Чтобы найти значение выражения
[
\frac{1}{1 + 3\sqrt{5}} + \frac{1}{1 - 3\sqrt{5}},
]
мы можем использовать метод рационализации знаменателя. Этот метод заключается в умножении числителя и знаменателя дроби на сопряженное выражение знаменателя, чтобы избавиться от иррациональности в знаменателе.
Для первой дроби (\frac{1}{1 + 3\sqrt{5}}), сопряженное выражение знаменателя будет (1 - 3\sqrt{5}). Для второй дроби (\frac{1}{1 - 3\sqrt{5}}), сопряженное выражение знаменателя будет (1 + 3\sqrt{5}).
Давайте рационализируем каждую дробь отдельно.
Для (\frac{1}{1 + 3\sqrt{5}}):
[
\frac{1}{1 + 3\sqrt{5}} \times \frac{1 - 3\sqrt{5}}{1 - 3\sqrt{5}} = \frac{1 - 3\sqrt{5}}{(1 + 3\sqrt{5})(1 - 3\sqrt{5})}.
]
В знаменателе у нас разность квадратов:
[
(1 + 3\sqrt{5})(1 - 3\sqrt{5}) = 1^2 - (3\sqrt{5})^2 = 1 - 45 = -44.
]
Таким образом, первая дробь становится:
[
\frac{1 - 3\sqrt{5}}{-44}.
]
Для (\frac{1}{1 - 3\sqrt{5}}):
[
\frac{1}{1 - 3\sqrt{5}} \times \frac{1 + 3\sqrt{5}}{1 + 3\sqrt{5}} = \frac{1 + 3\sqrt{5}}{(1 - 3\sqrt{5})(1 + 3\sqrt{5})}.
]
Мы уже нашли, что знаменатель равен (-44), так что вторая дробь становится:
[
\frac{1 + 3\sqrt{5}}{-44}.
]
Теперь сложим обе дроби:
[
\frac{1 - 3\sqrt{5}}{-44} + \frac{1 + 3\sqrt{5}}{-44} = \frac{(1 - 3\sqrt{5}) + (1 + 3\sqrt{5})}{-44}.
]
Сложим числители:
[
(1 - 3\sqrt{5}) + (1 + 3\sqrt{5}) = 1 - 3\sqrt{5} + 1 + 3\sqrt{5} = 2.
]
Подставим обратно в дробь:
[
\frac{2}{-44} = -\frac{1}{22}.
]
Таким образом, значение выражения равно (-\frac{1}{22}).