内容正文:
18.3 分式的加法与减法 知识清单
人教版(2024)八年级数学上册 第十八章 分式 18.3 分式的加法与减法
知识地图
① 同分母加减 分母不变,把分子相加减(分数线下的分母保持不变)。
② 异分母加减 先通分,化为同分母的分式,再加减。
③ 最简公分母 系数取最小公倍数,字母(因式)取最高次幂。
④ 通分要点 分母是多项式先分解因式;分子是多项式要加括号。
⑤ 整式参与 把整式看作分母是 1 的分式,再通分。
⑥ 混合运算 先乘方,再乘除,最后加减;有括号先算括号内的。
一、学习目标与重难点
1. 学习目标
层次
具体要求
理解
类比分数的加减法,理解分式的加减法法则
掌握
会进行同分母、异分母分式的加减运算,结果化为最简分式或整式
掌握
会确定最简公分母,正确地进行通分
掌握
会进行分式的加、减、乘、除、乘方混合运算,掌握运算顺序
应用
能用分式的加减解决简单的实际问题
2. 本节重难点
重点:同分母、异分母分式的加减法法则与运算;分式的混合运算。
难点:确定最简公分母(分母是多项式时先分解因式);分子是多项式时的符号处理;混合运算的顺序。
二、分式加减法法则的引入
1. 类比分数的加减法
分数的加减法法则:同分母分数相加减,分母不变,把分子相加减;异分母分数相加减,先通分,化为同分母的分数,再加减。
例如 + = = ; + = + = 。
2. 由分数到分式(教材 P152 探究)
把上面式子中的「数」换成「整式」,规律应当仍然成立——这就是分式的加减法。分数与分式的加减法法则一一对应,如图 1。
图 1 分数与分式的加减法法则对照(先同分母,再异分母)
3. 分式的加减法法则(教材 P152)
同分母分式相加减,分母不变,把分子相加减。
± =
异分母分式相加减,先通分,变为同分母的分式,再加减。
± = ± =
★ 分式加减法的实质:同分母——直接「分子相加减」;异分母——先「通分」转化为同分母。其中通分是异分母加减的关键,结果都要化为最简分式或整式。
三、同分母分式的加减法(第 1 课时)
1. 法则
同分母分式相加减,分母不变,把分子相加减。
± = (c ≠ 0)
2. 三点注意
① 分子是多项式时,必须把分子用括号括起来再相加减(分数线本身就有括号作用)。
② 分母互为相反数时,先把其中一个分式的分子、分母同时变号,化为同分母,如 n − m = −(m − n)。
③ 结果要化为最简分式或整式。
3. 例 1(教材 P152 例 1)
例 1 计算:(1) − ; (2) + − 。
解:(1) 原式 = = = = 。
(2) 因为 = −,所以原式 = − − = = = 1。
4. 即时巩固
计算:(1) − ; (2) − 。
解:(1) 原式 = = = ; (2) 原式 = = = a + b。
★ 分子是多项式时,「分子相加减」必须把每一个分子整体加括号(分数线本身起括号作用)——当分式前是减号时,要把减去的那个分子整体变号,如把 (a − 4b) 写成 −(a − 4b) 后去括号得 −a + 4b。这是本节最典型的失分点,参见例 5(2)。
四、异分母分式的加减法(第 1 课时)
1. 通分与最简公分母
把几个异分母的分式化成与原来分式相等、且分母相同的分式,叫做通分;通分后相同的分母叫做公分母,其中最简单的叫做最简公分母。
2. 确定最简公分母(以例 2(1) 的三个分母为例)
图 2 由三个分母 6ab、3ac、4abc 确定最简公分母 12abc
确定最简公分母:① 系数取各分母系数的最小公倍数;② 字母(因式)取最高次幂;③ 分母是多项式时,先分解因式,再确定。
3. 异分母分式加减法则
异分母分式相加减,先通分,变为同分母的分式,再加减。
± = ± =
★ 异分母分式加减的一般步骤:① 通分(确定最简公分母,分子、分母同乘);② 加减(分母不变,分子相加减);③ 合并(分子去括号、合并同类项);④ 约分(结果化成最简分式或整式)。
