Давайте рассмотрим выражение:
[
\frac{x}{x+2} - \frac{x-2}{2} \times \left( \frac{1}{x^2 - 4} + \frac{1}{x^2 - 4x + 4} \right)
]
и докажем, что его значение не зависит от (x), при условии, что (x \neq \pm 2).
Шаг 1: Упростим выражение
Сократим дроби:
- (x^2 - 4) можно разложить на множители как ((x - 2)(x + 2)).
- (x^2 - 4x + 4) является полным квадратом: ((x - 2)^2).
Подставим разложения в выражение:
[
\frac{x}{x+2} - \frac{x-2}{2} \times \left( \frac{1}{(x-2)(x+2)} + \frac{1}{(x-2)^2} \right)
]
- Приведем к общему знаменателю внутри скобок:
[
\frac{1}{(x-2)(x+2)} + \frac{1}{(x-2)^2} = \frac{x+2 + x-2}{(x-2)^2(x+2)}
]
Упростим числитель:
[
= \frac{2x}{(x-2)^2(x+2)}
]
- Подставим обратно в изначальное выражение:
[
\frac{x}{x+2} - \frac{x-2}{2} \times \frac{2x}{(x-2)^2(x+2)}
]
Шаг 2: Упростим выражение дальше
- Упростим второе слагаемое:
[
= \frac{x-2}{2} \times \frac{2x}{(x-2)^2(x+2)} = \frac{x(x-2)}{(x-2)^2(x+2)}
]
Так как (x-2) в числителе и знаменателе второго слагаемого сокращаются, получаем:
[
= \frac{x}{(x-2)(x+2)}
]
- Таким образом, выражение упрощается до:
[
\frac{x}{x+2} - \frac{x}{(x-2)(x+2)}
]
Шаг 3: Приведем к общему знаменателю
Общий знаменатель для (\frac{x}{x+2}) и (\frac{x}{(x-2)(x+2)}) — это ((x-2)(x+2)).
Приведем первое слагаемое к общему знаменателю:
[
\frac{x(x-2)}{(x-2)(x+2)}
]
Теперь выразим разность:
[
\frac{x(x-2) - x}{(x-2)(x+2)} = \frac{x^2 - 2x - x}{(x-2)(x+2)} = \frac{x^2 - 3x}{(x-2)(x+2)}
]
Шаг 4: Проверим зависимость от (x)
Выражение упростилось до:
[
\frac{x^2 - 3x}{(x-2)(x+2)}
]
При (x \neq \pm 2) данное выражение не является константой, так как числитель зависит от (x).
Давайте проверим еще раз сокращение:
Оказывается, в процессе вычислений допущена ошибка, и выражение в конечном итоге не упрощается до независимого от (x) результата. Вопрос требует пересмотра, так как изначально предложенное выражение действительно зависит от (x). Возможно, в задаче изначально была ошибка.
Таким образом, данное выражение не упрощается до выражения, не зависящего от (x), и требует дополнительного анализа условий задачи или пересмотра изначальных данных.