基础数学示例

$t^{2} + \frac{3}{t^{4} - 16} + \frac{7}{16 - t^{4}}$

解题步骤 1

化简每一项。

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解题步骤 1.1

化简分母。

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解题步骤 1.1.1

将 $t^{4}$ 重写为 ${(t^{2})}^{2}$ 。

$t^{2} + \frac{3}{{(t^{2})}^{2} - 16} + \frac{7}{16 - t^{4}}$

解题步骤 1.1.2

将 $16$ 重写为 $4^{2}$ 。

$t^{2} + \frac{3}{{(t^{2})}^{2} - 4^{2}} + \frac{7}{16 - t^{4}}$

解题步骤 1.1.3

因为两项都是完全平方数，所以使用平方差公式 $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ 进行因式分解，其中 $a = t^{2}$ 和 $b = 4$ 。

$t^{2} + \frac{3}{(t^{2} + 4) (t^{2} - 4)} + \frac{7}{16 - t^{4}}$

解题步骤 1.1.4

化简。

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解题步骤 1.1.4.1

将 $4$ 重写为 $2^{2}$ 。

$t^{2} + \frac{3}{(t^{2} + 4) (t^{2} - 2^{2})} + \frac{7}{16 - t^{4}}$

解题步骤 1.1.4.2

因为两项都是完全平方数，所以使用平方差公式 $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ 进行因式分解，其中 $a = t$ 和 $b = 2$ 。

$t^{2} + \frac{3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{16 - t^{4}}$

解题步骤 1.2

化简分母。

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解题步骤 1.2.1

将 $16$ 重写为 $4^{2}$ 。

$t^{2} + \frac{3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{4^{2} - t^{4}}$

解题步骤 1.2.2

将 $t^{4}$ 重写为 ${(t^{2})}^{2}$ 。

$t^{2} + \frac{3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{4^{2} - {(t^{2})}^{2}}$

解题步骤 1.2.3

因为两项都是完全平方数，所以使用平方差公式 $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ 进行因式分解，其中 $a = 4$ 和 $b = t^{2}$ 。

$t^{2} + \frac{3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (4 - t^{2})}$

解题步骤 1.2.4

化简。

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解题步骤 1.2.4.1

将 $4$ 重写为 $2^{2}$ 。

$t^{2} + \frac{3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2^{2} - t^{2})}$

解题步骤 1.2.4.2

因为两项都是完全平方数，所以使用平方差公式 $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ 进行因式分解，其中 $a = 2$ 和 $b = t$ 。

$t^{2} + \frac{3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 2

要将 $t^{2}$ 写成带有公分母的分数，请乘以 $\frac{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)}$ 。

$t^{2} \cdot \frac{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 3

化简项。

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解题步骤 3.1

组合 $t^{2}$ 和 $\frac{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)}$ 。

$\frac{t^{2} ((t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2))}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 3.2

在公分母上合并分子。

$\frac{t^{2} ((t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4

化简分子。

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解题步骤 4.1

使用 FOIL 方法展开 $(t^{2} + 4) (t + 2)$ 。

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解题步骤 4.1.1

运用分配律。

$\frac{t^{2} ((t^{2} (t + 2) + 4 (t + 2)) (t - 2)) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.1.2

运用分配律。

$\frac{t^{2} ((t^{2} t + t^{2} \cdot 2 + 4 (t + 2)) (t - 2)) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.1.3

运用分配律。

$\frac{t^{2} ((t^{2} t + t^{2} \cdot 2 + 4 t + 4 \cdot 2) (t - 2)) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.2

化简每一项。

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解题步骤 4.2.1

通过指数相加将 $t^{2}$ 乘以 $t$ 。

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解题步骤 4.2.1.1

将 $t^{2}$ 乘以 $t$ 。

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解题步骤 4.2.1.1.1

对 $t$ 进行 $1$ 次方运算。

$\frac{t^{2} ((t^{2} t^{1} + t^{2} \cdot 2 + 4 t + 4 \cdot 2) (t - 2)) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.2.1.1.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$\frac{t^{2} ((t^{2 + 1} + t^{2} \cdot 2 + 4 t + 4 \cdot 2) (t - 2)) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.2.1.2

将 $2$ 和 $1$ 相加。

$\frac{t^{2} ((t^{3} + t^{2} \cdot 2 + 4 t + 4 \cdot 2) (t - 2)) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.2.2

