内容正文:
专题1.5 分式全章知识典例详解
【人教版】
知识点1 分式
1.分式的概念
(1)分式的定义:
一般地,如果A,B表示两个整式,并且B中含有字母,那么式子叫做分式.分式中,A叫做分子,B叫做分母.
(2)一个式子是分式需满足的三个条件:
①是形如的式子;
②A,B为整式;
③分母B中含有字母.三个条件缺一不可.
【注意】
(1)分式的概念可类比分数得出,分式的形式和分数类似,分数的分子与分母都是整数,而分式的分子与分母都是整式,并且分母中含有字母,这也是分式的一个重要标志.
(2)分式的分数线相当于除号,同时也有括号的作用.例如也可以表示为(a-1)÷(a+1),但(a-1)÷(a+1)不是分式,因为它不符合的形式.
2.分式有意义、无意义的条件
(1)分式有意义的条件:分式的分母不等于0.
(2)分式无意义的条件:分式的分母等于0.
【注意】
(1)分式有无意义与分母有关,与分子无关.
(2)分式中分母是含字母的式子,它的值随着字母取值的不同而变化,当字母的取值使分母等于0时,分式就没有意义了.
3.分式的值为0的条件
分式的值为0的条件:当分式的分子等于0且__________不等于0时,分式的值为0.
分式的值是在分式有意义的前提下才可考虑的,所以使分式的值为0的条件是A=0且B≠0,两者缺一不可.
【拓展】对于分式,
(1)
若的值为正数,则或;
(2)
若的值为负数,则或;
(3)
若的值为1,则A=B且B≠0;
(4)若的值为-1,则A+B=0且B≠0.
4.分式的基本性质
(1)分式的基本性质:分式的分子与分母乘(或除以)同一个不等于0的整式,分式的值不变.
用式子表示为:=(C≠0),其中A,B,C是整式.
分式的基本性质是分式变形的理论依据.
【注意】
①基本性质中的A,B,C表示的都是整式,其中B≠0是已知条件中隐含着的条件,一般在解题过程中不另强调;C≠0是在解题过程中另外附加的条件,在运用分式的基本性质时,必须重点强调C≠0这个前提条件.
②应用分式的基本性质时,要深刻理解“同”的含义:一是要同时做“乘法”或“除法”运算(不是做“加法”或“减法”运算);二是“乘”(或“除以”)的对象必须是同一个不等于0的整式.
③若分式的分子或分母是多项式,运用分式的基本性质时,要先用括号把分子或分母括上,再乘或除以同一个整式C.
(2)分式的符号法则:分式的分子、分母与分式本身的符号,同时改变其中两个,分式的值不变.
用式子表示为:
或
5.约分、最简分式
(1)约分:根据分式的基本性质,把一个分式的分子与分母的公因式约去,叫做分式的约分.
(1)最简分式:分子与分母没有公因式的分式叫做最简分式.
【归纳】
(1)约分的依据是分式的基本性质:,其中A,B,C都是整式.
(2)约分的关键是找出分式中分子和分母的公因式.
(3)约分时需注意分式的分子、分母都是乘积形式时才能进行约分;分子、分母是多项式时,通常先将分子、分母分解因式,再约分.
(4)约分的结果是整式或最简分式.
(5)分式的约分是恒等变形,约分前后分式的值不变.
6.通分
通分:根据分式的基本性质,把几个异分母的分式分别化成与原来的分式相等的同分母的分式,叫做分式的通分.
约分与通分的联系与区别:
(1)约分与通分恰好是相反的两种变形,约分与通分都是根据分式的基本性质对分式进行恒等变形,即每个分式变形之后都不改变原分式的值.
(2)约分是对一个分式而言,而通分则是针对多个分式而言.
(3)约分是将一个分式化简,通分则可能将一个分式化繁,使异分母分式化为同分母分式.
最简公分母:几个分式通分时,通常取各分母的所有因式的最高次幂的积作为公分母,这样的分母叫做最简公分母.
【注意】
(1)通分的关键是确定几个分式的最简公分母.
(2)分式的通分是恒等变形,通分前后分式的值不变.
确定最简公分母的方法:
(1)当各分母都是单项式时,取各分母系数的最小公倍数与相同字母的最高次幂的乘积,凡单独出现的字母,连同它的指数作为最简公分母的一个因式;
(2)当各分母都是多项式时,要先把它们分解因式,再按照各分母都是单项式求最简公分母的方法来确定.
