Давайте подробно разберём задачу. Она записана следующим образом:
\[ \frac{х}{х+1} + \frac{2х}{х-1} = \frac{4х}{х^2 - 1} \]
Цель: понять и пошагово решить данное уравнение.
Шаг 1. Анализировать левую и правую части уравнения
Обратим внимание, что в правой части стоит дробь \(\frac{4х}{х^2 - 1}\). Заметим, что \(х^2 - 1\) — это разложение разности квадратов:
\[ х^2 - 1 = (х - 1)(х + 1) \]
Это важно, потому что и в левой части есть знаменатели \((х+1)\) и \((х-1)\).
Шаг 2. Записываем исходное уравнение
\[ \frac{х}{х+1} + \frac{2х}{х-1} = \frac{4х}{(х - 1)(х + 1)} \]
Шаг 3. Общий знаменатель
Чтобы упростить уравнение, приведём левую часть к общему знаменателю \((х+1)(х-1)\):
\[ \frac{х (х-1)}{(х+1)(х-1)} + \frac{2х (х+1)}{(х+1)(х-1)} \]
Объединяем дроби:
\[ \frac{х(х-1) + 2х(х+1)}{(х+1)(х-1)} = \frac{4х}{(х+1)(х-1)} \]
Шаг 4. Упростить числитель
Посчитаем числитель:
\[ х(х-1) + 2х(х+1) = х^2 - х + 2х^2 + 2х \]
Объединим подобные:
\[ х^2 + 2х^2 = 3х^2 \] \[ - х + 2х = + х \]
Итого числитель:
\[ 3х^2 + х \]
Теперь уравнение выглядит так:
\[ \frac{3х^2 + х}{(х+1)(х-1)} = \frac{4х}{(х+1)(х-1)} \]
Шаг 5. Уравнение с одинаковыми знаменателями
Поскольку denominаторы равные и не равны нулю (то есть \(х \neq \pm 1\)), можно избавиться от них, приравнивая числители:
\[ 3х^2 + х = 4х \]
Шаг 6. Решение полученного уравнения
Переносим все в левую сторону:
\[ 3х^2 + х - 4х = 0 \] \[ 3х^2 - 3х = 0 \]
Выносим общий множитель:
\[ 3х(х - 1) = 0 \]
Решения:
\[ 3х = 0 \Rightarrow х = 0 \] или \[ х - 1 = 0 \Rightarrow х = 1 \]
Шаг 7. Проверка решений и исключения
Проверим исключения — значения, при которых исходное выражение не определено:
- \(х \neq 1\), так как в исходном уравнении есть деление на \((х-1)\).
- \(х \neq -1\), так как есть деление на \((х+1)\).
Наши найденные решения:
- \(х = 0\) — допустимо, поскольку не вызывает деления на ноль.
- \(х = 1\) — исключено, так как при \(х=1\), знаменатель в правой части и в левой в исходном уравнении равен нулю (деление на ноль).
Следовательно, решение: \(х=1\) исключается.
Итог
Ответ: единственное допустимое решение — \(\boxed{х=0}\).
Если нужно более подробно объяснить каждый из шагов, скажи!