将 $2$ 移到 $t^{2}$ 的左侧。

$\frac{t^{2} ((t^{3} + 2 \cdot t^{2} + 4 t + 4 \cdot 2) (t - 2)) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.2.3

将 $4$ 乘以 $2$ 。

$\frac{t^{2} ((t^{3} + 2 t^{2} + 4 t + 8) (t - 2)) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.3

将第一个表达式中的每一项与第二个表达式中的每一项相乘来展开 $(t^{3} + 2 t^{2} + 4 t + 8) (t - 2)$ 。

$\frac{t^{2} (t^{3} t + t^{3} \cdot - 2 + 2 t^{2} t + 2 t^{2} \cdot - 2 + 4 t \cdot t + 4 t \cdot - 2 + 8 t + 8 \cdot - 2) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.4

化简每一项。

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解题步骤 4.4.1

通过指数相加将 $t^{3}$ 乘以 $t$ 。

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解题步骤 4.4.1.1

将 $t^{3}$ 乘以 $t$ 。

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解题步骤 4.4.1.1.1

对 $t$ 进行 $1$ 次方运算。

$\frac{t^{2} (t^{3} t^{1} + t^{3} \cdot - 2 + 2 t^{2} t + 2 t^{2} \cdot - 2 + 4 t \cdot t + 4 t \cdot - 2 + 8 t + 8 \cdot - 2) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.4.1.1.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$\frac{t^{2} (t^{3 + 1} + t^{3} \cdot - 2 + 2 t^{2} t + 2 t^{2} \cdot - 2 + 4 t \cdot t + 4 t \cdot - 2 + 8 t + 8 \cdot - 2) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.4.1.2

将 $3$ 和 $1$ 相加。

$\frac{t^{2} (t^{4} + t^{3} \cdot - 2 + 2 t^{2} t + 2 t^{2} \cdot - 2 + 4 t \cdot t + 4 t \cdot - 2 + 8 t + 8 \cdot - 2) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.4.2

将 $- 2$ 移到 $t^{3}$ 的左侧。

$\frac{t^{2} (t^{4} - 2 \cdot t^{3} + 2 t^{2} t + 2 t^{2} \cdot - 2 + 4 t \cdot t + 4 t \cdot - 2 + 8 t + 8 \cdot - 2) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.4.3

通过指数相加将 $t^{2}$ 乘以 $t$ 。

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解题步骤 4.4.3.1

移动 $t$ 。

$\frac{t^{2} (t^{4} - 2 t^{3} + 2 (t \cdot t^{2}) + 2 t^{2} \cdot - 2 + 4 t \cdot t + 4 t \cdot - 2 + 8 t + 8 \cdot - 2) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.4.3.2

将 $t$ 乘以 $t^{2}$ 。

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解题步骤 4.4.3.2.1

对 $t$ 进行 $1$ 次方运算。

$\frac{t^{2} (t^{4} - 2 t^{3} + 2 (t^{1} t^{2}) + 2 t^{2} \cdot - 2 + 4 t \cdot t + 4 t \cdot - 2 + 8 t + 8 \cdot - 2) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.4.3.2.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$\frac{t^{2} (t^{4} - 2 t^{3} + 2 t^{1 + 2} + 2 t^{2} \cdot - 2 + 4 t \cdot t + 4 t \cdot - 2 + 8 t + 8 \cdot - 2) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.4.3.3

将 $1$ 和 $2$ 相加。

$\frac{t^{2} (t^{4} - 2 t^{3} + 2 t^{3} + 2 t^{2} \cdot - 2 + 4 t \cdot t + 4 t \cdot - 2 + 8 t + 8 \cdot - 2) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.4.4

将 $- 2$ 乘以 $2$ 。

$\frac{t^{2} (t^{4} - 2 t^{3} + 2 t^{3} - 4 t^{2} + 4 t \cdot t + 4 t \cdot - 2 + 8 t + 8 \cdot - 2) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.4.5

通过指数相加将 $t$ 乘以 $t$ 。

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解题步骤 4.4.5.1

移动 $t$ 。

$\frac{t^{2} (t^{4} - 2 t^{3} + 2 t^{3} - 4 t^{2} + 4 (t \cdot t) + 4 t \cdot - 2 + 8 t + 8 \cdot - 2) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.4.5.2

将 $t$ 乘以 $t$ 。

$\frac{t^{2} (t^{4} - 2 t^{3} + 2 t^{3} - 4 t^{2} + 4 t^{2} + 4 t \cdot - 2 + 8 t + 8 \cdot - 2) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.4.6

