内容正文:
18.1.2 分式的基本性质 知识清单
人教版(2024)八年级数学上册 第十八章 分式 18.1.2 分式的基本性质
知识地图
① 基本性质 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。
② 系数化整 分子、分母同乘各系数分母的最小公倍数,各项系数都化为整数。
③ 符号法则 分子、分母、分式本身的符号,改变其中任意两个,分式的值不变。
④ 约分 约去分子与分母的公因式,结果是最简分式或整式。
⑤ 最简分式 分子与分母没有公因式的分式,叫作最简分式。
⑥ 通分 把异分母分式化成同分母分式,关键是确定最简公分母。
一、学习目标与重难点
1. 学习目标
层次
具体要求
理解
理解分式的基本性质,知道它与分数基本性质的联系
掌握
会用分式的基本性质进行恒等变形(系数化整、变号)
掌握
会确定分子、分母的公因式,正确约分,理解最简分式
掌握
会确定最简公分母,正确通分
应用
能综合运用基本性质进行化简与求值
2. 本节重难点
重点:分式的基本性质,约分与通分。
难点:分子、分母是多项式时先分解因式再约分、通分;确定最简公分母;符号法则的灵活运用。
二、分式的基本性质(第 1 课时)
1. 类比分数的基本性质
分数的基本性质:分数的分子与分母乘(或除以)同一个不为 0 的数,分数的值不变。例如 = = 。把这里的“数”换成“整式”,就得到分式的基本性质。
2. 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。
= , = (C ≠ 0,A、B、C 都是整式)
如图 1,先用分数说明这个性质:同一块长方形,平均分成 3 份取 2 份是 ;把每份再平均分成 2 份,共 6 份取 4 份是 。涂色部分的面积始终没变,所以 = ;反过来把分子、分母同时除以 2,又能由 得到 。
图 1 分式的基本性质:分子、分母同乘(或同除以)同一个不等于 0 的整式,值不变
★ 注意三点:① 分子、分母必须乘(或除以)同一个整式;② 这个整式不能等于 0;③ 只能“同乘同除”,不能“同加同减”。
3. 例 1(教材 P140 例 1)说明变形的依据
例 1 下列等式从左到右是怎样运用分式的基本性质变形的?
(1) = (a ≠ 0); (2) = (n ≠ 0)。
解:(1) 分子、分母同除以 a(a ≠ 0),分式的值不变;
(2) 分子、分母同乘 n(n ≠ 0),分式的值不变。
★ 提醒:同乘(或同除以)的整式必须不等于 0,所以变形时要注明 a ≠ 0、n ≠ 0。
4. 例 2(教材 P141 例 2)填空
例 2 填空:
(1) = ; (2) = ;
(3) = ; (4) = 。
解:(1) 分母乘了 b,分子也乘 b,括号内填 ab + ;
(2) 分子 = (x − y)2,分母 = (x + y)(x − y),同除以 (x − y),括号内填 x − y;
(3) 分母乘了 (x + 1),分子也乘 (x + 1),括号内填 2x + 2;
(4) 分母除以 (x − 2),分子也除以 (x − 2),括号内填 − 2x。
★ 方法:看分母怎样变,想分子怎样变;看分子怎样变,想分母怎样变。
三、把分子、分母中各项系数化为整数
1. 方法
当分式的分子、分母中各项的系数是分数或小数时,可以依据分式的基本性质,把分子、分母同乘一个适当的数(各系数分母的最小公倍数),把各项系数都化为整数,分式的值不变。
★ 只把“系数”化成整数,字母和字母的指数都不变;同乘的数必须是非零数。
2. 例 3(教材 P141 例 3)
例 3 不改变分式的值,把下列分式的分子与分母中各项系数都化为整数:
(1) ; (2) 。
解:(1) 分子、分母中系数的小数位数最多是 1 位,同乘 10,得 ;
(2) 各系数分母 2、3 的最小公倍数是 6,分子、分母同乘 6,得 。
3. 例 4 巩固练习
例 4 不改变分式的值,把分式 的分子、分母中各项系数化为整数。
解:分子、分母中系数的小数位数最多是 2 位,同乘 100,得 。
四、分式的符号法则
1. 符号法则
分式的分子、分母与分式本身的符号,改变其中任何两个,分式的值不变。
= = − = −
如图 2,以 为例:把分子、分母同时变号,或把分子与分式本身同时变号,或把分母与分式本身同时变号,得到的分式都与原分式相等。
