Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

8.1: Спрощення раціональних виразів

  • Page ID
    58911
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Резюме

    До кінця цього розділу ви зможете:

    • Визначте значення, для яких раціональний вираз невизначений
    • Оцінити раціональні вирази
    • Спрощення раціональних виразів
    • Спрощення раціональних виразів за допомогою протилежних
    Ви готові?

    Перш ніж приступити до роботи, пройдіть цю вікторину про готовність.

    Якщо ви пропустили якусь проблему, поверніться до переліченого розділу і перегляньте матеріал.

    1. Спростити:\(\frac{90y}{15y^2}\).
      Якщо ви пропустили цю проблему, перегляньте [посилання].
    2. Фактор:\(6x^2−7x+2\).
      Якщо ви пропустили цю проблему, перегляньте [посилання].
    3. Фактор:\(n^3+8\).
      Якщо ви пропустили цю проблему, перегляньте [посилання].

    У главі 1 ми розглянули властивості дробів та їх операції. Ми ввели раціональні числа, які є просто дробами, де чисельники і знаменники є цілими числами, а знаменник не дорівнює нулю.

    У цьому розділі ми будемо працювати з дробами, чиї чисельники і знаменники є поліномами. Ми називаємо ці раціональні вирази.

    Визначення: РАЦІОНАЛЬНИЙ ВИРАЗ

    Раціональний вираз - це вираз виду\(\frac{p(x)}{q(x)}\), де p і q - многочлени і\(q \ne 0\).

    Пам'ятайте, що ділення на 0 не визначено.

    Ось кілька прикладів раціональних виразів:

    \[\begin{array}{cccc} {−\frac{13}{42}}&{\frac{7y}{8z}}&{\frac{5x+2}{x^2−7}}&{\frac{4x^2+3x−1}{2x−8}}\\ \nonumber \end{array}\]

    Зверніть увагу, що перший раціональний вираз, перерахований вище\(−\frac{13}{42}\), - це всього лише дріб. Оскільки константа - це многочлен з нульовим ступенем, то відношення двох констант є раціональним виразом, за умови, що знаменник не дорівнює нулю.

    Ми будемо виконувати ті ж операції з раціональними виразами, що і з дробами. Ми спростимо, додамо, віднімемо, множимо, ділимо і будемо використовувати їх в додатках.

    Визначте значення, для яких раціональний вираз не визначено

    Коли ми працюємо з числовим дробом, легко уникнути ділення на нуль, тому що ми можемо бачити число в знаменнику. Щоб уникнути ділення на нуль в раціональному вираженні, ми не повинні допускати значення змінної, яка зробить знаменник нулем.

    Якщо знаменник дорівнює нулю, раціональний вираз невизначений. Чисельником раціонального виразу може бути 0, але не знаменником.

    Тому, перш ніж ми почнемо будь-яку операцію з раціональним виразом, ми досліджуємо його спочатку, щоб знайти значення, які б зробити знаменник нуль. Таким чином, коли ми вирішимо раціональне рівняння, наприклад, ми дізнаємося, чи дозволені алгебраїчні розв'язки, які ми знаходимо, чи ні.

    Означення: ВИЗНАЧТЕ ЗНАЧЕННЯ, ДЛЯ ЯКИХ РАЦІОНАЛЬНИЙ ВИРАЗ НЕ ВИЗНАЧЕНО.
    1. Встановіть знаменник, рівний нулю.
    2. Розв'яжіть рівняння в множині реалів, якщо це можливо.
    Приклад\(\PageIndex{1}\)

    Визначте значення, для яких раціональне вираз невизначено:

    1. \(\frac{9y}{x}\)
    2. \(\frac{4b−3}{2b+5}\)
    3. \(\frac{x+4}{x^2+5x+6x}\)

    Рішення

    Вираз буде невизначено, коли знаменник дорівнює нулю.

    1. \(\frac{9y}{x}\)
    Встановіть знаменник, рівний нулю. Вирішити для змінної. х=0
      \(\frac{9y}{x}\)не визначено для x = 0.
    2.

    \(\frac{4b−3}{2b+5}\)

    Встановіть знаменник, рівний нулю. Вирішити для змінної. 2б+5=0
      2b=−5
      \(b=−\frac{5}{2}\)
      \(\frac{4b−3}{2b+5}\)не визначено для\(b=−\frac{5}{2}\).
    3. \(\frac{x+4}{x^2+5x+6x}\)
    Встановіть знаменник, рівний нулю. Вирішити для змінної. \(x^2+5x+6x=0\)
      \((x+2)(x+3)=0\)
      х+2=0 або х+3=0
      x=−2 або x=−3
      \(\frac{x+4}{x^2+5x+6x}\)не визначено для x=−2 або x=−3.

    Сказати, що\(\frac{x+4}{x^2+5x+6x}\) раціональний вираз не визначено для x=−2orx=−3, подібно до написання фрази «void, де заборонено» у правилах конкурсу.