通分的步骤:
(1)求各分式的最简公分母;
(2)用这个最简公分母除以分式的分母;
(3)用所得的商去乘原各分式的分子、分母.
【典例1】下列各式,,,,,,,中,分式共有( )个.
A.5 B.6 C.7 D.8
【分析】根据分式的定义,形如,B中含有字母且B≠0,判断即可.
【解答】解:在,,,,,,,中,
分式有,,,,,共6个,
故选:B.
【典例2】下列分式中,不论x取何值,一定有意义的是( )
A. B. C. D.
【分析】根据分式有意义的条件是分母不等于零列出不等式,可得答案.
【解答】解:A、当x+1=0即x=﹣1时,该分式无意义,不符合题意;
B、当x=0时,该分式无意义,不符合题意;
C、当x2﹣1=0即x=±1时,该分式无意义,不符合题意;
D、∵x2+1>1,
∴不论x取何值,该分式都有意义,符合题意.
故选:D.
【典例3】若分式有意义,则x的值为( )
A.x≠±3 B.x≠﹣3 C.x≠3 D.x≥﹣3且x≠3
【分析】根据分母不为零的条件是解题的关键.
【解答】解:由题可知,
|x|﹣3≠0,
解得x≠±3.
故选:A.
【典例4】若分式的值为0,则x的值为( )
A.±2 B.0或2 C.0 D.﹣2
【分析】根据分式值为零的条件是分子为零,分母不为零进行求解即可.
【解答】解:∵分式的值为0,
∴,
解得x=0,
故选:C.
【典例5】如果分式中的x,y都扩大为原来的2倍,那么分式的值( )
A.扩大为原来的2倍 B.扩大为原来的4倍
C.不变 D.不能确定
【分析】根据题意列出分式,然后化简,与原来的分式比较即可得出答案.
【解答】解:,
所以将分式中的x,y都扩大为原来的2倍,则分式的值扩大为原来的2倍,
故选:A.
【典例6】已知,则的值是( )
A. B. C. D.
【分析】由得,x,代入所求的式子化简即可.
【解答】解:由得,x,
∴.
故选:C.
【典例7】下列各式中,正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据等式的性质即可一一判断.
【解答】解:A、,故本选项不符合题意;
B、,故本选项不符合题意;
C、,故本选项符合题意;
D、,故本选项不符合题意;
故选:C.
【典例8】计算.
(1)约分:;
(2)通分:,.
【分析】(1)分别把分子和分母分解因式,然后约去公因式即可得到答案;
(2)先把两个分式的分母分解因式,再找到两个分式的公分母,再进行通分即可.
【解答】解:(1)
;
(2)∵,,
∴,
,
知识点2 分式的运算
1.分式的乘除
(1)分式的乘法法则:分式乘分式,用分子的积作为积的分子,分母的积作为积的分母.
(2)分式的除法法则:分式除以分式,把除式的分子、分母颠倒位置后,与被除式相乘.
用式子表示为
【归纳】分式的乘法与分数的乘法类似,可类比分数的乘法学习.
(1)分式与分式相乘时,①若分子、分母是单项式,可先将分子、分母分别相乘,然后约去公因式,化为最简分式;②若分子、分母是多项式,先分解因式,看能否约分,然后再相乘.
(2)当整式与分式相乘时,要把整式(看作是分母为1的式子)与分式的分子相乘作为积的分子,分式的分母作为积的分母.当整式是多项式时,同样要先分解因式,看能否约分,然后再相乘.
(3)分式除以分式,可以先确定商的符号,再转化为分式的乘法.也可先转化为分式的乘法后,再确定符号,这与实数的除法运算法则是一致的.当除式(或被除式)是整式时,可以看作是分母是“1”的式子,然后依照分式除法法则计算.
(4)分式的乘除运算结果要通过约分化为最简分式(分式的分子、分母没有公因式)或整式的形式.
(5)分式的乘除混合运算,如果没有其他附加条件(如括号等),则应按照由左到右的顺序进行计算.
2.分式的乘方
分式乘方的法则:分式乘方要把分子、分母分别乘方.
【注意】
(1)进行分式的乘方运算时,一定要把分子、分母分别乘方,不要把写成.
(2)分式乘方时,先确定乘方结果的符号,它和实数乘方确定符号的方法相同:正数的任何次方都是正数;负数的偶次方为正数,负数的奇次方为负数.
(3)分式乘方时,应把分子、分母分别看作一个整体.
