与えられた式 $\frac{x^2+1}{x-1} - \frac{x^2+3x+4}{x+2}$ を計算し、最も簡単な形で表す問題です。

代数学分数式式の計算展開通分
2025/5/12

1. 問題の内容

与えられた式 x2+1x1x2+3x+4x+2\frac{x^2+1}{x-1} - \frac{x^2+3x+4}{x+2} を計算し、最も簡単な形で表す問題です。

2. 解き方の手順

まず、2つの分数を共通の分母で表します。共通の分母は (x1)(x+2)(x-1)(x+2) です。
x2+1x1\frac{x^2+1}{x-1} の分子と分母に (x+2)(x+2) を掛けます。
x2+3x+4x+2\frac{x^2+3x+4}{x+2} の分子と分母に (x1)(x-1) を掛けます。
すると、
(x2+1)(x+2)(x1)(x+2)(x2+3x+4)(x1)(x+2)(x1)\frac{(x^2+1)(x+2)}{(x-1)(x+2)} - \frac{(x^2+3x+4)(x-1)}{(x+2)(x-1)}
となります。
次に、分子をそれぞれ展開します。
(x2+1)(x+2)=x3+2x2+x+2(x^2+1)(x+2) = x^3 + 2x^2 + x + 2
(x2+3x+4)(x1)=x3x2+3x23x+4x4=x3+2x2+x4(x^2+3x+4)(x-1) = x^3 - x^2 + 3x^2 - 3x + 4x - 4 = x^3 + 2x^2 + x - 4
したがって、
x3+2x2+x+2(x1)(x+2)x3+2x2+x4(x1)(x+2)\frac{x^3 + 2x^2 + x + 2}{(x-1)(x+2)} - \frac{x^3 + 2x^2 + x - 4}{(x-1)(x+2)}
となります。
次に、分子の差を計算します。
(x3+2x2+x+2)(x3+2x2+x4)=x3+2x2+x+2x32x2x+4=6(x^3 + 2x^2 + x + 2) - (x^3 + 2x^2 + x - 4) = x^3 + 2x^2 + x + 2 - x^3 - 2x^2 - x + 4 = 6
したがって、
6(x1)(x+2)\frac{6}{(x-1)(x+2)}
となります。
最後に、分母を展開します。
(x1)(x+2)=x2+2xx2=x2+x2(x-1)(x+2) = x^2 + 2x - x - 2 = x^2 + x - 2
したがって、
6x2+x2\frac{6}{x^2+x-2}
となります。

3. 最終的な答え

6x2+x2\frac{6}{x^2+x-2}

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