    Спробуйте\(\PageIndex{2}\)

    Визначте значення, для яких раціональне вираз невизначено:

    1. \(\frac{3y}{x}\)
    2. \(\frac{8n−5}{3n+1}\)
    3. \(\frac{a+10}{a^2+4a+3a}\)
    Answer
    1. x=0
    2. \(n=−\frac{1}{3}\)
    3. a=−1, a=−3
    Try It \(\PageIndex{3}\)

    Визначте значення, для яких раціональне вираз невизначено:

    1. \(\frac{4p}{5q}\)
    2. \(\frac{y−1}{3y+2}\)
    3. \(\frac{m−5}{m^2+m−6}\)
    Відповідь
    1. q=0
    2. \(y=−\frac{2}{3}\)
    3. м = 2, м = −3

    Оцінити раціональні вирази

    Щоб оцінити раціональний вираз, ми підставляємо значення змінних у вираз і спрощуємо, як і для багатьох інших виразів у цій книзі.

    Приклад\(\PageIndex{4}\)

    Оцініть\(\frac{2x+3}{3x−5}\) для кожного значення:

    1. х=0
    2. х=2
    3. x=−3

    Рішення

    1. .
    . .
    Спростити. .
    2. .
    . .
    Спростити. .
      .
      .
    3. .
    . .
    Спростити. .
      .
      .
    Спробуйте\(\PageIndex{5}\)

    Оцінити\(\frac{y+1}{2y−3}\) for each value:

    1. y=1
    2. y=−3
    3. y=0
    Answer
    1. −2
    2. \(\frac{2}{9}\)
    3. \(−\frac{1}{3}\)
    Try It \(\PageIndex{6}\)

    Оцініть\(\frac{5x−1}{2x+1}\) для кожного значення:

    1. х=1
    2. x=−1
    3. х=0
    Відповідь
    1. \(\frac{4}{3}\)
    2. 6
    3. −1
    Приклад\(\PageIndex{7}\)

    Оцініть\(\frac{x^2+8x+7}{x^2−4}\) для кожного значення:

    1. х=0
    2. х=2
    3. x=−1

    Рішення

    1. .
    . .
    Спростити. .
      .
    2. .
    . .
    Спростити. .
      .
    Цей раціональний вираз не визначено для x = 2.
    3. .
    . .
    Спростити. .
      .
      .
      .
    Спробуйте\(\PageIndex{8}\)

    Оцінити\(\frac{x^2+1}{x^2−3x+2}\) for each value:

    1. x=0
    2. x=−1
    3. x=3
    Answer
    1. \(\frac{1}{2}\)
    2. \(\frac{1}{3}\)
    3. 2
    Try It \(\PageIndex{9}\)

    Оцініть\(\frac{x^2+x−6}{x^2−9}\) для кожного значення.

    1. х=0
    2. x=−2
    3. х=1
    Відповідь
    1. \(\frac{2}{3}\)
    2. \(\frac{4}{5}\)
    3. \(\frac{1}{2}\)

    Пам'ятайте, що дріб спрощується, коли він не має спільних факторів, крім 1, в чисельнику і знаменнику. Коли ми оцінюємо раціональний вираз, ми обов'язково спрощуємо отриманий дріб.

    Приклад\(\PageIndex{10}\)

    Оцініть\(\frac{a^2+2ab+b^2}{3ab}\) для кожного значення.

    1. а=1, б=2
    2. a=−2, b=−1
    3. \(a=\frac{1}{3}\), b=0

    Рішення

    1. \(\frac{a^2+2ab+b^2}{3ab}\)коли a=1, b=2
    . .
    Спростити. .
      .
      .
    2. \(\frac{a^2+2ab+b^2}{3ab}\)коли a=−2, b=−1
    . .
    Спростити. .
      .
      .
    3. \(\frac{a^2+2ab+b^2}{3ab}\)коли\(a=\frac{1}{3}\), b=0
    . .
    Спростити. .
      .
    Спробуйте\(\PageIndex{11}\)

    Оцінити\(\frac{2a^{3}b}{a^2+2ab+b^2}\) for each value.

    1. a=−1, b=2
    2. a=0, b=−1
    3. a=1, \(b=\frac{1}{2}\)
    Answer
    1. −4
    2. 0
    3. \(\frac{4}{9}\)
    Try It \(\PageIndex{12}\)

    Оцініть\(\frac{a^2−b^2}{8ab^3}\) для кожного значення:

    1. a=1, b=−1
    2. \(a=\frac{1}{2}\), b=−1
    3. a=−2, b=1
    Відповідь
    1. 0
    2. \(\frac{3}{16}\)
    3. \(\frac{3}{16}\)

    Спрощення раціональних виразів

    Так само, як дріб вважається спрощеним, якщо в його чисельнику і знаменнику відсутні загальні множники, крім 1, раціональний вираз спрощується, якщо в його чисельнику і знаменнику немає загальних факторів, крім 1.

    Визначення: СПРОЩЕНИЙ РАЦІОНАЛЬНИЙ ВИРАЗ

    Раціональний вираз вважається спрощеним, якщо в його чисельнику і знаменнику відсутні загальні фактори.

    Наприклад:

    • \(\frac{2}{3}\)спрощується, оскільки немає загальних факторів 2 і 3.
    • \(\frac{2x}{3x}\)не спрощується, оскільки х є загальним коефіцієнтом 2 х і 3 х.

    Ми використовуємо властивість еквівалентних дробів для спрощення числових дробів. Ми повторюємо його тут, оскільки ми також будемо використовувати його для спрощення раціонального виразу s.