3.分式的加减
(1)同分母分式相加减法则:同分母分式相加减,分母不变,把分子相加减.
用式子表示为.
(2)异分母分式相加减法则:异分母分式相加减,先通分,变为同分母的分式,再加减.
用式子表示为.
【注意】
(1)分式加减运算的结果要化成最简分式或整式.
(2)同分母分式相加减时要注意:“把分子相加减”就是把各个分式的分子“整体”相加减,“分母不支”就是加减后所得分母是原分式中的分母.
(3)异分母分式相加减的一般步骤:
①通分:将异分母分式转化成同分母分式;
②加减:写成分母不变,分子相加减的形式;
③合并:分子去括号,合并同类项;
④约分:分子、分母约分,将结果化成最简分式或整式.因此,异分母分式加减运算的关键是通分.
4.分式的混合运算
(1)分式的混合运算,关键是弄清运算顺序,与分数的加、减、乘、除及乘方的混合运算一样,先算乘方,再算乘除,最后算加减,有括号要先算括号里面的,在运算过程中要注意正确地运用运算法则,灵活地运用运算律,使运算尽量简便.
(2)分式的混合运算中要注意各分式中分子、分母符号的处理,结果中分子或分母的系数是负数时,要把“-”号提到分式的前边.
5.整数指数幂与科学记数法
(1)整数指数幂:
若m,n为正整数,a≠0,则.
又因为,所以.
一般地,当n是正整数时,,这就是说,是的倒数.
整数指数幂的运算性质
①;②;③;
④;⑤.
上述式子中,m,n均为任意整数.
(2)科学记数法
用科学记数法表示小于1的正数时,可表示为a×10-n的形式,其中n为原数左起第1个不为0的数字前面所有0的个数(包括小数点前的那个0),1≤a<10.
【典例1】2024年9月9日,工业和信息化部宣布中国首台氟化氩光刻机,实现套刻≤8nm技术,标志着我国在高端芯片制造领域取得了关键性进展.已知8纳米=0.000000008米,0.000000008用科学记数法可表示为( )
A.8×109 B.8×10﹣9 C.8×1010 D.8×10﹣10
【分析】科学记数法的表示形式为a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数.确定n的值时,要看把原数变成a时,小数点移动了多少位,n的绝对值与小数点移动的位数相同.当原数绝对值≥10时,n是正数;当原数的绝对值<1时,n是负数.
【解答】解:0.000000008=8×10﹣9.
故选:B.
【典例2】若,则它们的大小关系是( )
A.b<a<d<c B.a<b<c<d C.b<a<c<d D.c<a<d<b
【分析】先将各选项进行化简再进行比较即可.
【解答】解:∵,b=﹣32=﹣9,,,
∴它们的大小关系是:b<a<d<c,
故选:A.
【典例3】计算;
(1);
(2);
(3);
(4);
(5).
【分析】(1)先算乘方,再进行约分即可;
(2)先算乘方,同时把除法变成乘法,再进行约分即可;
(3)先算乘方,同时把除法变成乘法,再进行约分即可;
(4)先分解因式,同时把除法变成乘法,再进行约分即可;
(5)先分解因式,同时把除法变成乘法,再进行约分即可.
【解答】解:(1)原式•()•
;
(2)原式=4x2y•
=y3;
(3)原式•
;
(4)原式••
;
(5)原式••
.
【典例4】计算:
(1);
(2).
【分析】(1)、(2)先通分,再把分子相加减即可.
【解答】解:(1)原式
;
(2)原式
.
【典例5】计算化简
①;
②;
③;
④.
【分析】①原式利用积的乘方及幂的乘方运算法则计算,再利用单项式乘除单项式法则计算即可得到结果;
②原式通分并利用同分母分式的减法法则计算,即可得到结果;
③原式通分并利用同分母分式的减法法则计算即可得到结果;
④原式括号中两项通分并利用同分母分式的加法法则计算,同时利用除法法则变形,约分即可得到结果.
【解答】解:①原式••;
②原式;
③原式;
④原式•(m+1)(m﹣1)=m2+1.
【典例6】已知分式A=(a+1).
(1)化简这个分式;
(2)把分式A化简结果的分子与分母同时加上3后得到分式B,问:当a>2时,分式B的值较原来分式A的值是变大了还是变小了?试说明理由.
(3)若A的值是整数,且a也为整数,求出所有符合条件a的值.
