Pregunta
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\( Z = \frac { \frac { 1 } { \sqrt { a } + \sqrt { a + b } } + \frac { 1 } { \sqrt { a } - \sqrt { a - b } } } { 1 + \sqrt { \frac { a + b } { a - b } } } \)

Ask by Fuentes Welch. in Bolivia
Mar 10,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

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La solución final es: \[ Z = \frac{\sqrt{a-b}}{b}. \]

Solución

1. Dada la expresión \[ Z = \frac {\frac {1}{\sqrt{a}+\sqrt{a+b}} + \frac {1}{\sqrt{a}-\sqrt{a-b}}}{1+\sqrt{\frac{a+b}{a-b}}}, \] primero centramos nuestra atención en el numerador. 2. Sea \[ I = \frac{1}{\sqrt{a}+\sqrt{a+b}}. \] Multiplicamos el numerador y denominador por el conjugado \(\sqrt{a}-\sqrt{a+b}\): \[ I = \frac{\sqrt{a}-\sqrt{a+b}}{(\sqrt{a}+\sqrt{a+b})(\sqrt{a}-\sqrt{a+b})}. \] Recordando que \[ (\sqrt{a}+\sqrt{a+b})(\sqrt{a}-\sqrt{a+b}) = a-(a+b) = -b, \] se tiene \[ I = \frac{\sqrt{a}-\sqrt{a+b}}{-b} = \frac{\sqrt{a+b}-\sqrt{a}}{b}. \] 3. Sea \[ II = \frac{1}{\sqrt{a}-\sqrt{a-b}}. \] Multiplicamos por el conjugado \(\sqrt{a}+\sqrt{a-b}\): \[ II = \frac{\sqrt{a}+\sqrt{a-b}}{(\sqrt{a}-\sqrt{a-b})(\sqrt{a}+\sqrt{a-b})}. \] Como \[ (\sqrt{a}-\sqrt{a-b})(\sqrt{a}+\sqrt{a-b}) = a-(a-b)= b, \] se tiene \[ II = \frac{\sqrt{a}+\sqrt{a-b}}{b}. \] 4. Sumamos \( I \) e \( II \) en el numerador: \[ I + II = \frac{\sqrt{a+b}-\sqrt{a}+\sqrt{a}+\sqrt{a-b}}{b} = \frac{\sqrt{a+b}+\sqrt{a-b}}{b}. \] 5. La expresión para \( Z \) queda: \[ Z = \frac{\frac{\sqrt{a+b}+\sqrt{a-b}}{b}}{1+\sqrt{\frac{a+b}{a-b}}} = \frac{\sqrt{a+b}+\sqrt{a-b}}{b\left(1+\sqrt{\frac{a+b}{a-b}}\right)}. \] 6. Para simplificar la parte del denominador, expresamos \[ 1+\sqrt{\frac{a+b}{a-b}} = \frac{\sqrt{a-b}+\sqrt{a+b}}{\sqrt{a-b}}, \] ya que al obtener denominador común se tiene: \[ 1 = \frac{\sqrt{a-b}}{\sqrt{a-b}}. \] 7. Sustituyendo, \( Z \) se transforma en: \[ Z = \frac{\sqrt{a+b}+\sqrt{a-b}}{b\left(\frac{\sqrt{a-b}+\sqrt{a+b}}{\sqrt{a-b}}\right)} = \frac{\sqrt{a+b}+\sqrt{a-b}}{b}\cdot\frac{\sqrt{a-b}}{\sqrt{a-b}+\sqrt{a+b}}. \] 8. Se cancelan los términos \(\sqrt{a+b}+\sqrt{a-b}\) en numerador y denominador, obteniendo: \[ Z = \frac{\sqrt{a-b}}{b}. \] La solución final es: \[ Z = \frac{\sqrt{a-b}}{b}. \]

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Beyond the Answer

Did you know that the expressions involving square roots can often be simplified using rationalization techniques? In this case, you can multiply the numerator and denominator by the conjugate of the terms with square roots to eliminate those pesky radicals, making your calculations a lot easier and more insightful. Another fun aspect of this expression is its underlying geometric interpretation. If you think about \(a\) and \(b\) as representing lengths of segments, then each square root can represent a distance in the coordinate plane. This also connects various branches of math; analyzing transformations and relationships between these lengths can lead to surprising insights in geometry, algebra, and calculus!

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