    Визначення: ВЛАСТИВІСТЬ ЕКВІВАЛЕНТНИХ ДРОБ

    Якщо a, b і c - числа де\(b \ne 0\)\(c\ne 0\), то\(\frac{a}{b}=\frac{a·c}{b·c}\) і\(\frac{a·c}{b·c}=\frac{a}{b}\)

    Зверніть увагу, що у властивості еквівалентних дробів значення, які б зробили знаменники нульовими, спеціально заборонені. Бачимо\(b \ne 0\),\(c\ne 0\) чітко викладено. Кожен раз, коли ми пишемо раціональний вираз, ми повинні зробити подібне твердження, що забороняє значення, які б зробили знаменник нуль. Однак, щоб ми зосередилися на роботі під рукою, ми опустимо її написання на прикладах.

    Почнемо з розгляду того, як ми спрощуємо числові дроби.

    Приклад\(\PageIndex{13}\)

    Спростити:\(−\frac{36}{63}\).

    Рішення

      .
    Перепишіть чисельник і знаменник із зазначенням загальних факторів. .
    Спростіть використання властивості еквівалентних дробів. .

    Зверніть увагу, що дріб\(−\frac{4}{7}\) спрощується, оскільки більше немає загальних факторів.

    Спробуйте\(\PageIndex{14}\)

    Спростити:\(−\frac{45}{81}\).

    Answer

    \(−\frac{5}{9}\)

    Try It \(\PageIndex{15}\)

    Спростити:\(−\frac{42}{54}\).

    Відповідь

    \(−\frac{7}{9}\)

    Протягом цієї глави ми будемо вважати, що всі числові значення, які зробили б знаменник нулем, виключаються. Ми не будемо писати обмеження для кожного раціонального виразу, але майте на увазі, що знаменник ніколи не може бути нулем. Таким чином, в цьому наступному\(x \ne 0\) прикладі, і\(y \ne 0\).

    Приклад\(\PageIndex{16}\)

    Спростити:\(\frac{3xy}{18x^{2}y^{2}}\).

    Рішення

      .
    Перепишіть чисельник і знаменник із зазначенням загальних факторів. .
    Спростіть використання властивості еквівалентних дробів. .

    Ви помітили, що це ті самі кроки, які ми зробили, коли розділили мономи в поліномах?

    Спробуйте\(\PageIndex{17}\)

    Спростити:\(\frac{4x^{2}y}{12xy^2}\).

    Answer

    \(\frac{x}{3y}\)

    Try It \(PageIndex{18}\)

    Спростити:\(\frac{16x^{2}y}{2xy^2}\).

    Відповідь

    \(\frac{8x}{y}\)

    Для спрощення раціональних виразів спочатку запишемо чисельник і знаменник у факторованому вигляді. Потім ми видаляємо загальні фактори, використовуючи властивість Equivalent Fractions.

    Будьте дуже обережні, як ви видаляєте загальні фактори. Коефіцієнти множаться, щоб зробити виріб. Ви можете видалити фактор з продукту. Ви не можете вилучити термін із суми.

    Ця цифра містить три колонки. У першому стовпчику показані чисельник і знаменник у факторованому вигляді. Чисельник має 2 рази 3 рази 7. Знаменник має 3 рази 5 разів 7. Загальні фактори, 3 і 7 перекреслені. Другий ряд, перший стовпець показує, що залишається після перекреслення трійок і сімок, що становить 2 над 5 у вигляді дробу. Останній рядок в першому стовпці говорить: «Ми прибрали загальні множники 3 і 7. Вони є факторами продукту». Перший рядок середнього стовпця показує 3 x, а потім x мінус 9 у дужках чисельника. Знаменник показує 5, а потім x-9 в дужках. Загальні фактори х мінус 9 перекреслені. Другий ряд середнього стовпчика показує, що залишається після видалення загальних факторів, що становить 3 х більше 5 у вигляді дробу. Останній рядок в середньому стовпці говорить: «Ми видалили загальний коефіцієнт х мінус 9. Це фактор продукту». Перший рядок третього стовпця показує х плюс 5 в чисельнику і х у знаменнику. У другому рядку написано «Немає загальних факторів», а третій рядок говорить: «Хоча в чисельнику і знаменнику є х, х у чисельнику є член суми».

    Зверніть увагу, що видалення х з\(\frac{x+5}{x}\) було б як скасування 2 в дробі\(\frac{2+5}{2}\)!

    Як спростити раціональні біноміали

    Приклад\(\PageIndex{19}\)

    Спростити:\(\frac{2x+8}{5x+20}\).

    Рішення

    Ця цифра являє собою таблицю з трьома стовпцями і двома рядками. Перший стовпець є стовпцем заголовка, і він містить імена та номери кожного кроку. Друга графа містить подальші письмові інструкції. Третій стовпець містить математику. У верхньому рядку таблиці в першій клітинці написано «Крок 1. Фактор чисельник і знаменник повністю». У другій клітці написано «Фактор 2x плюс 8 і 5x мінус 20». Третя клітина містить 2x плюс 8, розділені на 5x плюс 20. Нижче це 2 рази х плюс 4 ділиться на 5 разів х плюс 4.У другому ряду перша клітина говорить «Крок 2. Спростіть, розділивши загальні фактори». Друга клітина говорить «Розділіть загальні фактори». Третя комірка містить 2 рази x плюс 4, розділені на 5 разів x плюс 4, де x плюс 4 скасовується в чисельнику та знаменнику. Це спрощує до 2 п'ятих.