【分析】(1)根据分式的混合运算顺序进行计算即可;
(2)把分式化简后分子分母同时加上3得分式B,再根据求差法进行大小比较即可;
(3)根据(1)的化简结果,分情况计算出a和A都是整数即可.
【解答】解:(1)A
.
(2)∵A,A化简结果的分子与分母同时加上3后得到分式B,
∴B,
∴A﹣B
.
∵a>2,
∴A﹣B>0,
∴A>B.
答:分式B的值较原来分式A的值是变小了.
(3)A1,是整数,a也是整数,
所以a﹣2是4的因数,
所以a﹣2=±1,±2,±4,
∴a=3,1,4,0,6,﹣2.
因为a=1,不符合题意,
所以所有符合条件的a的值为0、3、4、6、﹣2.
【典例7】先化简,然后从﹣1,0,1,2中选一个合适的数作为a的值代入求值.
【分析】先按照分式的混合运算对式子进行化简,再求分式有意义时a的取值,代入求值即可.
【解答】解:原式
;
∵要使分式要有意义,则a﹣2≠0,a≠0,a2﹣4a+4≠0,
∴a≠0,a≠2,
当a=1时,原式;
(当a=﹣1时,原式也正确).
知识点3 分式方程
1.分式方程的定义
分母中含未知数的方程叫做分式方程.
【归纳】
(1)分式方程的重要特征:①含有分母;②分母中含有未知数;③是方程.
(2)方程的分母中是否含有未知数是分式方程与整式方程的根本区别.
(3)分母中含有字母的方程未必是分式方程.
2.分式方程的解法
(1)解分式方程的基本思想:
把分式方程转化为整式方程,解这个整式方程,然后验根,从而确定分式方程的解.
(2)解分式方程的一般方法和步骤:
①去分母:方程两边同乘最简公分母,把分式方程化为整式方程;
②解整式方程:去括号、移项、合并同类项等等;
③检验:将整式方程的解代入最简公分母,如果最简公分母的值不为0,则整式方程的解是原分式方程的解;否则,这个解不是原分式方程的解.
简称为一化,二解,三检验.
(3)解分式方程产生不适合原方程解的原因:
在将分式方程化为整式方程时,未知数的取值范围被增大了,对于整式方程来说,求出的解成立,而对于原分式方程来说,当分母为零时,分式无意义,所以这个解不是原分式方程的解,即原分式方程无解.
3.分式方程的应用
分式方程的应用基本思路和方法:
一审:审清题意,弄清已知量和未知量;
二找:找出等量关系;
三设:设未知数;
四列:列出分式方程;
五解:解这个方程;
六验:检验,既要检验所求得的解是不是所列分式方程的解,又要检验所求得的解是否符合实际问题的要求;
七答:写出答案.
在上述过程中,关键步骤是根据题意寻找“等量关系”,进而列出分式方程,求解时注意必须检验求出的值是不是所列分式方程的解,且是否符合实际意义.
【典例1】下列关于x的方程中(1);(2);(3);(4);(5),其中是分式方程的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】根据分式方程的定义逐个分析判断即可.
【解答】解:(1)关于x的方程分母中含有未知数,(1)是分式方程;
(2)关于x的方程分母中不含有未知数,(2)不是分式方程;
(3)关于x的方程分母b是常数,分母中不含有未知数,(3)不是分式方程;
(4)关于x的方程分母a是常数,分母中不含有未知数,(4)不是分式方程;
(5)关于x的方程分母中π是常数,不含有未知数,(5)不是分式方程.
综上所述:是分式方程的有1个.
故选:A.
【典例2】已知关于x的分式方程的解是非负数,则m的取值范围是( )
A.m>5 B.m≥5 C.m≥5且m≠6 D.m>5且m≠6
【分析】分式方程去分母转化为整式方程,由分式方程的解是非负数,确定出m的范围即可.
【解答】解:分式方程去分母得:m﹣6=x﹣1,
解得:x=m﹣5,
由分式方程的解是非负数,得到m﹣5≥0,且m﹣5≠1,
解得:m≥5且m≠6,
故选:C.
【典例3】关于x的方程有整数解,则满足条件的整数m的值有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】去分母,整理的(m﹣2)x=﹣2,根据关于x的方程有整数解,得x,且x≠2,进一步可得m﹣2=﹣1或m﹣2=±2,分别列方程即可.
【解答】解:去分母,得mx﹣1﹣1=2(x﹣2),
整理,得(m﹣2)x=﹣2,
∵关于x的方程有整数解,
∴x,且x≠2,
∴m﹣2=±1或m﹣2=±2,
∵x≠2,
∴m﹣2≠﹣1,
解得m=3或m=4或m=0,
∴满足条件的整数m有3个,
故选:C.
