Давайте решим выражение шаг за шагом. Нам нужно упростить следующее:
\[ \frac{\sqrt{5} - \sqrt{3}}{\sqrt{5} + \sqrt{3}} + \frac{\sqrt{5} + \sqrt{3}}{\sqrt{5} - \sqrt{3}} - \frac{\sqrt{5} + 1}{\sqrt{5} - 1} \]
Упростим первое выражение: \(\frac{\sqrt{5} - \sqrt{3}}{\sqrt{5} + \sqrt{3}}\) и второе: \(\frac{\sqrt{5} + \sqrt{3}}{\sqrt{5} - \sqrt{3}}\).
Мы можем воспользоваться сопряженными числами для упрощения:
Для первого выражения умножим числитель и знаменатель на \(\sqrt{5} - \sqrt{3}\):
\[ \frac{(\sqrt{5} - \sqrt{3})^2}{(\sqrt{5} + \sqrt{3})(\sqrt{5} - \sqrt{3})} = \frac{5 - 2\sqrt{15} + 3}{5 - 3} = \frac{8 - 2\sqrt{15}}{2} = 4 - \sqrt{15} \]
Для второго выражения:
\[ \frac{(\sqrt{5} + \sqrt{3})^2}{(\sqrt{5} - \sqrt{3})(\sqrt{5} + \sqrt{3})} = \frac{5 + 2\sqrt{15} + 3}{5 - 3} = \frac{8 + 2\sqrt{15}}{2} = 4 + \sqrt{15} \]
Теперь у нас есть два упрощенных выражения:
\[ 4 - \sqrt{15} + 4 + \sqrt{15} \]
Объединим их:
\[ (4 - \sqrt{15}) + (4 + \sqrt{15}) = 8 \]
Далее упрощаем третье выражение: \(\frac{\sqrt{5} + 1}{\sqrt{5} - 1}\). Умножим числитель и знаменатель на сопряженное выражение:
\[ \frac{(\sqrt{5} + 1)(\sqrt{5} + 1)}{(\sqrt{5} - 1)(\sqrt{5} + 1)} = \frac{5 + 2\sqrt{5} + 1}{5 - 1} = \frac{6 + 2\sqrt{5}}{4} = \frac{3 + \sqrt{5}}{2} \]
Теперь мы можем завершить преобразование:
У нас есть \(8 - \frac{3 + \sqrt{5}}{2}\):
Приведем к общему знаменателю:
\[ 8 = \frac{16}{2} \]
Таким образом:
\[ \frac{16}{2} - \frac{3 + \sqrt{5}}{2} = \frac{16 - (3 + \sqrt{5})}{2} = \frac{13 - \sqrt{5}}{2} \]
Итак, окончательный ответ составляет:
\[ \frac{13 - \sqrt{5}}{2} \]