    Спробуйте\(\PageIndex{20}\)

    Спростити:\(\frac{3x−6}{2x−4}\).

    Answer

    \(\frac{3}{2}\)

    Try It \(\PageIndex{21}\)

    Спростити:\(\frac{7y+35}{5y+25}\).

    Відповідь

    \(\frac{7}{5}\)

    Тепер ми підсумовуємо кроки, які слід виконати, щоб спростити раціональні вирази.

    Визначення: СПРОСТИТИ РАЦІОНАЛЬНИЙ ВИРАЗ.
    1. Коефіцієнт чисельника і знаменника повністю.
    2. Спростити, розділивши загальні фактори.
    Зазвичай ми залишаємо спрощений раціональний вираз в факторованому вигляді. Таким чином легко перевірити, що ми видалили всі загальні фактори!

    Ми будемо використовувати методи, які ми розглянули в Факторинг, щоб перерахувати поліноми в чисельниках і знаменниках у наступних прикладах.

    Приклад\(\PageIndex{22}\)

    Спростити:\(\frac{x^2+5x+6}{x^2+8x+12}\).

    Рішення

      \(\frac{x^2+5x+6}{x^2+8x+12}\)
    Коефіцієнт чисельника і знаменника. \(\frac{(x+2)(x+3)}{(x+2)(x+6)}\)
    Видаліть загальний множник х+2 з чисельника і знаменника. \(\frac{x+3}{x+6}\)

    Чи можете ви сказати, які значення x повинні бути виключені в цьому прикладі?

    Спробуйте\(\PageIndex{23}\)

    Спростити:\(\frac{x^2−x−2}{x^2−3x+2}\).

    Answer

    \(\frac{x+1}{x−1}\)

    Try It \(\PageIndex{24}\)

    Спростити:\(\frac{x^2−3x−10}{x^2+x−2}\).

    Відповідь

    \(\frac{x−5}{x−1}\)

    Приклад\(\PageIndex{25}\)

    Спростити:\(\frac{y^2+y−42}{y^2−36}\).

    Рішення

      \(\frac{y^2+y−42}{y^2−36}\).
    Коефіцієнт чисельника і знаменника. \(\frac{(y+7)(y−6)}{(y+6)(y−6)}\)
    Вилучити загальний множник y−6 з чисельника та знаменника. \(\frac{y+7}{y+6}\)
    Спробуйте\(\PageIndex{26}\)

    Спростити:\(\frac{x^2+x−6}{x^2−4}\).

    Answer

    \(\frac{x+3}{x+2}\)

    Try It \(\PageIndex{27}\)

    Спростити:\(\frac{x^2+8x+7}{x^2−49}\).

    Відповідь

    \(\frac{x+1}{x−7}\)

    Приклад\(\PageIndex{28}\)

    Спростити:\(\frac{p^3−2p^2+2p−4}{p^2−7p+10}\).

    Рішення

      \(\frac{p^3−2p^2+2p−4}{p^2−7p+10}\)
    Фактор чисельник і знаменник, використовуючи групування для множення чисельника. \(\frac{p^2(p−2)+2(p−2)}{(p−5)(p−2)}\)
      \(\frac{(p^2+2)(p−2)}{(p−5)(p−2)}\)
    Вилучити загальний множник p−2 з чисельника та знаменника. \(\frac{p^2+2}{p−5}\)
    Спробуйте\(\PageIndex{29}\)

    Спростити:\(\frac{y^3−3y^2+y−3}{y^2−y−6}\).

    Answer

    \(\frac{y^2+1}{y+2}\)

    Try It \(\PageIndex{30}\)

    Спростити:\(\frac{p^3−p^2+2p−2}{p^2+4p−5}\).

    Відповідь

    \(\frac{p^2+2}{p+5}\)

    Приклад\(\PageIndex{31}\)

    Спростити:\(\frac{2n^2−14n}{4n^2−16n−48}\).

    Рішення

      \(\frac{2n^2−14n}{4n^2−16n−48}\)
    Фактор чисельника і знаменника, спочатку факторинг GCF. \(\frac{2n(n−7)}{4(n^2−4n−12)}\)
      \(\frac{2n(n−7)}{4(n−6)(n+2)}\)
    Прибрати загальний фактор, 2. \(\frac{n(n−7)}{2(n−6)(n+2)}\)
    Спробуйте\(\PageIndex{32}\)

    Спростити:\(\frac{2n^2−10n}{4n^2−16n−20}\).

    Answer

    \(\frac{n}{2(n+1)}\)

    Try It \(\PageIndex{33}\)

    Спростити:\(\frac{4x^2−16x}{8x^2−16x−64}\).

    Відповідь

    \(\frac{x}{2(x+2)}\)

    Приклад\(\PageIndex{34}\)

    Спростити:\(\frac{3b^2−12b+12}{6b^2−24}\).