【典例4】对于关于x的分式方程,以下说法错误的是( )
A.分式方程的增根是x=0或x=3
B.若分式方程有增根,则
C.若分式方程无解,则或
D.分式方程的增根是x=3
【分析】分式方程的增根是化为整式方程后产生的不适合分式方程的根,让最简公分母为0即可得到增根,未知数系数为0也使分式方程无解,由此解答即可.
【解答】解:,
方程两边同乘x(x﹣3),得(2m+x)x﹣x(x﹣3)=2(x﹣3),
即(2m+1)x=﹣6,
若分式方程有增根,则x=0或x﹣3=0,即x=0或x=3,
当x=0时,(2m+1)x=﹣6,无解;
当x=3时,6m+3=﹣6,解得m;
若分式方程无解,则2m+1=0,解得m;
所以A错误,B、C、D正确,
故选:A.
【典例5】某文化旅游节期间,几名同学包租一辆面包车前去游览,面包车的租金为180元,出发时又增加了两名同学,结果每个同学比原来少分摊了3元车费,设实际参加游览的同学共x人,则所列方程为( )
A. B.
C. D.
【分析】设实际参加游览的同学共x人,则原有的几名同学每人分担的车费为:元,出发时每名同学分担的车费为:,根据每个同学比原来少分摊了3元车费即可得到等量关系.
【解答】解:设实际参加游览的同学共x人,
根据题意可得:,
故选:A.
【典例6】某工程队在环山路改造一条长3500米的人行道,为尽量减少施工对交通造成的影响,施工时“×××”,设实际每天改造人行道x米,则可得方程,根据已有信息,题中用“×××”表示的缺失的条件应补充为( )
A.每天比原计划多铺设15米,结果提前8天完成
B.每天比原计划少铺设15米,结果延迟8天完成
C.每天比原计划多铺设15米.结果延迟8天完成
D.每天比原计划少铺设15米,结果提前8天完成
【分析】根据题意和题目中的方程,可以写出“×××”表示的缺失的条件.
【解答】解:设实际每天改造人行道x米,则可得方程,
∴根据已有信息,题中用“×××”表示的缺失的条件应补充“每天比原计划多铺设15米,结果提前8天完成”,
故选:A.
【典例7】某化工厂用A,B两种型号的机器人搬运化工原料,已知每个A型机器人比每个B型机器人每小时多搬运30kg,每个A型机器人搬运900kg所用的时间与每个B型机器人搬运600kg所用的时间相等.
(1)求A,B两种机器人每个每小时分别搬运多少化工原料?
(2)某化工厂有4500kg化工原料需要搬运,要求搬运所有化工原料的时间不超过5小时,现计划先由8个A型机器人搬运2小时,再增加若干个B型机器人一起搬运,问至少增加多少个B型机器人才能按要求完成任务?
【分析】(1)设B型机器人每个每小时搬运xkg原料,则A型机器人每个每小时搬运(x+30)kg原料,由题意:每个A型机器人搬运900kg所用的时间与每个B型机器人搬运600kg所用的时间相等,列出分式方程,解此方程即可求解;
(2)设增加y个B型机器人,根据题意:先由8个A型机器人搬运2小时,再增加若干个B型机器人一起搬运,共需要搬运4500kg化工原料,且所用时间不超过5小时,列出一元一次不等式,解不等式取最小整数值即可.
【解答】解:(1)设每个B型机器人每小时搬运xkg原料,则每个A型机器人每小时搬运(x+30)kg原料,
根据题意,得:,
解得:x=60,
经检验,x=60是所列方程的解且符合题意;
则每个A型机器人每小时搬运原料为:x+30=90;
因此,每个A型机器人每小时搬运90kg原料,每个B型机器人每小时搬运60kg原料.
(2)设增加y个B型机器人,
依题意,得:8×90×5+60(5﹣2)y≥4500,
解得:y≥5,
∵y为正整数,
∴y的最小值为5.
因此,至少要增加5个B型机器人.
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专题1.5 分式全章知识典例详解
【人教版】
知识点1 分式
1.分式的概念
(1)分式的定义:
一般地,如果A,B表示两个整式,并且B中含有字母,那么式子叫做分式.分式中,A叫做分子,B叫做分母.
