Сократим:
[
\frac{1}{a + 3}
]
Подставим ( a = -\frac{1}{4} ):
[
\frac{1}{-\frac{1}{4} + 3} = \frac{1}{\frac{11}{4}} = \frac{4}{11}
]
Таким образом, значение выражения при ( a = -\frac{1}{4} ) равно (\frac{4}{11}).
2. Докажите, что выражение не зависит от значения переменной
Рассмотрим выражение:
[
\left( x - 4 - \frac{x^2 + 4}{x + 4} \right)^2 \cdot \frac{x^2 + 8x + 16}{32}
]
Упрощение:
- Разложим дробь:
[
\frac{x^2 + 4}{x + 4} = \frac{(x + 4)(x - 4) + 20}{x + 4} = x - 4 + \frac{20}{x + 4}
]
- Подставим обратно:
[
x - 4 - \left(x - 4 + \frac{20}{x + 4}\right) = -\frac{20}{x + 4}
]
- Возведём в квадрат:
[
\left(-\frac{20}{x + 4}\right)^2 = \frac{400}{(x + 4)^2}
]
- Упростите вторую часть:
[
x^2 + 8x + 16 = (x + 4)^2
]
- Подставим обратно:
[
\frac{400}{(x + 4)^2} \cdot \frac{(x + 4)^2}{32} = \frac{400}{32} = 12.5
]
Выражение не зависит от значения переменной, и его значение всегда равно (12.5).
Таким образом, мы доказали, что значение данного выражения не зависит от (x) и всегда равно (12.5).