Краткий ответ
\(\displaystyle \frac{2(\sqrt a+\sqrt c)}{\sqrt a}\)
\(\displaystyle \frac{\sqrt2}{4}\)
\(\displaystyle \frac{x(5x+3y-2\sqrt3)}{6(x-\sqrt3)(x-y)}\)
\(\displaystyle \sqrt a+\sqrt c\)
Решение
1)
Обозначим \(p=\sqrt a,\ q=\sqrt c\). Тогда:
\[ a-\sqrt{2a}=p(p-\sqrt2), \]
\[ a-2=(p-\sqrt2)(p+\sqrt2), \]
\[ a-c=(p-q)(p+q). \]
Кроме того,
\[ \sqrt2-\frac{\sqrt{2a}}{\sqrt a+\sqrt2} =\sqrt2-\frac{\sqrt2p}{p+\sqrt2} =\frac{2}{p+\sqrt2}. \]
Подставляем и сокращаем:
\[ \frac{(p-q)(p+q)}{p(p-\sqrt2)} \cdot \frac{(p-\sqrt2)(p+\sqrt2)}{p-q} \cdot \frac{2}{p+\sqrt2} = \frac{2(p+q)}p. \]
Следовательно,
\[ \boxed{\frac{2(\sqrt a+\sqrt c)}{\sqrt a}}. \]
2)
Используем формулу разности квадратов:
\[ (A-B)(A+B)=A^2-B^2, \]
где
\[ A=\frac{a^2}{2}+1,\qquad B=\frac a{\sqrt2}. \]
Тогда
\[ \left(\frac{a^2}{2}+1\right)^2-\frac{a^2}{2} = \frac{a^4+2a^2+4}{4}. \]
Поэтому
\[ \frac{a^4+2a^2+4}{4} \cdot \frac{\sqrt2}{a^4+2a^2+4} = \boxed{\frac{\sqrt2}{4}}. \]
3)
Разложим знаменатель третьей дроби:
\[ x^2-xy+y\sqrt3-x\sqrt3 =(x-\sqrt3)(x-y). \]
Тогда
\[ \begin{aligned} E&= \frac{(x+2\sqrt3)(3y-x)} {6(x-\sqrt3)(x-y)} + \frac{x^2-y\sqrt3}{(x-\sqrt3)(x-y)} \\[2mm] &= \frac{(x+2\sqrt3)(3y-x)+6(x^2-y\sqrt3)} {6(x-\sqrt3)(x-y)}. \end{aligned} \]
Раскрываем скобки:
\[ (x+2\sqrt3)(3y-x)+6(x^2-y\sqrt3) =x(5x+3y-2\sqrt3). \]
Значит,
\[ \boxed{ \frac{x(5x+3y-2\sqrt3)} {6(x-\sqrt3)(x-y)} }. \]
4)
Пусть \(u=\sqrt c,\ v=\sqrt a\). Первая скобка:
\[ \frac u{u+v}+\frac v{u-v}+\frac{2uv}{u^2-v^2} = \frac{u(u-v)+v(u+v)+2uv}{(u+v)(u-v)}. \]
Числитель равен \((u+v)^2\), поэтому:
\[ \frac{u+v}{u-v}. \]
Вторая скобка:
\[ u-\frac{uv+v^2}{u+v} = u-\frac{v(u+v)}{u+v} =u-v. \]
Тогда
\[ \frac{u+v}{u-v}\cdot(u-v)=u+v. \]
Возвращаемся к \(a\) и \(c\):
\[ \boxed{\sqrt a+\sqrt c}. \]
Для сокращения дробей переменные должны принимать допустимые значения: в частности, \(a\ne c\) там, где есть знаменатели \(\sqrt a-\sqrt c\) или \(\sqrt c-\sqrt a\).
