与えられた式を計算し、できる限り簡略化すること。与えられた式は次の通りです。 $\frac{x+1}{x} - \frac{x+2}{x+1} - \frac{x-4}{x-3} + \frac{x-5}{x-4}$

代数学分数式式の簡略化代数
2025/3/21

1. 問題の内容

与えられた式を計算し、できる限り簡略化すること。与えられた式は次の通りです。
x+1xx+2x+1x4x3+x5x4\frac{x+1}{x} - \frac{x+2}{x+1} - \frac{x-4}{x-3} + \frac{x-5}{x-4}

2. 解き方の手順

まず、最初の2つの分数を計算します。
x+1xx+2x+1=(x+1)(x+1)x(x+2)x(x+1)=x2+2x+1x22xx(x+1)=1x(x+1)\frac{x+1}{x} - \frac{x+2}{x+1} = \frac{(x+1)(x+1) - x(x+2)}{x(x+1)} = \frac{x^2+2x+1 - x^2-2x}{x(x+1)} = \frac{1}{x(x+1)}
次に、後半の2つの分数を計算します。
x4x3+x5x4=(x4)(x4)+(x3)(x5)(x3)(x4)=(x28x+16)+(x28x+15)(x3)(x4)=x2+8x16+x28x+15(x3)(x4)=1(x3)(x4)-\frac{x-4}{x-3} + \frac{x-5}{x-4} = \frac{-(x-4)(x-4) + (x-3)(x-5)}{(x-3)(x-4)} = \frac{-(x^2-8x+16) + (x^2 - 8x + 15)}{(x-3)(x-4)} = \frac{-x^2+8x-16 + x^2 - 8x + 15}{(x-3)(x-4)} = \frac{-1}{(x-3)(x-4)}
したがって、元の式は次のようになります。
1x(x+1)1(x3)(x4)\frac{1}{x(x+1)} - \frac{1}{(x-3)(x-4)}
共通分母を見つけて、分数同士を結合します。
1x(x+1)1(x3)(x4)=(x3)(x4)x(x+1)x(x+1)(x3)(x4)=(x27x+12)(x2+x)x(x+1)(x3)(x4)=x27x+12x2xx(x+1)(x3)(x4)=8x+12x(x+1)(x3)(x4)\frac{1}{x(x+1)} - \frac{1}{(x-3)(x-4)} = \frac{(x-3)(x-4) - x(x+1)}{x(x+1)(x-3)(x-4)} = \frac{(x^2 - 7x + 12) - (x^2+x)}{x(x+1)(x-3)(x-4)} = \frac{x^2 - 7x + 12 - x^2 - x}{x(x+1)(x-3)(x-4)} = \frac{-8x+12}{x(x+1)(x-3)(x-4)}
分子を簡単にして、式を簡略化できるかどうかを確認します。
8x+12=4(2x3)-8x+12 = -4(2x-3)
分母は x(x+1)(x3)(x4)=x(x+1)(x27x+12)x(x+1)(x-3)(x-4) = x(x+1)(x^2 - 7x + 12).
最終的な式は次のようになります。
8x+12x(x+1)(x3)(x4)\frac{-8x+12}{x(x+1)(x-3)(x-4)}

3. 最終的な答え

8x+12x(x+1)(x3)(x4)\frac{-8x+12}{x(x+1)(x-3)(x-4)}
または
4(2x3)x(x+1)(x3)(x4)\frac{-4(2x-3)}{x(x+1)(x-3)(x-4)}

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