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华杯赛辅导初二第二讲分式的化简与求值
分式的有关概念和性质与分数相类似,例如,分式的分母的值不能是零,即分式只有在分母不等于零时才有意义;也像分数一样,分式的分子与分母都乘以(或除以)同一个不等于零的整式,分式的值不变,这一性质是分式运算中通分和约分的理论根据.在分式运算中,主要是通过约分和通分来化简分式,从而对分式进行求值.除此之外,还要根据分式的具体特征灵活变形,以使问题得到迅速准确的解答.本讲主要介绍分式的化简与求值.
一、内容提要
除式含有字母的代数式叫做分式。分式的值是由分子、分母中的字母的取值确定的。
(1)分式中,当B≠0时有意义;当A、B同号时值为正,异号时值为负,反过来也成立.分子、分母都化为积的形式时,分式的符号由它们中的负因数的个数来确定.
(2)若A、B及都是整数,那么A是B的倍数,B是A的约数.
(3)一切有理数可用来表示,其中A是整数,B是正整数,且A、B互质.
分式的运算及恒等变形有一些特殊题型,要用特殊方法解答方便.
二、典型例题
例1x取什么值时,分式的值是零?是正数?是负数?
30-1-2解:=
3
0
-1
-2
以零点-2,-1,0,3把全体实数分为五个区间,标在数轴上(如上图)
当x=-1,x=3时分子是0,分母不等于0,这时分式的值是零;
当x-2,-1x0,x3时,分式的值是正数(∵负因数的个数是偶数)
当-2x-1,0x3时,分式的值是负数(∵负因数的个数是奇数)
例2m取什么值时,分式的值是正整数?
解:==2+
当>-2且m-1是9的约数时,分式的值是正整数
即m-1=1,3,9,-9解得m=2,4,10,-8.答:(略)
例3计算+--.
解:用带余除法得,原式=1++1+-1--1-
=+
=+=.
例4已知(a+b)∶(b+c)∶(c+a)=3∶4∶5.求①a∶b∶c;②.
解:设a+b=3k,则b+c=4k,c+a=5k,全部相加
得2(a+b+c)=12k,即a+b+c=6k,分别减上列各式
得a=2k,b=k,c=3k
∴①a∶b∶c=2∶1∶3;②==.
例5一个两位数除以它的两个数位上的数字和,要使商为最小值,求这个两位数;如果要使商为最大值呢?
解:设这个两位数为10x+y,那么0<x≤9,0≤y≤9
=1+
当x取最小值1,y取最大值9时,分式的值最小;当x取最大值9,y取最小值0时,分式的值最大.
答:商为最小值时的两位数是19,商为最大值时的两位数是90。
例6化简分式:.
分析直接通分计算较繁,先把每个假分式化成整式与真分式之和的形式,再化简将简便得多.
=[(2a+1)-(a-3)-(3a+2)+(2a-2)]
说明本题的关键是正确地将假分式写成整式与真分式之和的形式.
例7化简分式:.
并求当a=2时的值.
分析与解先化简再求值.直接通分较复杂,注意到平方差公式:a2-b2=(a+b)(a-b),
可将分式分步通分,每一步只通分左边两项.
例8若abc=1,求的值.
分析本题可将分式通分后,再进行化简求值,但较复杂.下面介绍几种简单的解法.
解法1因为abc=1,所以a,b,c都不为零.
解法2因为abc=1,所以a≠0,b≠0,c≠0.
例9化简分式:.
分析与解三个分式一齐通分运算量大,可先将每个分式的分母分解因式,然后再化简.
说明
互消掉的一对相反数,这种化简的方法叫“拆项相消”法,它是分式化简中常用的技巧.
例10化简计算(式中a,b,c两两不相等):.
似的,对于这个分式,显然分母可以分解因式为(a-b)(a-c),而分子又恰好凑成(a-b)+(a-c),因此有下面的解法.
解
说明本例也是采取“拆项相消”法,所不同的是利用
例11已知:x+y+z=3a(a≠0,且x,y,z不全相等),求
的值.
分析本题字母多,分式复杂.若把条件写成(x-a)+(y-a)+(z-a)=0,那么题目只与x-a,y-a,z-a有关,为简化计算,可用换元法求解.
解令x-a=u,y-a=v,z-a=w,则分式变为
u2+v2+w2+2(uv+vw+wu)=0.
由于x,y,z不全相等,所以u,v,w不全为零,所以u2+v2+w2≠0,从而有
说明从本例中可以看出,换元法可以减少字母个数,使运算过程简化.
例12化简分式:.
例13若,求分式的值.
适当变形,化简