Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

7.6: Складні фракції

У цьому розділі ми дізнаємося, як спростити те, що називаються складними дробами, приклад яких слід.

12+1314+23

Зауважимо, що і чисельник, і знаменник є проблемами дробів самі по собі, надаючи довіру тому, чому ми називаємо таку структуру як «складний дріб».

Є дві дуже різні методи, які ми можемо використовувати для спрощення складного дробу (1). Перша методика - це «природний» вибір.

Спрощення складних дробів — перша методика

Щоб спростити складний дріб, дійте наступним чином:

  1. Спростити чисельник.
  2. Спростити знаменник.
  3. Спростити проблему поділу, яка залишається.

Давайте дотримуємося цього плану, щоб спростити складний дріб (1). Спочатку складіть дроби в чисельнику наступним чином.

12+13=36+26=56

По-друге, додайте дроби в знаменнику наступним чином.

14+23=312+812=1112

Підставити результати з (2) і (3) на чисельник і знаменник (1) відповідно.

12+1314+23=561112

Права сторона (4) еквівалентна

56÷1112

Це проблема поділу, тому інвертувати і помножити, коефіцієнт, потім скасувати загальні фактори.

12+1314+23=561211=52322311=52322311=1011

Ось схема роботи, від початку до кінця, представлена без коментарів. Це хороший шаблон для наслідування, виконуючи домашнє завдання.

12+1314+23=36+26312+812=561112=561211=52322311=52322311=1011

Тепер давайте розглянемо другий підхід до проблеми. Ми побачили, що спрощення чисельника в (2) вимагає спільного знаменника 6. Спрощення знаменника в (3) вимагало спільного знаменника 12. Отже, виберемо ще один спільний знаменник, цей спільний знаменник як для чисельника, так і для знаменника, а саме 12. Тепер помножте верх і низ (чисельник і знаменник) складного дробу (1) на 12 наступним чином.

12+1314+23=(12+13)12(14+23)12

Розподіліть 12 як в чисельнику, так і знаменнику і спростіть.

(12+13)12(14+23)12=(12)12+(13)12(14)12+(23)12=6+43+8=1011

Давайте підсумуємо цю другу техніку.

Спрощення складних дробів — друга методика

Щоб спростити складний дріб, дійте наступним чином:

  1. Знайдіть спільний знаменник як для чисельника, так і для знаменника.
  2. Очистіть дроби з чисельника та знаменника, множивши кожен на загальний знаменник, знайдений на першому кроці.

Відзначимо, що для цієї конкретної проблеми другий спосіб набагато ефективніше. Це економить як простір, так і час і є більш естетичним. Це техніка, яку ми будемо надавати перевагу в решті цього розділу.

Давайте розглянемо інший приклад.

Приклад7.6.1

Використовуйте як Перший, так і Другий методи, щоб спростити вираз1x111x2 State всі обмеження.

Рішення

Скористаємося першим прийомом, спрощуючи чисельник і знаменник окремо перед діленням. Спочатку зробіть еквівалентні дроби із загальним знаменником для задачі віднімання в чисельнику (7) та спростіть. Те ж саме виконайте для знаменника.

1x111x2=1xxxx2x21x2=1xxx21x2

Далі інвертуйте і множте, потім коефіцієнт.

1x111x2=1xxx2x21=1xxx2(x+1)(x1)

Давайте викликаємо правило зміни знаків і заперечуємо дві частини дробу (1 − x) /x, чисельника та рядка дробу, а потім скасуємо загальні множники.

\[\dfrac{\dfrac{1}{x}-1}{1-\dfrac{1}{x^{2}}}=-\dfrac{x-1}{x} \cdot \dfrac{x^{2}}{(x+1)(x-1)}=-\dfrac{x-1}{\not{x}} \cdot \dfrac{x \not{x}}{(x+1)(x-1)}\]

Отже,

1x111x2=xx+1

Тепер спробуємо задачу вдруге, помноживши чисельник і знаменник на,x2 щоб очистити дроби як з чисельника, так і від знаменника.