图 2 分式的符号法则:改变分子、分母、分式本身三个符号中的任意两个,值不变
★ 数一数分子、分母中“−”号的个数:奇数个时结果保留一个“−”号,偶数个时结果为正。通常把分子、分母的首项都化为正号。
2. 例 5 使分子、分母都不含“−”号
例 5 不改变分式的值,使下列分式的分子与分母都不含“−”号:
(1) ; (2) ; (3) ; (4) −。
解:(1) 只有分子含“−”,结果为负: = −;
(2) 只有分母含“−”,结果为负: = −;
(3) 分子、分母都含“−”,可同时去掉: = ;
(4) 分式本身与分母都含“−”,可同时去掉:− = 。
3. 例 6 巩固练习
例 6 不改变分式的值,把 的分子与分母都不含“−”号。
解:分母 −a − b = −(a + b),所以
= = − = 。
五、约分与最简分式(第 2 课时)
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,叫作分式的约分。
约分的依据是分式的基本性质:分子、分母同除以它们的公因式,分式的值不变。
2. 找公因式的方法
看什么
怎样取
系数
取分子、分母系数的最大公约数
相同的字母(或因式)
取相同字母(或因式)的最低次幂
分子或分母是多项式时,先把它分解因式,再找公因式。
3. 约分的步骤
步骤
做法
一找
先确定分子、分母的公因式
二约
依据分式的基本性质,分子、分母同除以公因式
三查
检查结果是不是最简分式或整式
4. 最简分式
分子与分母没有公因式的分式叫作最简分式。
约分时,一般要约去分子、分母所有的公因式,使结果成为最简分式或整式。
5. 例 7(教材 P142 例 1)
例 7 约分:
(1) ; (2) ; (3) 。
解:(1) 系数的最大公约数是 3,相同字母取最低次幂 a、b,公因式是 3ab,所以
= = 。
(2) − 4 = (x + 2)(x − 2), + 4x + 4 = (x + 2)2,公因式是 (x + 2),所以
= = 。
(3) 因为 (1 − m) = −(m − 1),先提出“−”号,再约去公因式 3ab(m − 1):
= − = −。
★ 提醒:分子、分母中有互为相反数的因式时,先提“−”号化成相同因式,再约分。
六、通分与最简公分母
1. 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,叫作分式的通分。
通分的依据也是分式的基本性质:分子、分母同乘一个适当的整式。
2. 最简公分母
一般取各分母的所有因式的最高次幂的积作公分母,它叫作最简公分母。
确定最简公分母
怎样取
系数
取各分母系数的最小公倍数
字母(或因式)
取各分母中所有出现的字母(或因式)
次数
相同字母(或因式)取最高次幂
各分母是多项式时,先把它们分解因式,再确定最简公分母。
如图 3,约分与通分是方向相反的两条路,它们都以分式的基本性质为依据。
图 3 约分(同除以公因式)与通分(同乘适当的整式)都以基本性质为依据
3. 例 8(教材 P143 例 2)
例 8 通分:
(1) 与 ; (2) 与 。
解:(1) 系数 2、3 的最小公倍数是 6,字母取最高次幂 、、c,最简公分母是 6c。
= , = 。
(2) − 25 = (x + 5)(x − 5),2x − 10 = 2(x − 5),最简公分母是 2(x + 5)(x − 5)。
= , = 。
七、典型例题
【基础题】
例 9 下列各式从左到右的变形正确的是( )
A. = B. = C. = (m ≠ 0) D. =
解:选 C。A 是分子、分母同加一个数,值会变;B 没有说明 c ≠ 0,变形不一定成立;D 是分子、分母同平方,值会变;只有 C 是分子、分母同除以 m(m ≠ 0),值不变。
例 10 填空: = 。
解:分母乘了 (x − y),分子也乘 (x − y),括号内填 − xy。
例 11 约分:(1) ; (2) 。
解:(1) 公因式是 4xy,原式 = ;
(2) 分子 = (a + 3)(a − 3),分母 = (a + 3)2,原式 = 。
例 12 不改变分式的值,使下列分式的分子与分母都不含“−”号:
(1) ; (2) ; (3) −。
解:(1) = −; (2) = −; (3) − = 。
【提升题】
例 13 下列分式中,是最简分式的是( )