(2)一个式子是分式需满足的三个条件:
①是形如的式子;
②A,B为整式;
③分母B中含有字母.三个条件缺一不可.
【注意】
(1)分式的概念可类比分数得出,分式的形式和分数类似,分数的分子与分母都是整数,而分式的分子与分母都是整式,并且分母中含有字母,这也是分式的一个重要标志.
(2)分式的分数线相当于除号,同时也有括号的作用.例如也可以表示为(a-1)÷(a+1),但(a-1)÷(a+1)不是分式,因为它不符合的形式.
2.分式有意义、无意义的条件
(1)分式有意义的条件:分式的分母不等于0.
(2)分式无意义的条件:分式的分母等于0.
【注意】
(1)分式有无意义与分母有关,与分子无关.
(2)分式中分母是含字母的式子,它的值随着字母取值的不同而变化,当字母的取值使分母等于0时,分式就没有意义了.
3.分式的值为0的条件
分式的值为0的条件:当分式的分子等于0且__________不等于0时,分式的值为0.
分式的值是在分式有意义的前提下才可考虑的,所以使分式的值为0的条件是A=0且B≠0,两者缺一不可.
【拓展】对于分式,
(1)
若的值为正数,则或;
(2)
若的值为负数,则或;
(3)
若的值为1,则A=B且B≠0;
(4)若的值为-1,则A+B=0且B≠0.
4.分式的基本性质
(1)分式的基本性质:分式的分子与分母乘(或除以)同一个不等于0的整式,分式的值不变.
用式子表示为:=(C≠0),其中A,B,C是整式.
分式的基本性质是分式变形的理论依据.
【注意】
①基本性质中的A,B,C表示的都是整式,其中B≠0是已知条件中隐含着的条件,一般在解题过程中不另强调;C≠0是在解题过程中另外附加的条件,在运用分式的基本性质时,必须重点强调C≠0这个前提条件.
②应用分式的基本性质时,要深刻理解“同”的含义:一是要同时做“乘法”或“除法”运算(不是做“加法”或“减法”运算);二是“乘”(或“除以”)的对象必须是同一个不等于0的整式.
③若分式的分子或分母是多项式,运用分式的基本性质时,要先用括号把分子或分母括上,再乘或除以同一个整式C.
(2)分式的符号法则:分式的分子、分母与分式本身的符号,同时改变其中两个,分式的值不变.
用式子表示为:
或
5.约分、最简分式
(1)约分:根据分式的基本性质,把一个分式的分子与分母的公因式约去,叫做分式的约分.
(1)最简分式:分子与分母没有公因式的分式叫做最简分式.
【归纳】
(1)约分的依据是分式的基本性质:,其中A,B,C都是整式.
(2)约分的关键是找出分式中分子和分母的公因式.
(3)约分时需注意分式的分子、分母都是乘积形式时才能进行约分;分子、分母是多项式时,通常先将分子、分母分解因式,再约分.
(4)约分的结果是整式或最简分式.
(5)分式的约分是恒等变形,约分前后分式的值不变.
6.通分
通分:根据分式的基本性质,把几个异分母的分式分别化成与原来的分式相等的同分母的分式,叫做分式的通分.
约分与通分的联系与区别:
(1)约分与通分恰好是相反的两种变形,约分与通分都是根据分式的基本性质对分式进行恒等变形,即每个分式变形之后都不改变原分式的值.
(2)约分是对一个分式而言,而通分则是针对多个分式而言.
(3)约分是将一个分式化简,通分则可能将一个分式化繁,使异分母分式化为同分母分式.
最简公分母:几个分式通分时,通常取各分母的所有因式的最高次幂的积作为公分母,这样的分母叫做最简公分母.
【注意】
(1)通分的关键是确定几个分式的最简公分母.
(2)分式的通分是恒等变形,通分前后分式的值不变.
确定最简公分母的方法:
(1)当各分母都是单项式时,取各分母系数的最小公倍数与相同字母的最高次幂的乘积,凡单独出现的字母,连同它的指数作为最简公分母的一个因式;
(2)当各分母都是多项式时,要先把它们分解因式,再按照各分母都是单项式求最简公分母的方法来确定.
通分的步骤:
(1)求各分式的最简公分母;
(2)用这个最简公分母除以分式的分母;
(3)用所得的商去乘原各分式的分子、分母.
【典例1】下列各式,,,,,,,中,分式共有( )个.
