Сначала приведем к общему знаменателю выражения в первой скобке. Заметим, что \( y^2 - 4x^2 = (y - 2x)(y + 2x) \). Чтобы получить \( y^2 - 4x^2 \) как общий знаменатель, нужно числитель и знаменатель первой дроби умножить на \( 2x - y \) (чтобы получить \( -(y-2x) \)), а второй дроби — на \( y + 2x \).
\( \left( \frac{2(2x - y)}{(2x+y)(2x-y)} - \frac{1(y + 2x)}{(2x-y)(y+2x)} - \frac{3y}{y^2-4x^2} \right) \cdot \left( \frac{y^2}{8x^2} - \frac{1}{2} \right) \)
\( \left( \frac{4x - 2y - y - 2x}{4x^2 - y^2} - \frac{3y}{4x^2 - y^2} \right) \cdot \left( \frac{y^2}{8x^2} - \frac{4x^2}{8x^2} \right) \)
\( \left( \frac{2x - 3y - 3y}{4x^2 - y^2} \right) \cdot \left( \frac{y^2 - 4x^2}{8x^2} \right) \)
\( \left( \frac{2x - 6y}{4x^2 - y^2} \right) \cdot \left( \frac{y^2 - 4x^2}{8x^2} \right) \)
Заметим, что \( 4x^2 - y^2 = -(y^2 - 4x^2) \). Тогда:
\( \left( \frac{2x - 6y}{-(y^2 - 4x^2)} \right) \cdot \left( \frac{y^2 - 4x^2}{8x^2} \right) = \frac{2x - 6y}{-1} \cdot \frac{1}{8x^2} = \frac{6y - 2x}{8x^2} = \frac{3y - x}{4x^2} \)
Упростим первое выражение в скобках:
\( m + \frac{n^{3/2}}{m^{1/2}} = \frac{m \cdot m^{1/2} + n^{3/2}}{m^{1/2}} = \frac{m^{3/2} + n^{3/2}}{m^{1/2}} \)
Теперь упростим второе выражение в скобках:
\( \frac{m^{1/2} - n^{1/2}}{m^{1/2}} + \frac{n^{1/2}}{m^{1/2} - n^{1/2}} = \frac{(m^{1/2} - n^{1/2})^2 + n^{1/2} \cdot m^{1/2}}{m^{1/2}(m^{1/2} - n^{1/2})} \)
\( = \frac{m - 2m^{1/2}n^{1/2} + n + m^{1/2}n^{1/2}}{m^{1/2}(m^{1/2} - n^{1/2})} = \frac{m - m^{1/2}n^{1/2} + n}{m^{1/2}(m^{1/2} - n^{1/2})} \)
Теперь перемножим полученные выражения:
\( \frac{m^{3/2} + n^{3/2}}{m^{1/2}} \cdot \frac{m - m^{1/2}n^{1/2} + n}{m^{1/2}(m^{1/2} - n^{1/2})} \)
Воспользуемся формулой суммы кубов: \( a^3 + b^3 = (a+b)(a^2 - ab + b^2) \). В нашем случае \( a = m^{1/2} \) и \( b = n^{1/2} \).
\( m^{3/2} + n^{3/2} = (m^{1/2})^3 + (n^{1/2})^3 = (m^{1/2} + n^{1/2})((m^{1/2})^2 - m^{1/2}n^{1/2} + (n^{1/2})^2) = (m^{1/2} + n^{1/2})(m - m^{1/2}n^{1/2} + n) \)
Подставляем обратно:
\( \frac{(m^{1/2} + n^{1/2})(m - m^{1/2}n^{1/2} + n)}{m^{1/2}} \cdot \frac{m - m^{1/2}n^{1/2} + n}{m^{1/2}(m^{1/2} - n^{1/2})} \)
Упрощаем:
\( \frac{(m^{1/2} + n^{1/2})(m - m^{1/2}n^{1/2} + n)^2}{m(m^{1/2} - n^{1/2})} \)
Примечание: Возможно, в условии задания есть опечатка, так как при упрощении получается довольно громоздкое выражение. Если бы второе слагаемое во второй скобке было \( \frac{n^{1/2}}{m^{1/2}} \) вместо \( \frac{n^{1/2}}{m^{1/2} - n^{1/2}} \), то результат был бы проще.
Условие задания 3 не полностью видно на изображении. Необходимо полное условие для доказательства.