A. B. C. D.
解:选 A。B、C 的分母 (x + 1)(x − 1) 与分子有公因式,D 的分子 (x + 1)2 与分母有公因式,都能继续约分;只有 A 的分子、分母没有公因式。
例 14 约分:(1) ; (2) 。
解:(1) 原式 = = ;
(2) 原式 = = 。
例 15 通分:(1) 与 ; (2) 与 。
解:(1) 最简公分母是 12, = , = ;
(2) − 1 = (x + 1)(x − 1),最简公分母是 (x + 1)(x − 1),
= , = 。
例 16 不改变分式的值,把分式 的分子、分母中各项系数化为整数。
解:各系数分母 2、3、4、6 的最小公倍数是 12,分子、分母同乘 12,得 。
八、易错清单
序号
易错点
正确做法
1
认为分子、分母可以同加(或同减)同一个整式
只能同乘(或同除以)同一个不等于 0 的整式
2
同乘(或同除以)时忘了说明整式不等于 0
这个整式必须不等于 0,变形才成立
3
系数化整时只乘了部分系数
分子、分母同乘的数要覆盖所有系数(取各分母的最小公倍数)
4
符号法则里同时改了三个符号
只能改其中两个;改三个相当于给分式变了号
5
约分时只约系数,或只约一部分字母
要约去分子、分母所有的公因式,直到最简分式或整式
6
分子、分母是多项式时不分解因式就约分
先分解因式,找出公因式再约
7
把“约去公因式”写成“约去相同的项”
只能约因式(乘积中的因子),不能约加减中的项
8
通分时只把分母变成最简公分母,分子不跟着变
分子必须乘同一个整式,分式的值才不变
附:错解辨析
下面几种错误最常见,请对照检查自己的解法。
题目
错解
错因
正确解
约分
漏掉 (1 − m) = −(m − 1) 的负号
−
去掉“−”号
丢了一个负号,分式的值变了
−
的分子、分母都加 1
违背基本性质(只能同乘同除)
不能这样变形
把 系数化整
分母各项并未同乘 10
九、方法总结与知识结构
1. 解题的一般思路
要解决的问题
做法
判断变形是否正确
看是不是分子、分母同乘(或同除以)同一个不等于 0 的整式
把系数化为整数
分子、分母同乘各系数分母的最小公倍数
去掉分子、分母的“−”号
数“−”号的个数,奇数个留一个负号,偶数个为正(符号法则)
约分
先找公因式(系数最大公约数 × 相同因式最低次幂)→ 分子、分母同除以公因式
通分
先把分母分解因式 → 确定最简公分母 → 分子、分母同乘相应的整式
2. 知识结构
基本性质: = = (C ≠ 0,A、B、C 是整式)。
作用:是分式恒等变形的依据,约分、通分都要靠它。
系数化整:分子、分母同乘各系数分母的最小公倍数,各项系数都化为整数。
符号法则:分子、分母、分式本身的符号,改变其中任意两个,分式的值不变。
约分:约去公因式 → 最简分式或整式;公因式 = 系数最大公约数 × 相同因式最低次幂。
通分:化成同分母分式;最简公分母 = 系数最小公倍数 × 各因式最高次幂。
十、学以致用(即时自测)
1. 下列各式从左到右的变形正确的是( )
A. = B. = C. = D. =
2. 若 = ,则括号内应填 __________。
3. 不改变分式的值,把 的分子、分母中各项系数化为整数,结果是 __________。
4. 约分: = __________。
5. 通分: 与 的最简公分母是 __________。
参考答案
1. C(A、D 是分子、分母同加同减,B 是同平方,都改变分式的值)。
2. 分母乘了 (x + 2),分子也乘 (x + 2),填 3(x + 2) = 3x + 6。 3. 同乘 10,得 。
4. 原式 = 。 5. 6(系数取 2、3 的最小公倍数 6,字母取最高次幂 a2)。
解题小贴士
① 变形的关键:分子、分母“同乘(或同除以)”,且乘(除)的整式不等于 0。
② 约分看“因式”,通分看“公分母”;分子、分母是多项式时,先分解因式。
③ 符号法则只改两个符号;结果通常把分子、分母的首项都化为正号。
十一、知识拓展与思考
例 17 已知 = 3(y ≠ 0),求分式 的值。
解:因为 y ≠ 0,所以 xy ≠ 0。把分式的分子、分母同除以 xy,得
= = = 2。
例 18 若把分式 中的 x、y 的值都扩大为原来的 5 倍,分式的值怎样变化?