A.5 B.6 C.7 D.8
【典例2】下列分式中,不论x取何值,一定有意义的是( )
A. B. C. D.
【典例3】若分式有意义,则x的值为( )
A.x≠±3 B.x≠﹣3 C.x≠3 D.x≥﹣3且x≠3
【典例4】若分式的值为0,则x的值为( )
A.±2 B.0或2 C.0 D.﹣2
【典例5】如果分式中的x,y都扩大为原来的2倍,那么分式的值( )
A.扩大为原来的2倍 B.扩大为原来的4倍
C.不变 D.不能确定
【典例6】已知,则的值是( )
A. B. C. D.
【典例7】下列各式中,正确的是( )
A. B.
C. D.
【典例8】计算.
(1)约分:;
(2)通分:,.
知识点2 分式的运算
1.分式的乘除
(1)分式的乘法法则:分式乘分式,用分子的积作为积的分子,分母的积作为积的分母.
(2)分式的除法法则:分式除以分式,把除式的分子、分母颠倒位置后,与被除式相乘.
用式子表示为
【归纳】分式的乘法与分数的乘法类似,可类比分数的乘法学习.
(1)分式与分式相乘时,①若分子、分母是单项式,可先将分子、分母分别相乘,然后约去公因式,化为最简分式;②若分子、分母是多项式,先分解因式,看能否约分,然后再相乘.
(2)当整式与分式相乘时,要把整式(看作是分母为1的式子)与分式的分子相乘作为积的分子,分式的分母作为积的分母.当整式是多项式时,同样要先分解因式,看能否约分,然后再相乘.
(3)分式除以分式,可以先确定商的符号,再转化为分式的乘法.也可先转化为分式的乘法后,再确定符号,这与实数的除法运算法则是一致的.当除式(或被除式)是整式时,可以看作是分母是“1”的式子,然后依照分式除法法则计算.
(4)分式的乘除运算结果要通过约分化为最简分式(分式的分子、分母没有公因式)或整式的形式.
(5)分式的乘除混合运算,如果没有其他附加条件(如括号等),则应按照由左到右的顺序进行计算.
2.分式的乘方
分式乘方的法则:分式乘方要把分子、分母分别乘方.
【注意】
(1)进行分式的乘方运算时,一定要把分子、分母分别乘方,不要把写成.
(2)分式乘方时,先确定乘方结果的符号,它和实数乘方确定符号的方法相同:正数的任何次方都是正数;负数的偶次方为正数,负数的奇次方为负数.
(3)分式乘方时,应把分子、分母分别看作一个整体.
3.分式的加减
(1)同分母分式相加减法则:同分母分式相加减,分母不变,把分子相加减.
用式子表示为.
(2)异分母分式相加减法则:异分母分式相加减,先通分,变为同分母的分式,再加减.
用式子表示为.
【注意】
(1)分式加减运算的结果要化成最简分式或整式.
(2)同分母分式相加减时要注意:“把分子相加减”就是把各个分式的分子“整体”相加减,“分母不支”就是加减后所得分母是原分式中的分母.
(3)异分母分式相加减的一般步骤:
①通分:将异分母分式转化成同分母分式;
②加减:写成分母不变,分子相加减的形式;
③合并:分子去括号,合并同类项;
④约分:分子、分母约分,将结果化成最简分式或整式.因此,异分母分式加减运算的关键是通分.
4.分式的混合运算
(1)分式的混合运算,关键是弄清运算顺序,与分数的加、减、乘、除及乘方的混合运算一样,先算乘方,再算乘除,最后算加减,有括号要先算括号里面的,在运算过程中要注意正确地运用运算法则,灵活地运用运算律,使运算尽量简便.
(2)分式的混合运算中要注意各分式中分子、分母符号的处理,结果中分子或分母的系数是负数时,要把“-”号提到分式的前边.
5.整数指数幂与科学记数法
(1)整数指数幂:
若m,n为正整数,a≠0,则.
又因为,所以.
一般地,当n是正整数时,,这就是说,是的倒数.
整数指数幂的运算性质
①;②;③;
④;⑤.
上述式子中,m,n均为任意整数.
(2)科学记数法
用科学记数法表示小于1的正数时,可表示为a×10-n的形式,其中n为原数左起第1个不为0的数字前面所有0的个数(包括小数点前的那个0),1≤a<10.
