Вернуться к содержанию учебника
Докажите тождество
\[ \frac{1}{p-2q} \;+\;\frac{6q}{4q^2 - p^2}\;-\;\frac{2}{p+2q} \;=\; -\frac{1}{2p}\cdot\Bigl(\frac{p^2 + 4q^2}{p^2 - 4q^2} + 1\Bigr). \]
Введите текст
Обозначим левую часть через \(L\):
\[ L = \frac{1}{p-2q} + \frac{6q}{4q^2 - p^2} - \frac{2}{p+2q}. \]
1) Заметим, что \(4q^2 - p^2 = -(p^2 - 4q^2)\), поэтому
\[ \frac{6q}{4q^2 - p^2} = -\frac{6q}{p^2 - 4q^2}. \]
2) Приведём первые и третьи дроби к общему знаменателю \(p^2 - 4q^2\):
\[ \frac{1}{p-2q} - \frac{2}{p+2q} = \frac{p+2q}{p^2 - 4q^2} - \frac{2(p-2q)}{p^2 - 4q^2} = \frac{p + 2q - 2p + 4q}{p^2 - 4q^2} = \frac{-p + 6q}{p^2 - 4q^2}. \]
3) Тогда
\[ L = \frac{-p + 6q}{p^2 - 4q^2} \;-\;\frac{6q}{p^2 - 4q^2} = \frac{-p +6q -6q}{p^2 - 4q^2} = -\frac{p}{p^2 - 4q^2}. \]
4) Рассмотрим правую часть \(R\):
\[ R = -\frac{1}{2p}\;\Bigl(\frac{p^2 + 4q^2}{p^2 - 4q^2} + 1\Bigr) = -\frac{1}{2p}\;\frac{p^2 + 4q^2 + (p^2 - 4q^2)}{p^2 - 4q^2} = -\frac{1}{2p}\;\frac{2p^2}{p^2 - 4q^2} = -\frac{p}{p^2 - 4q^2}. \]
Таким образом \(L = R\), что и требовалось доказать.
Пояснения:
— Использовано замена знака в дроби при \(4q^2 - p^2 = -(p^2 - 4q^2)\).
— Приведение дробей к общему знаменателю для упрощения суммы и разности.
— Сложение дробей: \(\tfrac{A}{D} + \tfrac{B}{D} = \tfrac{A+B}{D}\) и вычитание аналогичным образом.
— Свойство деления на дробь: \(A\div\frac BC = A\cdot\frac CB\).
— Приведение правой части к единой дроби и сокращение множителей.
Каждый шаг показал, что обе части равны \(-\frac{p}{p^2 - 4q^2}\), поэтому исходное тождество верно.
Вернуться к содержанию учебника