1x111x2=(1x1)x2(11x2)x2=(1x)x2(1)x2(1)x2(1x2)x2=xx2x21

Порядок чисельника останнього дробу вказує на те, що зміна знака була б корисною. Звести нанівець чисельник і дріб бар, множник, потім скасувати загальні множники.

\[\dfrac{\dfrac{1}{x}-1}{1-\dfrac{1}{x^{2}}}=-\dfrac{x^{2}-x}{x^{2}-1}=-\dfrac{x(x-1)}{(x+1)(x-1)}=-\dfrac{x(x-1)}{(x+1)(x-1)}=-\dfrac{x}{x+1}\]

Це точно така ж відповідь, що зустрічається з першою методикою. Щоб перерахувати обмеження, ми повинні переконатися, що ніякі значення х не роблять жодного знаменника рівним нулю, на початку завдання, в тілі нашої роботи або в остаточній відповіді.

У вихідній задачі, якщо x = 0, то обидва 1/x і1/x2 не визначені, тому x = 0 є обмеженням. У тілі нашої роботи множники x + 1 та x − 1, знайдені в різних знаменниках, складають x = −1 та x = 1 обмеження. Ніякі інші знаменники не постачають обмежень, які ще не були перераховані. Отже, для всіх x, відмінних від −1, 0 та 1, ліворуч

1x111x2=xx+1

ідентична правій стороні. Знову ж таки, таблична утиліта калькулятора надає достатньо доказів цього факту на скріншотах, показаних на малюнку7.6.1.

Зверніть увагу на повідомлення ERR (помилки) на кожному з обмежених значень x, але також зверніть увагу на ідеальну згоду Y1 і Y2 при всіх інших значеннях x.

Давайте розглянемо інший приклад, важливий приклад, який передбачає позначення функцій.

Знімок екрана 2019-07-16 в 9.39.29 PM.png
Малюнок7.6.1. Використання функції таблиці графічного калькулятора для перевірки ідентичності в (8).

Приклад7.6.2

З огляду на цеf(x)=1x, спростити виразf(x)f(2)x2. Перерахуйте всі обмеження.

Рішення

Пам'ятайте, f (2) означає підставити 2 на х, тому що f (x) = 1/x, ми знаємо, що f (2) = 1/2, тому

f(x)f(2)x2=1x12x2

Щоб очистити дроби з чисельника, ми використаємо спільний знаменник 2x. У знаменнику немає дробів, які потребують очищення, тому загальний знаменник для чисельника і знаменника - 2х. Помножте чисельник і знаменник на 2x.

f(x)f(2)x2=(1x12)2x(x2)2x=(1x)2x(12)2x(x2)2x=2x2x(x2)

Зведіть нанівець чисельник і дріб, а потім скасуйте загальні множники.

\[\dfrac{f(x)-f(2)}{x-2}=-\dfrac{x-2}{2 x(x-2)}=-\dfrac{x-2}{2 x(x-2)}=-\dfrac{1}{2 x}\]

У початковій задачі ми маємо знаменник x − 2, тому x = 2 є обмеженням. Якщо в тілі нашої роботи є дріб 1/x, який не визначено при x = 0, тому x = 0 також є обмеженням. Інші знаменники не передбачають інших обмежень. Отже, для всіх значень x, крім 0 і 2, ліва сторона

f(x)f(2)x2=12x

ідентична правій стороні.

Давайте розглянемо інший приклад, що включає позначення функцій.

Приклад7.6.3

Даноf(x)=1x2, спростити виразf(x+h)f(x)h Перелічити всі обмеження.

Рішення

Функція позначення f (x + h) просить нас замінити кожен екземпляр x у формулі 1/x2 на x + hf(x+h)=1/(x+h)2.

