Подробный ответ:
а)
Шаг 1: Преобразуем знаменатель
Начнем с выражения в знаменателе. Мы имеем квадрат разности, т.е. . Вспоминаем формулу для квадрата разности:
Здесь и , то есть:
Теперь вычислим каждую из частей:
- ,
- ,
- .
Таким образом, получаем:
Заменим и упрощаем:
Шаг 2: Преобразуем числитель
Теперь посмотрим на числитель . Мы не будем его упрощать, так как он уже в нужной форме.
Шаг 3: Подставим все в исходное выражение
Теперь подставим числитель и знаменатель в исходное выражение:
Шаг 4: Упростим выражение
Теперь заметим, что дробь имеет вид, который легко упрощается по аналогии с разностью, и после приведения к общему знаменателю мы получим:
Ответ: .
б)
Шаг 1: Преобразуем числитель
Начнем с числителя:
Используем формулу для квадрата суммы:
Здесь и , тогда:
Вычисляем:
- ,
- ,
- .
Таким образом, числитель равен:
Шаг 2: Преобразуем знаменатель
Теперь рассмотрим знаменатель:
Преобразуем в более удобную форму:
Поэтому знаменатель можно оставить в этой форме:
Шаг 3: Подставим числитель и знаменатель
Подставим выражения числителя и знаменателя в исходное выражение:
При дальнейших вычислениях мы получаем, что это выражение равно .
Ответ: .
в)
Шаг 1: Преобразуем числитель
Числитель имеет вид:
Используем формулу для квадрата суммы:
Здесь и , тогда:
Вычисляем:
- ,
- ,
- .
Таким образом, числитель равен:
Шаг 2: Преобразуем знаменатель
Знаменатель:
Мы не будем его упрощать, так как он уже в нужной форме.
Шаг 3: Подставим числитель и знаменатель
Подставим числитель и знаменатель в исходное выражение:
После упрощений мы получим:
Ответ: .
г)
Шаг 1: Преобразуем числитель
Числитель:
Здесь нет необходимости в упрощении, оставим выражение как есть.
Шаг 2: Преобразуем знаменатель
Знаменатель:
Используем формулу для квадрата разности:
Здесь и , поэтому:
Вычислим:
- ,
- ,
- .
Теперь у нас выражение:
Шаг 3: Подставим числитель и знаменатель
Подставим числитель и знаменатель в исходное выражение:
После дальнейших упрощений получаем:
Ответ: .