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8.4:使用不同分母加减有理表达式

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    204881
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    学习目标

    在本节结束时,您将能够:

    • 找出有理表达式的最小公分母
    • 找到等效的有理表达式
    • 添加具有不同分母的有理表达式
    • 减去具有不同分母的有理表达式
    注意

    在开始之前,请参加这个准备测验。

    如果您遗漏了问题,请返回列出的部分并查看材料。

    1. 添加:\(\frac{7}{10}+\frac{8}{15}\)
      如果您错过了此问题,请查看练习 1.7.13
    2. 减去:\(6(2x+1)−4(x−5)\)
      如果你错过了这个问题,请查看练习 1.10.52
    3. 找出最大的共同因素\(9x^{2}y^{3}\)\(12xy^{5}\)
      如果你错过了这个问题,请查看练习 7.1.7
    4. 完全考虑 −48n−12
      如果你错过了这个问题,请查看练习 7.1.31

    找出有理表达式的最小公分母

    当我们加上或减去具有不同分母的有理表达式时,我们需要得到公分母。 如果我们回顾一下我们使用数字分数的程序,我们就会知道如何处理有理表达式。

    让我们来看看基金会\(\frac{7}{12}+\frac{5}{18}\)的例子。 由于分母不同,第一步是找到最小公分母 (LCD)。 请记住,液晶屏是分母中最不常见的倍数。 这是我们可以用作公分母的最小数字。

    为了找出 12 和 18 的 LCD,我们将每个数字分解为素数,将所有常见的素数排成列。 然后我们从每列中 “降低” 一个素数。 最后,我们将这些因子相乘得出液晶屏。

    12=2·2·3

    18=2·3·3

    LCD=2·2·3·3

    LCD=36

    对于理性表达,我们也做同样的事情。 但是,我们将液晶屏保留为保值形式。

    定义:找到有理表达式的最小公分母。
    1. 对每个表达式进行完全分解。
    2. 列出每个表达式的因子。 尽可能垂直匹配因子。
    3. 把柱子放下。
    4. 将因子相乘。

    请记住,我们总是排除会使分母为零的值。 在下一个示例中,我们应该排除 xv 的哪些值?

    示例\(\PageIndex{1}\)

    找到液晶显示屏\(\frac{8}{x^2−2x−3}\)\(\frac{3x}{x^2+4x+3}\)

    回答
      \(\frac{8}{x^2−2x−3}\)\(\frac{3x}{x^2+4x+3}\)
    对每个表达式进行全面分解,列出共同因子。 把柱子放下。 \(x^2−2x−3=(x−3)(x+1)\)
      \(x^2+4x+3=(x+1)(x+3)\)
    将因子相乘。 LCD= (x+1) (x−3) (x+3)
      液晶屏是 (x+1) (x−3) (x+3)。
    示例\(\PageIndex{2}\)

    找到适合的液晶屏\(\frac{2}{x^2−x−12},\frac{1}{x^2−16}\)

    回答

    (x−4) (x+4) (x+3)

    示例\(\PageIndex{3}\)

    找到适合的液晶屏\(\frac{x}{x^2+8x+15},\frac{5}{x^2+9x+18}\)

    回答

    (x+3) (x+6) (x+5)

    查找等效有理表达式

    当我们添加数值分数时,一旦找到液晶屏,我们就会将每个分数重写为与液晶屏等效的分数。

    上图显示了在示例中添加十二分之七加十八分之五的数值分数时如何找到 LCD(最小公分母)。 该图显示 7 倍 3 除以 12 乘以 3 加 5 乘以 2 加 18 乘以 2。 下方是 21 除以 36 加上 10 除以 36。 旁边的图片显示 12 等于 2 乘以 2 乘以 3。 下方显示 18 等于 2 倍 3 乘以 3。 画了一条线。 其下方是 LCD 等于 2 倍 2 倍 3 倍 3。 下面的线条显示 LCD 等于 36。