    Рішення

      \(\frac{3b^2−12b+12}{6b^2−24}\)
    Фактор чисельника і знаменника, спочатку факторинг GCF. \(\frac{3(b^2−4b+4)}{6(b^2−4)}\)
      \(\frac{3(b−2)(b−2)}{6(b−2)(b+2)}\)
    Вилучити загальні фактори b−2 та 3. \(\frac{3(b−2)}{2(b+2)}\)
    Спробуйте\(\PageIndex{35}\)

    Спростити:\(\frac{2x^2−12x+18}{3x^2−27}\).

    Answer

    \(\frac{2(x−3)}{3(x+3)}\)

    Try It \(PageIndex{36}\)

    Спростити:\(\frac{5y^2−30y+25}{2y^2−50}\).

    Відповідь

    \(\frac{5(x−1)}{2(x+5)}\)

    Приклад\(\PageIndex{37}\)

    Спростити:\(\frac{m^3+8}{m^2−4}\).

    Рішення

      \(\frac{m^3+8}{m^2−4}\)
    Коефіцієнт чисельника і знаменника, використовуючи формули для суми кубів і різниці квадратів. \(\frac{(m+2)(m^2−2m+4)}{(m+2)(m−2)}\)
    Прибрати загальні фактори m+2. \(\frac{m^2−2m+4}{m−2}\)
    Спробуйте\(\PageIndex{38}\)

    Спростити:\(\frac{p^3−64}{p^2−16}\).

    Answer

    \(\frac{p^2+4p+16}{p+4}\)

    Try It \(\PageIndex{39}\)

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

    Відповідь

    \(\frac{x^2−2x+4}{x−2}\)

    Спрощення раціональних виразів за допомогою протилежних

    Зараз ми побачимо, як спростити раціональний вираз, чисельник і знаменник якого мають протилежні фактори. Почнемо з числового дробу, скажімо\(\frac{7}{−7}\).

    Ми знаємо, що цей дріб спрощує до −1. Ми також визнаємо, що чисельник і знаменник - протилежності.

    У Foundations ми ввели протилежні позначення: протилежне a є −a. Ми також пам'ятаємо, що −a=−1·a

    Спрощуємо дріб\(\frac{a}{−a}\)

    \[\begin{array}{ll} {}&{\frac{a}{−a}}\\ {\text{We could rewrite this.}}&{\frac{1·a}{−1·a}}\\ {\text{Remove the common factors.}}&{\frac{1}{−1}}\\ {\text{Simplify.}}&{−1}\\ \nonumber \end{array}\]

    Отже, таким же чином ми можемо спростити дріб\(\frac{x−3}{−(x−3)}\)

    \[\begin{array}{ll} {}&{\frac{x−3}{−(x−3)}}\\ {\text{We could rewrite this.}}&{\frac{1·(x−3)}{−1·(x−3)}}\\ {\text{Remove the common factors.}}&{\frac{1}{−1}}\\ {\text{Simplify.}}&{−1}\\ \nonumber \end{array}\]

    Але протилежне x−3 можна записати інакше:

    \[\begin{array}{ll} {}&{−(x−3)}\\ {\text{Distribute.}}&{−x+3}\\ {\text{Rewrite.}}&{3−x}\\ \nonumber \end{array}\]

    Це означає, що дріб\(\frac{x−3}{3−x}\) спрощується до −1.

    Загалом, ми могли б записати протилежне a−b як b−a. Отже, раціональний вираз\(\frac{a−b}{b−a}\) спрощує −1.

    Визначення: ПРОТИЛЕЖНОСТІ В РАЦІОНАЛЬНОМУ ВИРАЖЕННІ

    Протилежністю a−b є b−a

    \(\frac{a−b}{b−a}=−1\),\(a \ne b\)

    Вираз та його протилежне ділення на −1

    Ми будемо використовувати цю властивість для спрощення раціональних виразів, які містять протилежності в своїх чисельниках і знаменниках.

    Приклад\(\PageIndex{40}\)

    Спростити:\(\frac{x−8}{8−x}\).

    Рішення

      \(\frac{x−8}{8−x}\).
    Визнайте, що x−8 та 8−x є протилежностями −1
    Спробуйте\(\PageIndex{41}\)

    Спростити:\(\frac{y−2}{2−y}\).

    Answer

    −1

    Try It \(\PageIndex{42}\)

    Спростити:\(\frac{n−9}{9−n}\).

    Відповідь

    −1

    Пам'ятайте, першим кроком у спрощенні раціонального виразу є множення чисельника і знаменника повністю.

    Приклад\(\PageIndex{43}\)

    Спростити:\(\frac{14−2x}{x^2−49}\).

    Рішення

      .
    Коефіцієнт чисельника і знаменника. .
    Визнати, що 7−x та x−7 є протилежностями. .
    Спростити. .
    Спробуйте\(\PageIndex{44}\)

    Спростити:\(\frac{10−2y}{y^2−25}\).

    Answer

    \(−\frac{2}{y+5}\)

    Try It \(\PageIndex{45}\)

    Спростити:\(\frac{3y−27}{81−y^2}\).

    Відповідь

    \(−\frac{3}{9+y}\)

    Приклад\(\PageIndex{46}\)

    Спростити:\(\frac{x^2−4x−32}{64−x^2}\).

    Рішення

      .
    Коефіцієнт чисельника і знаменника. .
    Визнайте фактори, які є протилежними. .
    Спростити. .
    Спробуйте\(\PageIndex{47}\)

    Спростити:\(\frac{x^2−4x−5}{25−x^2}\).