解:把 x、y 分别换成 5x、5y,得 = = ,所以分式的值不变。
例 19 先约分,再求值:,其中 x = 3。
解:原式 = = 。当 x = 3 时,原式 = = = 。
十二、数学活动
活动一 同加不行——辨一辨
例 20 小明说:“因为 = = ,所以分子、分母同加同一个数,分式的值不变。”他说得对吗?为什么?
答:不对。 ≈ 0.667,而 = 0.75,两者不相等。分式的基本性质只允许分子、分母同乘(或同除以)同一个不等于 0 的整式,不允许同加(或同减)。
活动二 约分、通分与基本性质
例 21 填空,并说出每一步的依据:
(1) = (约分); (2) = (通分)。
答:(1) 分子、分母同除以 3xy,得 ,所以括号内填 2x;
(2) 分母由 2x 变成 4,是乘 2x,分子也乘 2x,括号内填 2x。
活动三 变号的妙用
例 22 不改变分式的值,把 的分子与分母都不含“−”号。
解:分子 −x + 3 = −(x − 3),分母 −2x − 1 = −(2x + 1),分子、分母同时变号,
= = 。
十三、综合应用
下面几题都要先把式子变形为含有“已知式”的形式,再用基本性质或约分求出结果。
例 23 已知 x + y = 5xy(xy ≠ 0),求分式 的值。
解:原式 = = = = 1。
例 24 已知 a − 2b = 0(b ≠ 0),求分式 的值。
解:由 a − 2b = 0,得 a = 2b。把 a = 2b 代入,得
= = = 。
例 25 已知分式 。
(1) 当 x 取什么值时,分式有意义?(2) 当 x 取什么值时,分式的值为零?(3) 把这个分式约分。
解:(1) 由 x − 2 ≠ 0,得 x ≠ 2;
(2) 由 − 4 = 0,得 x = 2 或 x = −2;x = 2 应舍去,所以 x = −2;
(3) 原式 = = x + 2(x ≠ 2)。
十四、综合应用(续)
下面两题都先把分式变形(把系数化为整数或去掉“−”号),再代入求值。
例 26 不改变分式的值,先把 的分子、分母中各项系数化为整数,再求当 x = 2、y = 1 时分式的值。
解:分子、分母同乘 10,得 。
当 x = 2、y = 1 时,原式 = = = 。
例 27 不改变分式的值,先使 的分子、分母都不含“−”号,再求当 a = 2、b = 1 时分式的值。
解:分子、分母同时变号,得 。
当 a = 2、b = 1 时,原式 = = = 。
十五、本课技能自查
对照下表逐项自查,已经掌握的请打“√”;还没掌握的,回看对应例题。
我应掌握的技能
对应例题
用基本性质说明等式变形的依据
例 1、例 9
用基本性质填空(看分母想分子)
例 2、例 10
把分子、分母中各项系数化为整数
例 3、例 4、例 16、例 26
用符号法则去掉分子、分母的“−”号
例 5、例 6、例 12、例 22、例 27
找公因式并约分
例 7、例 11、例 14
判断一个分式是不是最简分式
例 13
确定最简公分母并通分
例 8、例 15、例 21
判断扩大(缩小)后分式的值怎样变化
例 18
变形(整体代入、约分)后求值
例 17、例 19、例 23、例 24、例 25
★ 判断变形是否成立,只看是不是“同乘(或同除以)”、且所乘(除)的整式不为 0。
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