4. 例 2(教材 P153 例 2)
例 2 计算:(1) − + ; (2) + 。
解:(1) 最简公分母是 12abc。原式 = − + = 。
(2) 因为 − 9 = (m + 3)(m − 3),3 − m = −(m − 3),最简公分母是 (m + 3)(m − 3)。
原式 = − =
= = −。
★ 第 (2) 题的关键:先把分母按字母降幂排列并分解因式,再处理「3 − m = −(m − 3)」这一步符号变化,最后一定要约分。
五、分式与整式的加减法(第 1 课时)
1. 方法:把整式看作分母是 1 的分式
整式与分式相加减时,把整式看作分母是 1 的分式,再按异分母分式的加减法法则计算。
如 a + = + = 。
★ 通分时,若整式(或分母是 1 的分子)是多项式,要把它整体看成一项并加括号,避免符号出错;结果同样要化为最简分式或整式。
2. 示范
计算:a + 1 + 。
解:原式 = + = + = = 。
六、分式的混合运算(第 2 课时)
1. 运算顺序
分式与分数有相同的混合运算顺序:先算乘方,再算乘除,最后算加减。
有括号的先算括号里面的;同级运算按从左到右的顺序进行。
★ 参与混合运算的每一步都要注意:能分解因式的先分解因式;分式前是减号时,要把后面分式的整个分子变号;运算结果要化为最简分式或整式。
2. 例 3(教材 P153 例 3)
例 3 计算:(1) · − ÷ ;
(2) ( − ) ÷ 。
解:(1) 原式 = · − · = − = − = = 。
(2) 原式 = [ − ] · = · = · = 。
★ 第 (1) 题按「先乘方 → 再乘除 → 最后加减」的顺序算;第 (2) 题先算括号内的减法,括号内是异分母分式相减,要先通分、再把分子整体合并。
七、分式加减法的实际应用(第 2 课时)
1. 情境与思路
教材 P154 例 4 是一道「谁先到达」的实际问题:需要分别用「路程 ÷ 速度」算出两人所用的时间(这两个式子都是分式),再用「作差法」比较大小。两人的行走路线如图 3。
图 3 张华与李明的步行路线(教材 P154 例 4)
2. 例 4(教材 P154 例 4)
例 4 张华和李明同时从甲地沿同一路线步行去乙地。张华在前半段路程的平均行走速度是 a km/h,在后半段路程的平均行走速度是 b km/h;李明全程的平均行走速度是 km/h。如果 a ≠ b,两人谁先到达乙地?
解:设从甲地到乙地的路程为 s km,则张华走的前一半路程是 km,后一半路程也是 km。
张华所用时间(单位:h)为 ÷ a + ÷ b = + = ;
李明所用时间(单位:h)为 s ÷ = 。
两人的时间差为 − = = 。
因为 s,a,b 均大于 0,且 a ≠ b,所以 > 0,即 > 。因此,李明先到达乙地。
方法(作差法):比较两个分式的大小,常先求它们的差——通分相减后判断差的符号:差大于 0 则前者大,差小于 0 则前者小。
八、典型例题(基础题)
例 5 同分母分式的加减(含相反数分母)
计算:(1) + ; (2) − 。
解:(1) 原式 = − = = 1;
(2) 原式 = = = 。
例 6 异分母分式的加减(分母是单项式)
计算:(1) + ; (2) + 。
解:(1) 最简公分母是 ,原式 = + = ;
(2) 最简公分母是 ,原式 = + = 。
例 7 异分母分式的加减(分母是多项式,先分解因式)
计算:(1) − ; (2) − 。
解:(1) − 4 = (x + 2)(x − 2), − 2x = x(x − 2),最简公分母是 x(x + 2)(x − 2)。原式 = − = = = ;
(2) − = (a + b)(a − b),最简公分母是 (a + b)(a − b)。原式 = − = = 。
例 8 整式与分式的加减