    Answer

    \(−\frac{x+1}{x+5}\)

    Try It \(\PageIndex{48}\)

    Спростити:\(\frac{x^2+x−2}{1−x^2}\).

    Відповідь

    \(−\frac{x+2}{x+1}\)

    Ключові поняття

    • Визначте значення, для яких раціональний вираз не визначено
      1. Встановіть знаменник, рівний нулю.
      2. Вирішіть рівняння, якщо це можливо.
    • Спрощений раціональний вираз
      • Раціональний вираз вважається спрощеним, якщо в його чисельнику і знаменнику відсутні загальні фактори.
    • Спрощення раціонального виразу
      1. Коефіцієнт чисельника і знаменника повністю.
      2. Спростити, розділивши загальні фактори.
    • Протилежності в раціональному вираженні
      • Протилежністю a−b є b−a
        \(\frac{a−b}{b−a}=−1\)\(a \ne b\)\(b \ne 0\),\(a \ne b\)

    Практика робить досконалим

    У наступних вправах визначте значення, для яких раціональне вираз невизначено.

    Приклад\(\PageIndex{49}\)
    1. \(\frac{2x}{z}\)
    2. \(\frac{4p−1}{6p−5}\)
    3. \(\frac{n−3}{n^2+2n−8}\)
    Відповідь
    1. з=0
    2. \(p=\frac{5}{6}\)
    3. n=−4, n = 2
    Приклад\(\PageIndex{50}\)
    1. \(\frac{10m}{11n}\)
    2. \(\frac{6y+13}{4y−9}\)
    3. \(\frac{b−8}{b^2−36}\)
    Приклад\(\PageIndex{51}\)
    1. \(\frac{4x^{2}y}{3y}\)
    2. \(\frac{3x−2}{2x+1}\)
    3. \(\frac{u−1}{u^2−3u−28}\)
    Відповідь
    1. y=0
    2. \(x=−\frac{1}{2}\)
    3. u=−4, u=7
    Приклад\(\PageIndex{52}\)
    1. \(\frac{5pq^{2}}{9q}\)
    2. \(\frac{7a−4}{3a+5}\)
    3. \(\frac{1}{x^2−4}\)
    Оцінити раціональні вирази

    У наступних вправах оцініть раціональне вираження для заданих значень.

    Приклад\(\PageIndex{53}\)

    \(\frac{2x}{x−1}\)

    1. х=0
    2. х=2
    3. x=−1
    Відповідь
    1. 0
    2. 4
    3. 1
    Приклад\(\PageIndex{54}\)

    \(\frac{4y−1}{5y−3}\)

    1. y=0
    2. y=2
    3. y=−1
    Приклад\(\PageIndex{55}\)

    \(\frac{2p+3}{p^2+1}\)

    1. p=0
    2. p=1
    3. p=−2
    Відповідь
    1. 3
    2. \(\frac{5}{2}\)
    3. \(−\frac{1}{5}\)
    Приклад\(\PageIndex{56}\)

    \(\frac{x+3}{2−3x}\)

    1. х=0
    2. х=1
    3. x=−2
    Приклад\(\PageIndex{57}\)

    \(\frac{y^2+5y+6}{y^2−1}\)

    1. y=0
    2. y=2
    3. y=−2
    Відповідь
    1. −6
    2. \(\frac{20}{3}\)
    3. 0
    Приклад\(\PageIndex{58}\)

    \(\frac{z^2+3z−10}{z^2−1}\)

    1. з=0
    2. з=2
    3. z=−2
    Приклад\(\PageIndex{59}\)

    \(\frac{a^2−4}{a^2+5a+4}\)

    1. а=0
    2. а=1
    3. a=−2
    Відповідь
    1. −1
    2. \(−\frac{3}{10}\)
    3. 0
    Приклад\(\PageIndex{60}\)

    \(\frac{b^2+2}{b^2−3b−4}\)

    1. b=0
    2. b=2
    3. b=−2
    Приклад\(\PageIndex{61}\)

    \(\frac{x^2+3xy+2y^2}{2x^{3}y}\)

    1. x=1, y=−1
    2. х=2, у = 1
    3. x=−1, y=−2
    Відповідь
    1. 0
    2. \(\frac{3}{4}\)
    3. \(\frac{15}{4}\)
    Приклад\(\PageIndex{62}\)

    \(\frac{c^2+cd−2d^2}{cd^{3}}\)

    1. c=2, д=−1
    2. c=1, д=−1
    3. c = −1, д=2
    Приклад\(\PageIndex{63}\)

    \(\frac{m^2−4n^2}{5mn^3}\)

    1. м=2, н=1
    2. m=−1, n=−1
    3. м = 3, н=2
    Відповідь
    1. 0
    2. \(−\frac{3}{5}\)
    3. \(−\frac{7}{20}\)
    Приклад\(\PageIndex{64}\)

    \(\frac{2s^{2}t}{s^2−9t^2}\)

    1. с=4, т = 1
    2. s=−1, t=−1
    3. с=0, т = 2
    Спрощення раціональних виразів

    У наступних вправах спростити.

