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分式的运算及题型讲解

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§17.2分式的运算

一、分式的乘除法 1、法则:

(1)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。(意思就是,分式相乘,分子与分子相乘,分母与分母相乘)。

用式子表示:bd

ac d

c b

a

=

?

(2)除法法则:分式除以分式,把除式的分子、分母颠倒位置后,再与被除式相乘。

用式子表示:

2、应用法则时要注意:(1)分式中的符号法则与有理数乘除法中的符号法则相同,即“同号得正,异号得负,多个负号出现看个数,奇负偶正”;(2)当分子分母是多项式时,应先进行因式分解,以便约分;(3)分式乘除法的结果要化简到最简的形式。

二、分式的乘方

1、法则:根据乘方的意义和分式乘法法则,分式的乘方就是把将分子、分母分别乘方,然后再相除。

用式子表示:

(其中n 为正整数,a ≠0)

2、注意事项:(1)乘方时,一定要把分式加上括号;(2)在一个算式中同时含有乘方、乘法、除法时,应先算乘方,再算乘除,有

bc

ad c d b a d c b a =?=÷n

n

n

b a b a =??

?

??

多项式时应先因式分解,再约分;(3)最后结果要化到最简。

三、分式的加减法 (一)同分母分式的加减法

1、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:

2、注意事项:(1)“分子相加减”是所有的“分子的整体”相加减,各个分子都应有括号;当分子是单项式时括号可以省略,但分母是多项式时,括号不能省略;(2)分式加减运算的结果必须化成最简分式或整式。

(二)异分母分式的加减法

1、法则:异分母分式相加减,先通分,转化为同分母分式后,

再加减。用式子表示:bd

bc ad bd

bc bd

ad d

c b

a

±=

±

=

±

2、注意事项:(1)在异分母分式加减法中,要先通分,这是关键,把异分母分式的加减法变成同分母分式的加减法。(2)若分式加减运算中含有整式,应视其分母为1,然后进行通分。(3)当分子的次数高于或等于分母的次数时,应将其分离为整式与真分式之和的形式参与运算,可使运算简便。

四、分式的混合运算

1、运算规则:分式的加、减、乘、除、乘方混合运算,先乘方,再乘除,最后算加减。遇到括号时,要先算括号里面的。

2、注意事项:(1)分式的混合运算关键是弄清运算顺序;(2)

b c

a b

c b a ±=±

有理数的运算顺序和运算规律对分式运算同样适用,要灵活运用交换律、结合律和分配律;(3)分式运算结果必须化到最简,能约分的要约分,保证运算结果是最简分式或整式。

例计算:(1)

()2

122

42

-?

-÷+-a a a a ; (2)

22

2

---x x x

(3)x

x x x x x

24

21212

-+÷??? ?

?-+-

+

【分类解析】

一、分式运算的几种技巧

1、先约分后通分技巧例 计算231

2+++x x x +4222--x x

x 分析:不难发现,两个分式均能约分,故先约分后再计算

解:原式=)2)(1(1+++x x x +)2)(2()2(+--x x x x =21

+x +2+x x =21++x x

2、分离整数技巧例 计算233

322

+-+-x x x x -657

522

+-+-x x x x -341

2+-x x

分析:两个分式的分子、分母不能约分,如把分子突出分母,分离整数方法可使计算化简。

解:原式=

2

31

)23(2

2

+-++-x x x x -6

51

)65(2

2

+-++-x x x x -341

2+-x x

=1+231

2+-x x -1-651

2+-x x -341

2+-x x =)2)(1(1

--x x -)3)(2(1--x x -)3)(1(1--x x

=)3)(2)(1()

2()1(3--------x x x x x x =)3)(2)(1(----x x x x =-)3)(2)(1(---x x x x

3、裂项相消技巧例 计算)1(1+x x +)3)(1(2

++x x +)6)(3(3++x x 分析:此类题可利用)(1m n n +=m 1(n 1-m 1

)裂项相消计算。

解:原式=(x 1-11+x )+22(11

+x -31+x )+33(31+x -61+x )

=x 1

-61+x =)6(6+x x

练习:

4、分组计算技巧例 计算21-a +12

+a -12-a -21+a

分析:通过观察发现原式中第一、四项分母乘积为a 2-4,第二项、第三项分母乘积为a 2

-1,采取分组计算简捷。

解:原式=(21-a -21+a )+(12

+a -12-a )

=442-a +142--a =)1)(4(12

22--a a

练习:

5、分式求值问题全解 1)字母代入法

例1. b=a+1,c=a+2,d=a+3,求

d

a d d

c b c c

b a b d

a a ++

+++

+++

+的值.