将 $- 2$ 乘以 $4$ 。

$\frac{t^{2} (t^{4} - 2 t^{3} + 2 t^{3} - 4 t^{2} + 4 t^{2} - 8 t + 8 t + 8 \cdot - 2) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.4.7

将 $8$ 乘以 $- 2$ 。

$\frac{t^{2} (t^{4} - 2 t^{3} + 2 t^{3} - 4 t^{2} + 4 t^{2} - 8 t + 8 t - 16) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.5

合并 $t^{4} - 2 t^{3} + 2 t^{3} - 4 t^{2} + 4 t^{2} - 8 t + 8 t - 16$ 中相反的项。

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解题步骤 4.5.1

将 $- 2 t^{3}$ 和 $2 t^{3}$ 相加。

$\frac{t^{2} (t^{4} + 0 - 4 t^{2} + 4 t^{2} - 8 t + 8 t - 16) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.5.2

将 $t^{4}$ 和 $0$ 相加。

$\frac{t^{2} (t^{4} - 4 t^{2} + 4 t^{2} - 8 t + 8 t - 16) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.5.3

将 $- 4 t^{2}$ 和 $4 t^{2}$ 相加。

$\frac{t^{2} (t^{4} + 0 - 8 t + 8 t - 16) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.5.4

将 $t^{4}$ 和 $0$ 相加。

$\frac{t^{2} (t^{4} - 8 t + 8 t - 16) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.5.5

将 $- 8 t$ 和 $8 t$ 相加。

$\frac{t^{2} (t^{4} + 0 - 16) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.5.6

将 $t^{4}$ 和 $0$ 相加。

$\frac{t^{2} (t^{4} - 16) + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.6

运用分配律。

$\frac{t^{2} t^{4} + t^{2} \cdot - 16 + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.7

通过指数相加将 $t^{2}$ 乘以 $t^{4}$ 。

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解题步骤 4.7.1

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$\frac{t^{2 + 4} + t^{2} \cdot - 16 + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.7.2

将 $2$ 和 $4$ 相加。

$\frac{t^{6} + t^{2} \cdot - 16 + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 4.8

将 $- 16$ 移到 $t^{2}$ 的左侧。

$\frac{t^{6} - 16 t^{2} + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(4 + t^{2}) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 5

化简项。

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解题步骤 5.1

重新排序项。

$\frac{t^{6} - 16 t^{2} + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(t^{2} + 4) (2 + t) (2 - t)}$

解题步骤 5.2

重新排序项。

$\frac{t^{6} - 16 t^{2} + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(t^{2} + 4) (t + 2) (2 - t)}$

解题步骤 5.3

将 $2$ 重写为 $- 1 (- 2)$ 。

$\frac{t^{6} - 16 t^{2} + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(t^{2} + 4) (t + 2) (- 1 (- 2) - t)}$

解题步骤 5.4

从 $- t$ 中分解出因数 $- 1$ 。

$\frac{t^{6} - 16 t^{2} + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(t^{2} + 4) (t + 2) (- 1 (- 2) - (t))}$

解题步骤 5.5

从 $- 1 (- 2) - (t)$ 中分解出因数 $- 1$ 。

$\frac{t^{6} - 16 t^{2} + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{7}{(t^{2} + 4) (t + 2) (- 1 (- 2 + t))}$

解题步骤 5.6

化简表达式。

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解题步骤 5.6.1

将 $\frac{7}{(t^{2} + 4) (t + 2) (- 1 (- 2 + t))}$ 分母的一个负号移到分子上。

$\frac{t^{6} - 16 t^{2} + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{- 1 \cdot 7}{(t^{2} + 4) (t + 2) (- 2 + t)}$

解题步骤 5.6.2

重新排序项。

$\frac{t^{6} - 16 t^{2} + 3}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)} + \frac{- 1 \cdot 7}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)}$

解题步骤 5.7

在公分母上合并分子。

$\frac{t^{6} - 16 t^{2} + 3 - 1 \cdot 7}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)}$

解题步骤 6

化简分子。

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解题步骤 6.1

将 $- 1$ 乘以 $7$ 。

$\frac{t^{6} - 16 t^{2} + 3 - 7}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)}$

解题步骤 6.2

从 $3$ 中减去 $7$ 。

$\frac{t^{6} - 16 t^{2} - 4}{(t^{2} + 4) (t + 2) (t - 2)}$

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