计算:(1) a + 2 + ; (2) − x − 1。
解:(1) 原式 = + = = ;
(2) 原式 = − = = 。
例 9 分式的加减乘除混合运算
计算:(1) 1 − ÷ ; (2) ( − ) · ( + x)。
解:(1) 原式 = 1 − · = 1 − = = −;
(2) 原式 = · ( + x) = · x(x + 1) = 1。
★ 第 (2) 题先算括号内的异分母减法(最简公分母是 x(x + 1)),再与后面的式子相乘;注意把 + x 分解为 x(x + 1) 后约分。
例 10 化简求值(基础)
先化简,再求值: + ,其中 a = −2,b = 1。
解:原式 = + = + = = 。
当 a = −2,b = 1 时,原式 = = 2。
九、典型例题(提升题)
例 11 含相反数分母与整式的加减(三项)
计算: − + 2。
解:因为 = −,所以
原式 = + + 2 = + = = 。
★ 三项以上相加减时,一般是「先把分母化成相同的,再把分子整体相加」。不要逐项去通分,否则容易漏项。
例 12 先化简,再求值(异分母加减 + 除法)
先化简,再求值:(1 + ) ÷ ,其中 x = 3。
解:原式 = ÷ = · = x + 1。
当 x = 3 时,原式 = 3 + 1 = 4。
例 13 整体代入求值(分式加减的逆用)
已知 a + b = 3,ab = 2,求 + 与 + 的值。
解:(1) + = + = = ;
(2) + = = = = 。
★ 第 (2) 题先通分,再把 + 用 − 2ab 表示(完全平方公式),分母写成 ,最后把已知值整体代入。
例 14 分式加减在实际问题中的应用(提速后少用的时间)
甲、乙两地相距 120 km。汽车原来的平均速度为 v km/h,提速后平均速度每小时增加 10 km。提速后,汽车从甲地到乙地比原来少用多少小时?
解:原来所用的时间为 h,提速后所用的时间为 h。
少用的时间 = − = = (h)。
★ 方法同教材 P154 例 4:先用「路程 ÷ 速度」把两个时间表示成分式,再用分式的减法求差。
例 15 分式的加减与乘方、除法综合
计算:( − ) ÷ 。
解:原式 = [ − ] ·
= · = · = 1。
★ 括号内是异分母相减,最简公分母为 (a − b)(a + b);分子相减后恰好是 4ab(用完全平方公式),与后面的除式约分后得 1。
例 16 条件求值(逆用分式的加减)
已知 − = 3,求 的值。
解:由 − = 3 得 = 3,所以 y − x = 3xy,即 x − y = −3xy。
原式 = = = = 。
★ 这类题的关键:先把已知条件整理成「字母之差」与「字母之积」的关系,再把要求的式子中分子、分母都写成含「x − y」与「xy」的式子(整体思想),最后约分。
例 17 用作差法比较两个分式的大小
已知 x > 1,比较 与 的大小。
解: − = = = 。
因为 x > 1,所以 x > 0,x − 1 > 0,从而 > 0,即 > 。
★ 与教材 P154 例 4 的思路一致:比较两个分式的大小,常先求差、判断差的符号(作差法)。
十、易错清单与错解辨析
1. 高频失分点
易错点
典型错解
正确做法
分子是多项式时漏加括号
把减号后的 (a − 4b) 直接与前项合并
把分子整体加括号,用 −(a − 4b) = −a + 4b 去括号
通分时只乘分母、漏乘分子
给 的分母乘 2c 时,忘了给分子 5 也乘 2c
分子、分母同乘同一个因式,分式的值才不变
分母互为相反数时未先化同分母
把 n − m 与 m − n 当作同一个分母
利用 n − m = −(m − n) 先化为同分母,再加减
分式与整式相加减时未看成「分母是 1」
a + 直接写成
把 a 写成 后再通分
结果没有化为最简
算出 就收笔
继续约分,得 −
混合运算顺序错乱
先算加减、后算乘除