    Приклад\(\PageIndex{65}\)

    \(−\frac{4}{52}\)

    Відповідь

    \(−\frac{1}{13}\)

    Приклад\(\PageIndex{66}\)

    \(−\frac{44}{55}\)

    Приклад\(\PageIndex{67}\)

    \(\frac{56}{63}\)

    Відповідь

    \(\frac{8}{9}\)

    Приклад\(\PageIndex{68}\)

    \(\frac{65}{104}\)

    Приклад\(\PageIndex{69}\)

    \(\frac{6ab^{2}}{12a^{2}b}\)

    Відповідь

    \(\frac{b}{2ab}\)

    Приклад\(\PageIndex{70}\)

    \(\frac{15xy^{3}}{x^{3}y^{3}}\)

    Приклад\(\PageIndex{71}\)

    \(\frac{8m^{3}n}{12mn^2}\)

    Відповідь

    \(\frac{2m^2}{3n}\)

    Приклад\(\PageIndex{72}\)

    \(\frac{36v^{3}w^2}{27vw^3}\)

    Приклад\(\PageIndex{73}\)

    \(\frac{3a+6}{4a+8}\)

    Відповідь

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

    Приклад\(\PageIndex{74}\)

    \(\frac{5b+5}{6b+6}\)

    Приклад\(\PageIndex{75}\)

    \(\frac{3c−9}{5c−15}\)

    Відповідь

    \(\frac{3}{5}\)

    Приклад\(\PageIndex{76}\)

    \(\frac{4d+8}{9d+18}\)

    Приклад\(\PageIndex{77}\)

    \(\frac{7m+63}{5m+45}\)

    Відповідь

    \(\frac{7}{5}\)

    Приклад\(\PageIndex{78}\)

    \(\frac{8n−96}{3n−36}\)

    Вправа\(\PageIndex{79}\)

    \(\frac{12p−240}{5p−100}\)

    Відповідь

    \(\frac{12}{5}\)

    Приклад\(\PageIndex{80}\)

    \(\frac{6q+210}{5q+175}\)

    Приклад\(\PageIndex{81}\)

    \(\frac{a^2−a−12}{a^2−8a+16}\)

    Відповідь

    \(\frac{a+3}{a−4}\)

    Приклад\(\PageIndex{82}\)

    \(\frac{x^2+4x−5}{x^2−2x+1}\)

    Приклад\(\PageIndex{83}\)

    \(\frac{y^2+3y−4}{y^2−6y+5}\)

    Відповідь

    \(\frac{y+4}{y−5}\)

    Приклад\(\PageIndex{84}\)

    \(\frac{v^2+8v+15}{v^2−v−12}\)

    Приклад\(\PageIndex{85}\)

    \(\frac{x^2−25}{x^2+2x−15}\)

    Відповідь

    \(\frac{x−5}{x−3}\)

    Приклад\(\PageIndex{86}\)

    \(\frac{a^2−4}{a^2+6a−16}\)

    Приклад\(\PageIndex{87}\)

    \(\frac{y^2−2y−3}{y^2−9}\)

    Відповідь

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

    Приклад\(\PageIndex{88}\)

    \(\frac{b^2+9b+18}{b^2−36}\)

    Приклад\(\PageIndex{89}\)

    \(\frac{y^3+y^2+y+1}{y^2+2y+1}\)

    Відповідь

    \(\frac{y^2+1}{y+1}\)

    Приклад\(\PageIndex{90}\)

    \(\frac{p^3+3p^2+4p+12}{p^2+p−6}\)

    Приклад\(\PageIndex{91}\)

    \(\frac{x^3−2x^2−25x+50}{x^2−25}\)

    Відповідь

    x−2

    Приклад\(\PageIndex{92}\)

    \(\frac{q^3+3q^2−4q−12}{q^2−4}\)

    Приклад\(\PageIndex{93}\)

    \(\frac{3a^2+15a}{6a^2+6a−36}\)

    Відповідь

    \(\frac{a(a+5)}{2(a+3)(a−2)}\)

    Приклад\(\PageIndex{94}\)

    \(\frac{8b^2−32b}{2b^2−6b−80}\)

    Приклад\(\PageIndex{95}\)

    \(\frac{−5c^2−10c}{−10c^2+30c+100}\)

    Відповідь

    \(\frac{c}{2(c−5)}\)

    Приклад\(\PageIndex{96}\)

    \(\frac{4d^2−24d}{2d^2−4d−48}\)

    Приклад\(\PageIndex{97}\)

    \(\frac{3m^2+30m+75}{4m^2−100}\)

    Відповідь

    \(\frac{3(m+5)}{4(m−5)}\)

    Приклад\(\PageIndex{98}\)

    \(\frac{5n^2+30n+45}{2n^2−18}\)

    Приклад\(\PageIndex{99}\)

    \(\frac{5r^2+30r−35}{r^2−49}\)

    Відповідь

    \(\frac{5(r−1)}{r+7}\)

    Приклад\(\PageIndex{100}\)

    \(\frac{3s^2+30s+24}{3s^2−48}\)

    Приклад\(\PageIndex{101}\)

    \(\frac{t^3−27}{t^2−9}\)

    Відповідь

    \(\frac{t^2+3t+9}{t+3}\)

    Приклад\(\PageIndex{102}\)

    \(\frac{v^3−1}{v^2−1}\)

    Приклад\(\PageIndex{103}\)

    \(\frac{w^3+216}{w^2−36}\)

    Відповідь

    \(\frac{w^2−6w+36}{w−6}\)

    Приклад\(\PageIndex{104}\)

    \(\frac{v^3+125}{v^2−25}\)

    Спрощення раціональних виразів за допомогою протилежних

    У наступних вправах спрощуйте кожне раціональне вираження.