    对于理性表达,我们将做同样的事情。

    示例\(\PageIndex{4}\)

    使用分母 (x+1) (x−3) (x+3) 重写为等效有理表达式:\(\frac{8}{x^2−2x−3}\),\(\frac{3x}{x^2+4x+3}\)

    回答
      。
    将每个分母分母除外。 。
    找到液晶屏。 。  
    将每个分母乘以 “缺失” 因子,然后将每个分子乘以相同的因子。 。
    简化分子。 。
    示例\(\PageIndex{5}\)

    使用分母 (x+3) (x−4) (x+4) 重写为等效有理表达式:
    \(\frac{2}{x^2−x−12}\),\(\frac{1}{x^2−16}\)

    回答

    \(\frac{2x+8}{(x−4)(x+3)(x+4)}\)
    \(\frac{x+3}{(x−4)(x+3)(x+4)}\)

    示例\(\PageIndex{6}\)

    使用分母 (x+3) (x+5) (x+6)
    \(\frac{x}{x^2+8x+15}\) 重写为等效有理表达式\(\frac{5}{x^2+9x+18}\)

    回答

    \(\frac{x^2+6x}{(x+3)(x+5)(x+6)}\)
    \(\frac{x+3}{(x+3)(x+5)(x+6)}\)

    添加具有不同分母的有理表达式

    现在我们有了添加具有不同分母的有理表达式所需的所有步骤。 正如我们之前所做的那样,我们将举一个先添加数字分数的示例。

    示例\(\PageIndex{7}\)

    添加:\(\frac{7}{12}+\frac{5}{18}\)

    回答
      。
    找到 12 和 18 的液晶屏。 。  
    使用液晶屏将每个分数重写为等效分数。 。
    添加分数。 。
    分数无法简化。 。
    示例\(\PageIndex{8}\)

    添加:\(\frac{11}{30}+\frac{7}{12}\)

    回答

    \(\frac{19}{20}\)

    示例\(\PageIndex{9}\)

    添加:\(\frac{3}{8}+\frac{9}{20}\)

    回答

    \(\frac{33}{40}\)

    现在我们将添加分母为单项式的有理表达式。

    示例\(\PageIndex{10}\)

    添加:\(\frac{5}{12x^{2}y}+\frac{4}{21xy^2}\)

    回答
      。

    找到\(12x^{2}y\)和的液晶屏\(21xy^2\)。
     
      。
    使用 LCD 将每个有理表达式重写为等效分数。 。
    简化。 。
    添加有理表达式。 。
    分子和分母没有共同的因子。 分数无法简化。  
    示例\(\PageIndex{11}\)

    添加:\(\frac{2}{15a^{2}b}+\frac{5}{6ab^2}\)

    回答

    \(\frac{4b+25a}{30a^{2}b^2}\)

    示例\(\PageIndex{12}\)

    添加:\(\frac{5}{16c}+\frac{3}{8cd^2}\)

    回答

    \(\frac{5d^2+6}{16cd^2}\)

    现在我们已经准备好解决多项式分母了。

    如何添加具有不同分母的有理表达式

    示例\(\PageIndex{13}\)

    添加:\(\frac{3}{x−3}+\frac{2}{x−2}\)