Ось ще один спосіб подумати про цю підміну. Припустимо, що ми видаляємо х з

f(x)=1x2

щоб він читав

f( )=1( )2

Тепер, якщо ви хочете обчислити f (2), просто вставте 2 в порожню область між дужками. У нашому випадку ми хочемо обчислити f (x + h), тому ми вставляємо x + h у порожній простір між дужками в (12), щоб отримати

f(x+h)=1(x+h)2

Маючи на увазі ці попередні зауваження, повернемося до проблеми. Спочатку інтерпретуємо позначення функції як в наших попередніх зауваженнях і пишемо

\[\dfrac{f(x+h)-f(x)}{h}=\dfrac{\f(x+h)f(x)h=x2(x2+2xh+h2)hx2(x+h)2=x2x22xhh2hx2(x+h)2=2xhh2hx2(x+h)2frac{1}{(x+h)^{2}}-\dfrac{1}{x^{2}}}{h}\]

Загальний знаменник для чисельника знаходять шляхом перерахування кожного фактора до найвищої потужності, що він зустрічається. Значить, загальним знаменником єx2(x+h)2. Знаменник не має дробів, що підлягають очищенню, тому досить помножити і чисельник, і знаменник наx2(x+h)2.

f(x+h)f(x)h=(1(x+h)21x2)x2(x+h)2hx2(x+h)2=(1(x+h)2)x2(x+h)2(1x2)x2(x+h)2hx2(x+h)2=x2(x+h)2hx2(x+h)2

Тепер ми розширимо чисельник. Не забудьте використовувати дужки і розподілити цей знак мінус.

f(x+h)f(x)h=x2(x2+2xh+h2)hx2(x+h)2=x2x22xhh2hx2(x+h)2=2xhh2hx2(x+h)2

Нарешті, множник a −h з чисельника в надії знайти загальний коефіцієнт для скасування.

f(x+h)f(x)h=h(2x+h)hx2(x+h)2=h(2x+h)hx2(x+h)2=(2x+h)x2(x+h)2

Ми повинні зараз обговорити обмеження. У вихідному питанні (11) h в знаменнику не повинен дорівнювати нулю. Значить, h = 0 є обмеженням. У остаточному спрощеному вигляді коефіцієнтx2 в знаменнику не визначено, якщо х = 0. Отже, x = 0 є обмеженням. Нарешті, коефіцієнт(x+h)2 у кінцевому знаменнику не визначено, якщо x+h = 0, тому x = −h є обмеженням. Решта знаменники не передбачають ніяких додаткових обмежень. Отже, передбаченоh0,x0, іxh, для всіх інших комбінацій x і h, ліва сторона

f(x+h)f(x)h=(2x+h)x2(x+h)2

ідентична правій стороні.

Давайте розглянемо один остаточний приклад з використанням позначення функції.

Приклад7.6.4

Якщоf(x)=xx+1 спростити f (f (x)).

Рішення

Спочатку оцінюємо f в x, потім оцінюємо f в результаті першого обчислення. Таким чином, ми спочатку працюємо внутрішню функцію, щоб отримати

f(f(x))=f(xx+1)

Позначення f (x/ (x + 1)) просить нас замінити кожне входження x у формулі x/ (x + 1) виразом x/ (x + 1). Заплутаний? Ось простий спосіб придумати цю заміну. Припустимо, що ми видаляємо х з

f(x)=xx+1

замінюючи кожне входження x порожніми дужками, що призведе до створення шаблону

f( )=( )( )+1

Тепер, якщо його попросять обчислити f (3), просто вставте 3 в порожні області між дужками. У цьому випадку ми хочемо обчислити f (x/ (x+ 1)), тому ми вставляємо x/ (x+ 1) в порожній простір між кожним набором дужок в (15), щоб отримати

f(xx+1)=xx+1xx+1+1

У нас тепер складний дріб. Загальним знаменником як для верхньої, так і для нижньої частини цього складного дробу є x + 1. Таким чином, множимо і чисельник, і знаменник нашого складного дробу на х + 1 і використовуємо розподільну властивість наступним чином.

xx+1xx+1+1=(xx+1)(x+1)(xx+1+1)(x+1)=(xx+1)(x+1)(xx+1)(x+1)+(1)(x+1)

Скасувати і спростити.

