Для упрощения данного выражения начнем с рассмотрения отдельных его частей и последовательно упростим его. Исходное выражение:
[
\frac{x + \frac{3}{x} - 3 - \frac{x}{x} + 3}{x + \frac{1}{x} + 3}
]
Разделим выражение на две части: числитель и знаменатель.
Числитель:
Распределите знаки и упростите дроби внутри:
[
x + 3/x - 3 - x/(x + 3)
]
Поскольку (x/x = 1), упростим это:
[
x + 3/x - 3 - 1/(x + 3)
]
Приведем дроби к общему знаменателю:
[
\frac{x^2(x + 3) + 3(x + 3) - 3x(x + 3) - x}{x(x + 3)}
]
Упростим числитель:
[
\frac{x^3 + 3x^2 + 3x + 9 - 3x^2 - 9x}{x(x + 3)}
]
[
\frac{x^3 - 6x}{x(x + 3)}
]
Можно сократить на (x):
[
\frac{x^2 - 6}{x + 3}
]
Знаменатель:
- Упростим выражение, приведя к общему знаменателю:
[
x + 1/x + 3
]
[
\frac{x^2 + 1}{x} + 3
]
[
\frac{x^2 + 1 + 3x}{x}
]
[
\frac{x^2 + 3x + 1}{x}
]
Теперь подставим упрощенные выражения числителя и знаменателя обратно в исходное выражение:
[
\frac{\frac{x^2 - 6}{x + 3}}{\frac{x^2 + 3x + 1}{x}}
]
Умножим дробь на обратное значение знаменателя:
[
\frac{x^2 - 6}{x + 3} \cdot \frac{x}{x^2 + 3x + 1}
]
Это упрощенное выражение заданной функции.