    回答

    上图显示了将分母为单项式的分数相加的步骤,例如 5 除以 12 x 平方 y 加 4 除以 21 x y 平方。 找出 y 为 12 x 平方和 21 x y 平方的 LCD。 此表达式的右侧是 12 x 平方 y 等于 2 倍 2 倍 3 倍 x 乘以 x 乘以 y。下方是 21 x y 平方等于 3 倍 7 倍 x 乘以 y。画一条线。 下方是 LCD 等于 2 倍 2 倍 3 倍 7 倍 x 倍 x 乘以 y。下方是 LCD 等于 84 x 平方 y 的平方。 使用 LCD 将每个有理表达式重写为等效分数。 显示了原始方程。 下方是 5 乘以 7 y 除以 12 x 平方 y 乘以 7 y 加 4 x 除以 21 x y 平方乘以 4 x。简化为 35 y 除以 84 x 平方加 16 x 除以 x 平方 y 的平方。 将有理表达式 16 x 加 35 y 除以 84 x 平方 y 平方相加。 数值和分母没有共同的因素。 分数无法简化。第 2 步是添加有理表达式。 然后,将分子相加并将总和放在公分母上,得到 3 x 减去 6 加 2 x 减 6 除以 x 减 3 倍 x 减 2。如果可能,第 3 步是进行简化。 由于无法分解 5 x 减 12,因此答案简化为 5 x 减 12 除以 x 减去 3 倍 x 减 2。

    示例\(\PageIndex{14}\)

    添加:\(\frac{2}{x−2}+\frac{5}{x+3}\)

    回答

    \(\frac{7x−4}{(x+3)(x−2)}\)

    示例\(\PageIndex{15}\)

    添加:\(\frac{4}{m+3}+\frac{3}{m+4}\)

    回答

    \(\frac{7m+25}{(m+3)(m+4)}\)

    以下过程框中总结了用于添加有理表达式的步骤。

    定义:添加有理表达式。
    1. 确定表达式是否有公分母。
      -转到步骤 2。
      — 使用 LCD 重写每个有理表达式。
      找到液晶屏。
      使用 LCD 将每个有理表达式重写为等效的有理表达式。
    2. 添加有理表达式。
    3. 如果可能,请简化。
    示例\(\PageIndex{16}\)

    添加:\(\frac{2a}{2ab+b^2}+\frac{3a}{4a^2−b^2}\)

    回答
      。
    这些表达式有共同点吗? 不是。
    使用 LCD 重写每个表达式。
     
    找到液晶屏。 。  
    使用 LCD 将每个有理表达式重写为等效的有理表达式。 。
    简化分子。 。
    添加有理表达式。 。
    简化分子。 。
    将分子分解为因子。 。
    分子和分母没有共同的因子。 分数无法简化。  
    示例\(\PageIndex{17}\)

    添加:\(\frac{5x}{xy−y^2}+\frac{2x}{x^2+y^2}\)

    回答

    \(\frac{x(5x+7y)}{y(x−y)(x+y)}\)

    示例\(\PageIndex{18}\)

    添加:\(\frac{7}{2m+6}+\frac{4}{m^2+4m+3}\)

    回答

    \(\frac{7m+15}{2(m+3)(m+1)}\)

    避免过早简化的诱惑! 在上面的例子中,我们必须将第一个有理表达式保留为\(\frac{2a(2a−b)}{b(2a+b)(2a−b)}\) to be able to add it to \(\frac{3a·b}{(2a+b)(2a−b)·b}\).

    示例\(\PageIndex{19}\)

    添加:\(\frac{8}{x^2−2x−3}+\frac{3x}{x^2+4x+3}\)

    回答
      。
    这些表达式有共同点吗? 不是。
    使用 LCD 重写每个表达式。
     
    找到液晶屏。 。  
    使用 LCD 将每个有理表达式重写为等效分数。 。
    简化分子。 。
    添加有理表达式。 。
    简化分子。 。
    分子是素数,因此没有常见的因子。  
    示例\(\PageIndex{20}\)

    添加:\(\frac{1}{m^2−m−2}+\frac{5m}{m^2+3m+2}\)

    回答

    \(\frac{5m^2−9m+2}{(m−2)(m+1)(m+2)}\)

    示例\(\PageIndex{21}\)

    添加:\(\frac{2n}{n^2−3n−10}+\frac{6}{n^2+5n+6}\)

    回答

    \(\frac{2(n2+6n−15)}{(n+2)(n−5)(n+3)}\)