【典例1】2024年9月9日,工业和信息化部宣布中国首台氟化氩光刻机,实现套刻≤8nm技术,标志着我国在高端芯片制造领域取得了关键性进展.已知8纳米=0.000000008米,0.000000008用科学记数法可表示为( )
A.8×109 B.8×10﹣9 C.8×1010 D.8×10﹣10
【典例2】若,则它们的大小关系是( )
A.b<a<d<c B.a<b<c<d C.b<a<c<d D.c<a<d<b
【典例3】计算;
(1);
(2);
(3);
(4);
(5).
【典例4】计算:
(1);
(2).
【典例5】计算化简
①;
②;
③;
④.
【典例6】已知分式A=(a+1).
(1)化简这个分式;
(2)把分式A化简结果的分子与分母同时加上3后得到分式B,问:当a>2时,分式B的值较原来分式A的值是变大了还是变小了?试说明理由.
(3)若A的值是整数,且a也为整数,求出所有符合条件a的值.
【典例7】先化简,然后从﹣1,0,1,2中选一个合适的数作为a的值代入求值.
知识点3 分式方程
1.分式方程的定义
分母中含未知数的方程叫做分式方程.
【归纳】
(1)分式方程的重要特征:①含有分母;②分母中含有未知数;③是方程.
(2)方程的分母中是否含有未知数是分式方程与整式方程的根本区别.
(3)分母中含有字母的方程未必是分式方程.
2.分式方程的解法
(1)解分式方程的基本思想:
把分式方程转化为整式方程,解这个整式方程,然后验根,从而确定分式方程的解.
(2)解分式方程的一般方法和步骤:
①去分母:方程两边同乘最简公分母,把分式方程化为整式方程;
②解整式方程:去括号、移项、合并同类项等等;
③检验:将整式方程的解代入最简公分母,如果最简公分母的值不为0,则整式方程的解是原分式方程的解;否则,这个解不是原分式方程的解.
简称为一化,二解,三检验.
(3)解分式方程产生不适合原方程解的原因:
在将分式方程化为整式方程时,未知数的取值范围被增大了,对于整式方程来说,求出的解成立,而对于原分式方程来说,当分母为零时,分式无意义,所以这个解不是原分式方程的解,即原分式方程无解.
3.分式方程的应用
分式方程的应用基本思路和方法:
一审:审清题意,弄清已知量和未知量;
二找:找出等量关系;
三设:设未知数;
四列:列出分式方程;
五解:解这个方程;
六验:检验,既要检验所求得的解是不是所列分式方程的解,又要检验所求得的解是否符合实际问题的要求;
七答:写出答案.
在上述过程中,关键步骤是根据题意寻找“等量关系”,进而列出分式方程,求解时注意必须检验求出的值是不是所列分式方程的解,且是否符合实际意义.
【典例1】下列关于x的方程中(1);(2);(3);(4);(5),其中是分式方程的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【典例2】已知关于x的分式方程的解是非负数,则m的取值范围是( )
A.m>5 B.m≥5 C.m≥5且m≠6 D.m>5且m≠6
【典例3】关于x的方程有整数解,则满足条件的整数m的值有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【典例4】对于关于x的分式方程,以下说法错误的是( )
A.分式方程的增根是x=0或x=3
B.若分式方程有增根,则
C.若分式方程无解,则或
D.分式方程的增根是x=3
【典例5】某文化旅游节期间,几名同学包租一辆面包车前去游览,面包车的租金为180元,出发时又增加了两名同学,结果每个同学比原来少分摊了3元车费,设实际参加游览的同学共x人,则所列方程为( )
A. B.
C. D.
【典例6】某工程队在环山路改造一条长3500米的人行道,为尽量减少施工对交通造成的影响,施工时“×××”,设实际每天改造人行道x米,则可得方程,根据已有信息,题中用“×××”表示的缺失的条件应补充为( )
A.每天比原计划多铺设15米,结果提前8天完成
B.每天比原计划少铺设15米,结果延迟8天完成
C.每天比原计划多铺设15米.结果延迟8天完成
D.每天比原计划少铺设15米,结果提前8天完成
【典例7】某化工厂用A,B两种型号的机器人搬运化工原料,已知每个A型机器人比每个B型机器人每小时多搬运30kg,每个A型机器人搬运900kg所用的时间与每个B型机器人搬运600kg所用的时间相等.
(1)求A,B两种机器人每个每小时分别搬运多少化工原料?
(2)某化工厂有4500kg化工原料需要搬运,要求搬运所有化工原料的时间不超过5小时,现计划先由8个A型机器人搬运2小时,再增加若干个B型机器人一起搬运,问至少增加多少个B型机器人才能按要求完成任务?
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