先乘方 → 再乘除 → 最后加减,有括号先算括号内
2. 错解辨析
【题 1】计算 + 。
错解:原式 = = 。(错因:把 1 − x 与 x − 1 当作了同一个分母。)
正解:因为 = −,所以原式 = − = 0。
【题 2】计算 + 。
错解:原式 = + = 。(错因:通分时只乘了分母,漏乘了分子。)
正解:原式 = + = 。
十一、方法总结与知识结构
1. 知识结构
分式的
加法与减法
类型
法则
关键要点
同分母分式相加减
分母不变,把分子相加减: ± =
分子是多项式要整体加括号;结果化为最简分式或整式
异分母分式相加减
先通分(化为同分母),再加减: ± =
最简公分母=系数取最小公倍数 × 各字母(因式)取最高次幂;分母是多项式先分解因式
分式与整式相加减
把整式看作分母是 1 的分式,再通分
整式作为一项要整体加括号;结果化为最简分式或整式
分式的混合运算
先乘方,再乘除,最后加减;有括号先算括号内的
同级运算按从左到右的顺序;每一步都要注意符号
2. 解题方法与步骤
① 看分母:同分母直接「分子相加减」;异分母先通分,化为同分母再加减。
② 定公分母:系数取各分母系数的最小公倍数,字母(因式)取最高次幂;分母是多项式时先分解因式。
③ 算分子:分子是多项式时整体加括号;分式前是减号时,减去的分子整体变号。
④ 化结果:合并同类项、分解因式后约分,结果化为最简分式或整式。
⑤ 混合运算:先乘方,再乘除,最后加减;有括号先算括号内的,同级运算从左到右。
⑥ 实际应用:先列分式表示各个量(如时间、工作效率),再用分式的加减求差;比较两个分式的大小可用作差法。
十二、学以致用(即时自测)
1. 计算: − 。 2. 计算: + 。
3. 计算: − 。 4. 计算: − m − n。
5. 先化简,再求值:( − 1) ÷ ,其中 x = 5。
参考答案与提示
1. 原式 = = = 1。
2. 最简公分母 6a,原式 = + = 。
3. 最简公分母 (x − 2)(x + 2),原式 = = 。
4. 原式 = − = 。
5. 原式 = · = ;当 x = 5 时,原式 = 3。
十三、课后巩固(对接教材 P155 习题 18.3)
教材 P155 的习题 18.3 是本节的全部配套练习,请先独立完成,再对照本节例题自查:同分母加减看例 1、例 5,异分母加减看例 2、例 6、例 7,整式参与看例 8,混合运算看例 3、例 9、例 15,实际应用看例 4、例 14。
1. 计算: − 。 2. 计算: − 。
3. 计算: − 。 4. 计算: − x + 1。
5. 先化简,再求值: − ,其中 a = 2。
6. 一项工程,甲队单独做需 m 天完成,乙队单独做需 n 天完成。两队合作,每天完成全部工程的几分之几?
参考答案与提示
1. 因为 = −,所以原式 = = 。
2. 最简公分母是 12x,原式 = − = 。
3. 原式 = + = 。
4. 原式 = = 。
5. 原式 = − = = −;当 a = 2 时,原式 = −。
6. 甲队每天完成 ,乙队每天完成 ,两队合作每天完成 + = 。
十四、本课技能自查
技能点
自我评价
对应例题
确定最简公分母、正确通分
□ 熟练 □ 基本会 □ 需巩固
例 2、例 6、例 7
同分母分式的加减
□ 熟练 □ 基本会 □ 需巩固
例 1、例 5
异分母分式的加减(多项式分母)
□ 熟练 □ 基本会 □ 需巩固
例 2、例 7、例 11
分式与整式的加减
□ 熟练 □ 基本会 □ 需巩固
例 8、例 11
确定运算顺序、进行混合运算
□ 熟练 □ 基本会 □ 需巩固
例 3、例 9、例 15
化简求值与实际应用
□ 熟练 □ 基本会 □ 需巩固
例 10、例 12、例 14、例 16
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