    减去具有不同分母的有理表达式

    我们用来减去具有不同分母的有理表达式的过程与加法的过程相同。 在减去分子时,我们只需要非常小心符号即可。

    如何用不同的分母减去有理表达式

    示例\(\PageIndex{22}\)

    减去:\(\frac{x}{x−3}−\frac{x−2}{x+3}\)

    回答

    上图有 3 列。 它显示了如何减去 x 分母不同的有理表达式除以 x 减去三减去 x 加 x 减 3 的步骤。 步骤 1 是确定表达式是否有公分母。 是-转到步骤 2。 否 — 使用 LCD 重写每个有理表达式。 找到液晶屏。 使用 LCD 将每个有理表达式重写为等效的有理表达式。 在上面的表达式中,答案是否定的。 找到 x 减去 3,x 加 3 的液晶屏。 右边是 x — 3: x — 3。 下面是 x — 2: x — 2。 画了一条线。 下面写的是液晶屏是 x — 3 倍 x 加 3。 重写为 x 倍 x 加 3 除以 x 减去 3 倍 x 加 3 减去 2 倍 x 减 3 除以 x 加 3 倍 x 减 3 除以 x 加 3 倍 x 减 3。 把分母考虑在内! 得到 x 平方加 3 x 除以 x 减 3 倍 x 加 3 减去 x 平方减去 5 x 加 6 除以 x 减 3 倍 x 加 3 的系数。第 2 步是减去有理表达式。 减去分子,然后将差值放在公分母上,得到 x 2 加 3 x 减去 x 平方减去 5 x 加 6 除以 x 减 3 倍 x 加 3。 然后是 x 平方加 3 x 减去 x 平方加 5 x 减去 6 除以 x 减去 3 倍 x 加 3。 小心标志! 然后得到 8 x 减去 6 除以 x 减去 3 倍 x 加 3。如果可能,第 3 步是进行简化。 分子和分母没有共同的因子。 答案简化为 2 倍 4 x 减 3 除以 x 减去 3 倍 x 加 3。

    示例\(\PageIndex{23}\)

    减去:\(\frac{y}{y+4}−\frac{y−2}{y−5}\)

    回答

    \(\frac{−7y+8}{(y+4)(y−5)}\)

    示例\(\PageIndex{24}\)

    减去:\(\frac{z+3}{z+2}−\frac{z}{z+3}\)

    回答

    \(\frac{4z+9}{(z+2)(z+3)}\)

    下面列出了减去有理表达式的步骤。

    定义:减去有理表达式。
    1. 确定它们是否有共同点。
      -转到步骤 2。
      — 使用 LCD 重写每个有理表达式。
      找到液晶屏。
      使用 LCD 将每个有理表达式重写为等效的有理表达式。
    2. 减去有理表达式。
    3. 如果可能,请简化。
    示例\(\PageIndex{25}\)

    减去:\(\frac{8y}{y^2−16}−\frac{4}{y−4}\)

    回答
      。
    这些表达式有共同点吗? 不是。
    使用 LCD 重写每个表达式。
     
    找到液晶屏。 。  
    使用 LCD 将每个有理表达式重写为等效的有理表达式。 。
    简化分子。 。
    减去有理表达式。 。
    简化分子。 。
    将分子分解以寻找常见因子。 。
    移除常见因素。 。
    简化。 。
    示例\(\PageIndex{26}\)

    减去:\(\frac{2x}{x^2−4}−\frac{1}{x+2}\)

    回答

    \(\frac{1}{x−2}\)

    示例\(\PageIndex{27}\)

    减去:\(\frac{3}{z+3}−\frac{6z}{z^2−9}\)

    回答

    \(\frac{−3}{z−3}\)

    下一个例子中有很多负面信号。 要格外小心!