【解析】 仔细观察已知条件,虽然出现的字母很多,但都可以用一个字母代替: a=a,b=a+1,c=a+2,d=a+3

所以可以用一个字母代替其它字母来实现代数式的化简

d

a d d

c b c c b a b d

a a ++

+++

++++

=

3

33

212

2

113+++++++++++

++++++

++a a a a a a a a a a a a a a

=

3

236

323

313

2+++

++++++

+a a a a a a a a

=

)

2(32)

1(313

23+++

+++

+++a a a a a a a

=3

1311++

=

3

5

【探讨】 当已知条件中不同的字母都可以用一个字母表示时,第一个要想到的方法就是字母带入法,因为最后的结果一定是由有理数或者某个字母表示,所以用这种方法能不能得到正确结果就在于自己的分式化简能力了。 2) 设值代入法 例2. 已知

c

z b y a x ==,求证:

2

2a

x ca

bc ab zx yz xy =

++++

【解析】这道题也可以用字母代入法,可以得到x a

b y =

,x a

c z =

,代入后分式的分子分母中有分式,化简麻烦。我们用一种新的代入方式,考虑到a

x 、b

y 、

c

z 连等,让它们都

等于k 则 x=ak y=bk z=ck 代入得

ca

bc ab zx yz xy ++++=

ca bc ab ckak

bkck akbk ++++

=2

k ca

bc ab ca bc ab ++++

=2

22

a

x k =

【探讨】 当遇到连等式,可以采用以下三种方式来运用这个条件 设

c z b y a x ==

则(1)x a b y =,x a c z =

(2)设k c z b y a x === 则x=ak y=bk z=ck (3)设

k c

z b y a

x ===

k c

b a z y x =++++ 其中0≠++

c b a

3) 整式代入法 例3. 已知:

113a b

-=,求分式

232a ab b a ab b

+---的值.

【解析】如果用字母代入法,要用b 代替a 本来就比较复杂,会增加我们化简的负担。 将条件化简成乘积形式,得

3=-ab

a b ,再将分式稍化简变为

ab

b a ab b a --+-)(3)(2,可以发现分

子分母中只有(a-b)和ab 这两项,所以可以用ab 代替b-a ab a b 3=-

4

3336)(3)(2232=--+-=

--+-=

---+ab

ab ab ab ab

b a ab b a b

ab a b ab a

【探讨】用整式代入法,能够很大程度地化简代数式,比字母代入法更优越,但要善于观

察代数式的组成部分,比如这题,代数式就含有ab 和a-b 这两项,刚好条件也适当变形能得到a-b 与ab 的关系,题目很快就解出来了。 4) 变形代入法

这类题是用代入法最需要技巧的,我们分以下五类题型来分析怎么变形再代入。 例4(方程变形). 已知a+b+c=0,a+2b+3c=0,且abc ≠0,求

2

ab bc ca

b

++的值.

【解析】 对已知条件作形变往往要比对代数式做形变简单得多,因为代数式比条件复杂,而且给代数式做形变漫无目的,往往得不到想要的结果。

这道题已知条件是两个等式,三个字母,所以我们可以用一个字母表示其它字母,对已知条件变形得到方程组

a+b+c=0 b=-2c ==>

a+2b+3c=0 a=c

用c 代替a 、b 代入到分式中,能很快求解出来

2

ab bc ca

b

++=

4

34222

2

22-

=+--c

c

c c

例5(非负变形). 已知:22

86250a b a b +-++=,求

222

2

2644a ab b a ab b

---+的值.

