Для нахождения значения выражения (\frac{4x^2-1}{x^2+2x+1} - \frac{3x^2}{x^2+2x+1}) при (x = \frac{1}{3}), сначала упростим выражение, а затем подставим значение (x).
- Упрощение выражения
Общее выражение можно переписать как:
[
\frac{4x^2 - 1 - 3x^2}{x^2 + 2x + 1}
]
Сначала объединим числители:
[
4x^2 - 1 - 3x^2 = x^2 - 1
]
Теперь выражение выглядит так:
[
\frac{x^2 - 1}{x^2 + 2x + 1}
]
- Факторизация
Разложим числитель и знаменатель на множители:
Числитель: (x^2 - 1) можно разложить по формуле разности квадратов:
[
x^2 - 1 = (x - 1)(x + 1)
]
Знаменатель: (x^2 + 2x + 1) можно разложить по формуле квадрата суммы:
[
x^2 + 2x + 1 = (x + 1)^2
]
Таким образом, выражение теперь выглядит как:
[
\frac{(x - 1)(x + 1)}{(x + 1)^2}
]
Упростим дробь:
[
\frac{(x - 1)(x + 1)}{(x + 1)^2} = \frac{x - 1}{x + 1}
]
- Подстановка значения ( x = \frac{1}{3} )
Теперь подставим ( x = \frac{1}{3} ) в упрощенное выражение:
[
\frac{\frac{1}{3} - 1}{\frac{1}{3} + 1}
]
Выполним арифметические операции в числителе и знаменателе:
[
\frac{\frac{1}{3} - 1}{\frac{1}{3} + 1} = \frac{\frac{1}{3} - \frac{3}{3}}{\frac{1}{3} + \frac{3}{3}} = \frac{\frac{1 - 3}{3}}{\frac{1 + 3}{3}} = \frac{\frac{-2}{3}}{\frac{4}{3}}
]
Разделим дроби:
[
\frac{\frac{-2}{3}}{\frac{4}{3}} = \frac{-2}{3} \times \frac{3}{4} = \frac{-2 \times 3}{3 \times 4} = \frac{-6}{12} = -\frac{1}{2}
]
Таким образом, значение выражения при ( x = \frac{1}{3} ) равно (-\frac{1}{2}).