Чтобы сократить дробь (\frac{4a^2 + 12a + 9}{2a^2 + a - 3}), сначала необходимо разложить числитель и знаменатель на множители. Давайте рассмотрим каждый из них по отдельности.
Шаг 1: Разложение числителя
Числитель: (4a^2 + 12a + 9)
Это квадратный трёхчлен. Попробуем разложить его на множители. Обратите внимание, что (4a^2 + 12a + 9) можно записать как ((2a + 3)^2).
Проверим, раскрыв скобки:
[
(2a + 3)^2 = (2a + 3)(2a + 3) = 4a^2 + 6a + 6a + 9 = 4a^2 + 12a + 9
]
Так что числитель действительно равен ((2a + 3)^2).
Шаг 2: Разложение знаменателя
Знаменатель: (2a^2 + a - 3)
Для разложения этого квадратного трёхчлена на множители можно использовать метод подбора корней или формулу для решения квадратных уравнений ((a = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a})).
Найдем дискриминант ((D)):
[
D = b^2 - 4ac = 1^2 - 4 \cdot 2 \cdot (-3) = 1 + 24 = 25
]
Найдем корни уравнения (2a^2 + a - 3 = 0):
[
a = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{-1 \pm \sqrt{25}}{2 \cdot 2} = \frac{-1 \pm 5}{4}
]
Таким образом, корни будут:
[
a_1 = \frac{-1 + 5}{4} = 1, \quad a_2 = \frac{-1 - 5}{4} = -\frac{3}{2}
]
Значит, знаменатель можно разложить как:
[
2a^2 + a - 3 = 2(a - 1)(a + \frac{3}{2})
]
Для удобства дальнейшего сокращения можем переписать (a + \frac{3}{2}) как (\frac{2a + 3}{2}):
[
2a^2 + a - 3 = 2(a - 1)\left(\frac{2a + 3}{2}\right) = (a - 1)(2a + 3)
]
Шаг 3: Сокращение дроби
Теперь, когда числитель и знаменатель разложены на множители, мы можем записать дробь:
[
\frac{(2a+3)^2}{(a-1)(2a+3)}
]
Сократим общие множители ((2a + 3)):
[
\frac{(2a+3)^2}{(a-1)(2a+3)} = \frac{2a+3}{a-1}
]
Ответ
Таким образом, сокращённая форма дроби (\frac{4a^2 + 12a + 9}{2a^2 + a - 3}) будет:
[
\frac{2a + 3}{a - 1}
]