【解析】观察已知条件,有平方项,所以可以化成平方的形式

0)3()4(25682

2

2

2

=++-=++-+b a b a b a

其中0)4(2≥-a 0)3(2≥+b 所以2)4(-a =0 2

)3(+b =0 得3,4-==b a

再带入原式很容易求出解。

例6(对应变形). 证明:若a+b+c=0,则

2

2

2

2

2

2

2

2

2

1110.b c a

c a b

a b c

+

+

=+-+-+-

【解析】这题可以用整式代入法,比如用-b-c 代替a ,但是代数式a 的符号和位置在三个分式中不同,如果用2

2

)(c b a +=代入得到的分母截然不同,增大化简的难度。

如果将代数式三个分式的分母化成相同的形式,反而化简方便,比如: 用a=-b-c 代入2

2

2

a c

b -+中的a ,得到-2b

c 用b=-a-c 代入2

2

2

b a

c -+中的b ,得到-2ac 用c=-a-b 代入2

2

2

c b a -+中的c ,得到-2ab

原式=

02212121=-++=

-+

-+

-abc

c b a ab

ac

bc

例7(倒数变形). 已知

,

,

,0.xy xz yz a b c abc x y

x z

y z

===≠+++且求证ab

ac bc abc x -+=

2

【解析】已知条件是

y

x xy +的形式,不能化简,如果颠倒分子分母,将

a y

x xy =+改写成

y

x

xy

y x a

111+

=

+=

的形式,使得x 、y 相互独立,简化已知条件。

写出变化后的形式

y x a 111+

=

z

x

b

111+

=

z

y

c

111+

=

x

z

x

y

x

z

y

c

2)11(

)11(

111-

+++=+

=

=x b a 211-+

所以

c

b

a

x

1112-

+

=

=abc ab

ac bc -+

则ab

ac bc abc

x -+=

2,得证。

例8(归类变形). 已知a

c c

b b a 111+

=+

=+

,且a 、b 、c 互不相等,求证:12

22=c b a

【解析】已知条件有三个字母,两个方程,若用a 表示b 、c ,能不能求出b 、c 的代数式都是问题。因此我们变形不要太过着急,如果从消元化简的方式不能变形,就考虑从结构化简的方式来变形。

这道题条件的形式不复杂,分为整式和分式,将整式归类,分式归类:

bc

c b b c b a -=-=

-11,可以发现分式形式大致消失了,

剩下的是加减形式(a-b)、(b-c)和乘积形式bc 将能从已知条件得到的关系列出来

bc

c b b a -=

-,ac

a c c

b -=-,ab

b a a

c -=-

左边和左边相乘,右边和右边相乘得

2

2

2

)

)()(())()((c

b a b a a

c c b a c c b b a ---=

---,

所以12

22=c b a

【结论】给已知条件变形是用代入法的前提,变形的目的是化简已知条件,可以从两个角度上来化简:

消元的角度:方程变形、非负变形------减少字母数量,方便化简 化简

结构的角度:对应、倒数、归类变形---调整关系式结构,方便化简 代入的方法多种多样,在此不可能一一列举出来,对大部分题目,观察代数式,对已知条件适当变形再代入是最适用的方法,当然也有例外,比如习题4,代数式并不是最简形式,可以先化简代数式再代用条件,事办功倍。 【练习】 1、已知

2

2

22

23,2342a b c a bc b a ab c

-+==--则

的值等于( ) (设值代入)

A .

12

B. 23

C. 35

D. 1924

2、若a 2

+b 2

=3ab,则(1+3

3

3

22)(1)b

b

a b

a b

÷+--的值等于( ) (整式代入)

A .

12

B. 0

C. 1

D.

23

3、已知:a+b+c=0,abc=8.求证:111a b c

++<0. (非负变形)

4、已知:a +b +c =0.

求证:111111

30.a b c b

c a c a b

????

??

+

+++++=

? ? ?????

?? (代数式归类变形) 5、已知abc=1,求证:

11

1

1

=+++

+++

++c ac c b bc b

a a

b a (对应变形)

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