    示例\(\PageIndex{28}\)

    减去:\(\frac{−3n−9}{n^2+n−6}−\frac{n+3}{2−n}\)

    回答
      。
    将分母考虑在内。 。
    由于 n−2 和 2−n 是对立的,我们将第二个有理表达式乘以\(\frac{−1}{−1}\) 。
    简化。 。
    这些表达式有共同点吗? 不是。  
    找到液晶屏。 。  
    使用 LCD 将每个有理表达式重写为等效的有理表达式。 。
    简化分子。 。
    简化有理表达式。 。
    简化分子。 。
    将分子分解以寻找常见因子。 。
    简化。 。
    示例\(\PageIndex{29}\)

    减去:\(\frac{3x−1}{x^2−5x−6}−\frac{2}{6−x}\)

    回答

    \(\frac{1}{x−6}\)

    示例\(\PageIndex{30}\)

    减去:\(\frac{−2y−2}{y^2+2y−8}−\frac{y−1}{2−y}\)

    回答

    \(\frac{y+3}{y+4}\)

    当一个表达式不是分数形式时,我们可以将其写成分母为 1 的分数。

    示例\(\PageIndex{31}\)

    减去:\(\frac{5c+4}{c−2}−3\)

    回答
      。
    写 3 as\(\frac{3}{1}\) 就有 2 个有理表达式。 。
    有理表达式有共同点吗? 不是。  
    找到 c−2 和 1 的液晶屏。 液晶屏 = c−2。
    重写\(\frac{3}{1}\)为与 LCD 等效的有理表达式。 。
    简化。 。
    减去有理表达式。 。
    简化。 。
    检查常见因素的因子。 。
    没有共同的因素;理性表达方式被简化了。  
    示例\(\PageIndex{32}\)

    减去:\(\frac{2x+1}{x−7}−3\)

    回答

    \(\frac{−x+22}{x−7}\)

    示例\(\PageIndex{33}\)

    减去:\(\frac{4y+3}{2y−1}−5\)

    回答

    \(\frac{−2(3y−4)}{2y−1}\)

    定义:加上或减去有理表达式。
    1. 确定表达式是否有公分母。
      -转到步骤 2。
      — 使用 LCD 重写每个有理表达式。
      找到液晶屏。
      使用 LCD 将每个有理表达式重写为等效的有理表达式。
    2. 加上或减去有理表达式。
    3. 如果可能,请简化。

    当我们有两个以上的有理表达式时,我们会按照与以前相同的步骤找到液晶屏。 在下一个示例中,我们将首先分解所有三个分母以找到它们的液晶显示屏。

    示例\(\PageIndex{34}\)

    简化:\(\frac{2u}{u−1}+\frac{1}{u}−\frac{2u−1}{u^2−u}\)

    回答
      。
    有理表达式有共同点吗? 不是。  
    找到液晶屏。 。  
    使用 LCD 将每个有理表达式重写为等效的有理表达式。 。
      。
    写成一个理性表达。 。
    简化。 。
    将分子分解并移除常见因子。 。
    简化。 。
    示例\(\PageIndex{35}\)

    简化:\(\frac{v}{v+1}+\frac{3}{v−1}−\frac{6}{v^2−1}\)

    回答

    \(\frac{v+3}{v+1}\)

    示例\(\PageIndex{36}\)

    在此处添加练习文本。简化:\(\frac{3w}{w+2}+\frac{2}{w+7}−\frac{17w+4}{w^2+9w+14}\)

    回答

    \(\frac{3w}{w+7}\)

    关键概念

    • 找出有理表达式的最小公分母
      1. 对每个表达式进行完全分解。
      2. 列出每个表达式的因子。 尽可能垂直匹配因子。
      3. 把柱子放下。
      4. 将因子相乘。
    • 添加或减去有理表达式
      1. 确定表达式是否有公分母。
        -转到步骤 2。
        — 使用 LCD 重写每个有理表达式。
        • 找到液晶屏。
        • 使用 LCD 将每个有理表达式重写为等效的有理表达式。
      2. 加上或减去有理表达式。
      3. 如果可能,请简化。