    Приклад\(\PageIndex{105}\)

    \(\frac{a−5}{5−a}\)

    Відповідь

    −1

    Приклад\(\PageIndex{106}\)

    \(\frac{b−12}{12−b}\)

    Приклад\(\PageIndex{107}\)

    \(\frac{11−c}{c−11}\)

    Відповідь

    −1

    Приклад\(\PageIndex{108}\)

    \(\frac{5−d}{d−5}\)

    Приклад\(\PageIndex{109}\)

    \(\frac{12−2x}{x^2−36}\)

    Відповідь

    \(−\frac{2}{x+6}\)

    Приклад\(\PageIndex{110}\)

    \(\frac{20−5y}{y^2−16}\)

    Приклад\(\PageIndex{111}\)

    \(\frac{4v−32}{64−v^2}\)

    Відповідь

    \(−\frac{4}{8+v}\)

    Приклад\(\PageIndex{112}\)

    \(\frac{7w−21}{9−w^2}\)

    Приклад\(\PageIndex{113}\)

    \(\frac{y^2−11y+24}{9−y^2}\)

    Відповідь

    \(−\frac{y−8}{3+y}\)

    Приклад\(\PageIndex{114}\)

    \(\frac{z^2−9z+20}{16−z^2}\)

    Приклад\(\PageIndex{115}\)

    \(\frac{a^2−5a−36}{81−a^2}\)

    Відповідь

    \(−\frac{a+4}{9+a}\)

    Приклад\(\PageIndex{116}\)

    \(\frac{b^2+b−42}{36−b^2}\)

    Щоденна математика

    Приклад\(\PageIndex{117}\)

    Податкові ставки За 2015 податковий рік суму податку, заборгованості однієї особи, яка заробляє від $37450 до $90,750, можна знайти, оцінивши формулу 0.25x−4206.25, де х - дохід. Середню ставку податку на цей дохід можна дізнатися, оцінивши формулу\(\frac{0.25x−4206.25}{x}\). Якою була б середня ставка податку для однієї людини, яка заробляє $50,000?

    Відповідь

    16,5%

    Приклад\(\PageIndex{118}\)

    Робота Тривалість часу, необхідного двом людям для виконання одного і того ж завдання, якщо вони працюють разом, можна знайти, оцінивши формулу\(\frac{xy}{x+y}\). Якщо Том зможе намалювати лігво за х=45 хвилин, а його брат Боббі може намалювати його за y=60 хвилин, скільки хвилин це займе їм, якщо вони працюватимуть разом?

    Письмові вправи

    Приклад\(\PageIndex{119}\)

    Поясніть, як ви знаходите значення x, для яких\(\frac{x^2−x−20}{x^2−4}\) раціональний вираз невизначений.

    Приклад\(\PageIndex{120}\)

    Поясніть всі кроки, які ви робите для спрощення раціонального виразу\(\frac{p^2+4p−21}{9−p^2}\).

    Самостійна перевірка

    ⓐ Після виконання вправ скористайтеся цим контрольним списком, щоб оцінити своє володіння цілями цього розділу.

    На цьому малюнку показана таблиця з чотирма стовпцями і п'ятьма рядками. Перший рядок є рядком заголовка, і кожен стовпець позначений. Перший заголовок стовпця має позначку «Я можу...», другий - «Впевнено», третій - «З деякою допомогою», а четвертий - «Ні - я не розумію!» У першому стовпці під «Я можу» клітинки читають «визначити значення, для яких раціональний вираз невизначений», «оцінювати раціональні вирази», «спростити раціональні вирази» та «спростити раціональні вирази з протилежними факторами». Решта осередків порожні.

    ⓑ Якщо більшість ваших чеків були:

    ... впевнено. Вітаємо! Ви досягли своїх цілей у цьому розділі! Подумайте про навички навчання, які ви використовували, щоб ви могли продовжувати їх використовувати. Що ви зробили, щоб стати впевненим у своїй здатності робити ці речі? Будьте конкретні!

    ... з деякою допомогою. Це потрібно вирішувати швидко, оскільки теми, які ви не освоюєте, стають вибоїнами на вашому шляху до успіху. Математика послідовна - кожна тема будується на попередній роботі. Важливо переконатися, що у вас міцний фундамент, перш ніж рухатися далі. До кого можна звернутися за допомогою? Ваші колеги-однокласники та інструктор - хороші ресурси. Чи є в кампусі місце, де доступні репетитори з математики? Чи можна вдосконалити свої навички навчання?

    ... ні - я не розумію! Це критично, і ви не повинні це ігнорувати. Вам потрібно негайно отримати допомогу, інакше ви швидко будете перевантажені. Зверніться до інструктора якомога швидше, щоб обговорити вашу ситуацію. Разом ви можете придумати план, щоб отримати вам необхідну допомогу.

    Глосарій

    раціональне вираження
    Раціональний вираз - це вираз виду\(\frac{p}{q}\), де p і q - многочлени і\(q \ne 0\).