Перейти к содержанию

Выражения — Объединение, деление и разделение дробей

Начало урока

Выражения: объединение, деление и разделение дробей

Освой все операции с дробями, которые проверяются в разделе математики SAT

SAT Алгебра • Рациональные выражения • Все уровни сложности

1. Основы алгебраических дробей

Что такое алгебраическая дробь?

Алгебраическая дробь (также называемая рациональным выражением) — это дробь, содержащая переменные в числителе, знаменателе или в обоих.

Структура:

$$\frac{a}{b} = a \div b$$
  • Числитель $a$ — верхнее выражение
  • Знаменатель $b$ — нижнее выражение
  • Правило: $b \neq 0$ всегда!

Примеры алгебраических дробей:

$\dfrac{x}{3}$Переменная только в числителе
$\dfrac{2x+1}{5}$Выражение в числителе
$\dfrac{x^2-1}{x+3}$Переменные в обоих

Ограничения области определения

Важное правило: Любое значение, при котором знаменатель равен нулю, должно быть исключено из области определения. Всегда определяй ограничения до упрощения.
ВыражениеОграничениеПочему?
$\dfrac{5}{x-3}$$x \neq 3$$x-3=0 \Rightarrow x=3$
$\dfrac{1}{x^2-4}$$x \neq \pm 2$$(x-2)(x+2)=0$
$\dfrac{x}{2x+1}$$x \neq -\frac{1}{2}$$2x+1=0$

Равносильные дроби

Умножь или раздели числитель и знаменатель на одно и то же ненулевое выражение:

$$\frac{a}{b} = \frac{a \cdot c}{b \cdot c} \quad (c \neq 0)$$

Пример: $\dfrac{3}{x} = \dfrac{3 \cdot x}{x \cdot x} = \dfrac{3x}{x^2}$

2. Объединение дробей — сложение и вычитание

2A. Одинаковый знаменатель (простой случай)

Правило:
$$\frac{a}{c} + \frac{b}{c} = \frac{a+b}{c} \qquad \frac{a}{c} - \frac{b}{c} = \frac{a-b}{c}$$

Знаменатель остаётся прежним. Складывай или вычитай числители.

Пример 1: $\dfrac{3}{x} + \dfrac{5}{x} = \dfrac{3+5}{x} = \dfrac{8}{x}$

Пример 2: $\dfrac{2x}{x+1} + \dfrac{3}{x+1} = \dfrac{2x+3}{x+1}$

Осторожно при вычитании!

Распредели минус на ВСЕ слагаемые второго числителя:

$$\frac{5x-2}{x^2} - \frac{3x+1}{x^2} = \frac{(5x-2)-(3x+1)}{x^2}$$ $$= \frac{5x-2-3x-1}{x^2} = \frac{2x-3}{x^2}$$

Типичная ловушка: написать $-3x+1$ вместо $-3x-1$

2B. Разные знаменатели — нахождение НОЗ

НОЗ (Наименьший Общий Знаменатель) — это наименьшее выражение, которое делится на ВСЕ знаменатели.

Шаги: ① Разложи каждый знаменатель на множители → ② Включи каждый множитель в наибольшей степени → ③ Перемножь их

НОЗ для чисел

$\dfrac{x}{4} + \dfrac{x}{6}$

НОК чисел 4 и 6:

  • $4 = 2^2$
  • $6 = 2 \cdot 3$
  • НОЗ $= 2^2 \cdot 3 = 12$

$= \dfrac{3x}{12} + \dfrac{2x}{12} = \dfrac{5x}{12}$

НОЗ для переменных

$\dfrac{3}{x} + \dfrac{5}{x^2}$

Знаменатели: $x$ и $x^2$

  • Наибольшая степень $x$ — это $x^2$
  • НОЗ $= x^2$

$= \dfrac{3x}{x^2} + \dfrac{5}{x^2} = \dfrac{3x+5}{x^2}$

НОЗ для двучленов

$\dfrac{1}{x+1} + \dfrac{2}{x-1}$

Общих множителей нет:

  • НОЗ $= (x+1)(x-1)$

$= \dfrac{x-1}{(x+1)(x-1)} + \dfrac{2(x+1)}{(x+1)(x-1)}$

$= \dfrac{x-1+2x+2}{(x+1)(x-1)} = \dfrac{3x+1}{x^2-1}$

НОЗ, когда нужно разложение на множители

$\dfrac{1}{x^2-4} + \dfrac{1}{x+2}$

Шаг 1: Разложи: $x^2-4 = (x+2)(x-2)$

Шаг 2: НОЗ $= (x+2)(x-2)$

Шаг 3: Приведи к общему знаменателю:

$$= \frac{1}{(x+2)(x-2)} + \frac{(x-2)}{(x+2)(x-2)}$$

Шаг 4: Объедини:

$$= \frac{1 + x - 2}{(x+2)(x-2)} = \frac{x-1}{x^2-4}$$
Сложный пример с тремя слагаемыми

$\dfrac{3}{x-2} - \dfrac{2}{x+3} + \dfrac{1}{(x-2)(x+3)}$

НОЗ $= (x-2)(x+3)$

$$= \frac{3(x+3) - 2(x-2) + 1}{(x-2)(x+3)}$$ $$= \frac{3x+9 - 2x+4 + 1}{(x-2)(x+3)}$$ $$= \frac{x+14}{(x-2)(x+3)}$$

Блок-схема выбора НОЗ

Интерактивная визуализация — доступна в полном уроке
Сложение целого числа и дроби

Преобразуй целое число в дробь с тем же знаменателем:

$$3 + \frac{2}{x} = \frac{3x}{x} + \frac{2}{x} = \frac{3x+2}{x}$$
Вычитание из целого числа
$$5 - \frac{3}{x+1} = \frac{5(x+1)}{x+1} - \frac{3}{x+1} = \frac{5x+5-3}{x+1} = \frac{5x+2}{x+1}$$

Продолжите этот урок на YourAIZone

В полном уроке — объяснение целиком, разобранные примеры, частые ошибки, тесты с мгновенной проверкой и ИИ-репетитор. Начните сразу как гость или создайте аккаунт, чтобы сохранять прогресс.

В полном уроке

  • Объяснение целиком
  • Разобранные примеры
  • Частые ошибки и как их избежать
  • Тестовые вопросы: 177
  • ИИ-репетитор, который отвечает на вопросы по теме
  • Отслеживание прогресса для ученика, родителей и учителя