(xx+1)(x+1)(xx+1)(x+1)+(1)(x+1)=xx+(x+1)=x2x+1

У кінцевому знаменнику значення x = −1/2 робить знаменник 2x + 1 рівним нулю. Отже, x = −1/2 є обмеженням. У тілі нашої роботи кілька дробів мають знаменники x + 1 і тому не визначені при x = −1. Таким чином, x = −1 є обмеженням. Ніякі інші знаменники не додають додаткових обмежень.

Отже, для всіх значень x, окрім x = −1/2 та x = −1, ліва сторона

f(f(x))=x2x+1

ідентична правій стороні.

Вправа

У вправах 1 - 6 оцініть функцію при заданому раціональному числі. Потім використовуйте перший або другий прийом для спрощення складних дробів, пояснених в оповіданні, щоб спростити вашу відповідь.

Вправа7.6.1

Враховується

f(x)=x+12x,

оцінювати і спрощуватиf(12).

Відповідь

1

Вправа7.6.2

Враховується

f(x)=2xx+5,

оцінювати і спрощуватиf(32).

Вправа7.6.3

Враховується

f(x)=2x+34x,

оцінювати і спрощуватиf(13).

Відповідь

1

Вправа7.6.4

Враховується

f(x)=32xx+5

оцінити і спроститиf(25)

Вправа7.6.5

Враховується

f(x)=52xx+4,

оцінювати і спрощуватиf(35).

Відповідь

1923

Вправа7.6.6

Враховується

f(x)=2x911x,

оцінювати і спрощуватиf(43).

У вправах 7 - 46 спростити дане складне раціональне вираження. Держави все є обмеженнями.

Вправа7.6.7

5+6x25x36x3

Відповідь

За умовиx0,65,or65,

x25x6.

Вправа7.6.8

7+9x49x81x3

Вправа7.6.9

7x25x78x7+3x+8

Відповідь

За умовиx2,7,8,or4311,

(2x39)(x+8)(11x+43)(x2)

Вправа7.6.10

9x+47x99x9+5x4

Вправа7.6.11

3+7x9x249x4

Відповідь

За умовиx0,73,or73,

x33x7.

Вправа7.6.12

25x4x225x4

Вправа7.6.13

9x+4+7x+99x+9+2x8

Відповідь

За умовиx4,9,8,or5411,

(16x+109)(x8)(11x54)(x+4)

Вправа7.6.14

4x6+9x99x6+8x9

Вправа7.6.15

5x74x410x45x+2

Відповідь

За умовиx7,4,2,or8,

x+25(x7)

Вправа7.6.16

3x+6+7x+99x+64x+9

Вправа7.6.17

6x3+5x89x3+7x8

Відповідь

Наданоx3,8,or9316

11x6316x93

Вправа7.6.18

7x74x27x76x2

Вправа7.6.19

4x2+7x75x2+2x6

Відповідь

За умовиx2,7,or397,

11x427x39

Вправа7.6.20

9x+27x+54x+2+3x+5

Вправа7.6.21

5+4x25x16x3

Відповідь

За умовиx0,45,or45,

x25x4.

Вправа7.6.22

6x+5+5x+48x+53x+4

Вправа7.6.23

9x5+8x+45x54x+4

Відповідь

За умовиx5,4,or40,

17x4x+40.

Вправа7.6.24

4x6+4x96x6+6x9

Вправа7.6.25

6x+8+5x25x22x+2

Відповідь

За умовиx8,2,2,or143,

(11x+28)(x+2)(3x+14)(x+8).

Вправа7.6.26

7x+9+9x24x2+7x+1

Вправа7.6.27

7x+75x+48x+73x+4

Відповідь

За умовиx7,4,or115,

2x75x+11.

Вправа7.6.28

2516x25+4x

Вправа7.6.29

64x25x385x

Відповідь

За умовиx0or58,

8x+5x2.

Вправа7.6.30

4x+2+5x67x65x+7

Вправа7.6.31

2x64x+93x66x+9

Відповідь

За умовиx6,9,or21,

23.

Вправа7.6.32

3x+64x+46x+68x+4

Вправа7.6.33

9x264x438x

Відповідь

За умовиx0or83,

3x+8x3.

Вправа7.6.34

9x225x435x

Вправа7.6.35

4x48x74x7+2x+2

Відповідь

За умовиx4,7,2,or1,

2(x+2)3(x4).

Вправа7.6.36

27x449x2

Вправа7.6.37

3x2+8x9+3x2819x281+9x28x9

Відповідь

За умовиx1,9,9,1,5,

(x5)(x+1)3(x+5)(x1)

Вправа7.6.38

7x25x14+2x27x185x27x18+8x26x27

Вправа7.6.39

2x2+8x+7+5x2+13x+427x2+13x+42+6x2+3x18

Відповідь

За умовиx1,7,6,3,2113,

(7x+17)(x3)(13x+21)(x+1)

Вправа7.6.40

3x2+5x14+3x27x983x27x98+3x215x+14

Вправа7.6.41

\boldsymbol{\frac{\frac{6}{x^2+11x+24}−\frac{6}{x^2+13+40}}{\frac{9}{x^2+13x+40}−{\frac{9}{x^2−3x−40}}}

Відповідь

За умовиx3,8,5,8,

1(x8)12(x+3)

Вправа7.6.42

7x2+19x+90+7x2+19x+909x2+19x+90+9x2+7x18

Вправа7.6.43

7x26x+5+7x2+2x358x2+2x35+8x2+8x+7

Відповідь

За умовиx1,5,7,1,2,

7(x+3)(x+1)8(x2)(x1)

Вправа7.6.44

2x24x122x2x302x2x302x24x45

Вправа7.6.45

4x2+6x74x2+2x34x2+2x34x2+5x+6

Відповідь

За умовиx7,1,3,2,

4(x+2)3(x+7)

Вправа7.6.46

9x2+3x4+8x27x+64x27x+6+9x210x+24

Вправа7.6.47

Враховуючиf(x)=2x, спростити

f(x)f(3)x3.

Вказати всі обмеження.

Відповідь

За умовиx0,3,

23x

Вправа7.6.48

Враховуючиf(x)=5x, спростити

f(x)f(2)x2.

Вказати всі обмеження.

Вправа7.6.49

Враховуючиf(x)=3x2, спростити

f(x)f(1)x1.

Вказати всі обмеження.

Відповідь

За умовиx0,1,

3(x+1)x2

Вправа7.6.50

Враховуючиf(x)=5x2, спростити

f(x)f(2)x2.

Вказати всі обмеження.

Вправа7.6.51

Враховуючиf(x)=7x, спростити

f(x+h)f(x)h.

Вказати всі обмеження.

Відповідь

За умовиx0,h, іh0,

7h(x+h)

Вправа7.6.52

Враховуючиf(x)=4x, спростити

f(x+h)f(x)h.

Вказати всі обмеження.

Вправа7.6.53

Враховується

f(x)=x+13x,

знайти і спроститиf(1x). Вказати всі обмеження.

Відповідь

За умовиx0,13,

x+13x1

Вправа7.6.54

Враховується

f(x)=2x3x+4

знайти і спроститиf(2x). Вказати всі обмеження.

Вправа7.6.55

Враховується

f(x)=x+125x,

знайти і спроститиf(5x). Вказати всі обмеження.

Відповідь

За умовиx0,252,

x+52x25

Вправа7.6.56

Враховується

f(x)=2x34+x,

знайти і спроститиf(1x). Вказати всі обмеження.

Вправа7.6.57

Враховується

f(x)=xx+2,

знайти і спростити f (f (x)). Вказати всі обмеження.

Відповідь

За умовиx2,43,

x3x+4

Вправа7.6.58

Враховується

f(x)=2xx+5

знайти і спростити f (f (x)). Вказати всі обмеження.

​​​​​​​