Processing math: 100%
Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

7.5: Вирішити раціональні рівнян

Цілі навчання
  • Розв'язувати раціональні рівнян
  • Використовуйте раціональні функції
  • Розв'яжіть раціональне рівняння для конкретної змінної

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

  1. Вирішення:16x+12=13
    Якщо ви пропустили цю проблему, перегляньте приклад 2.2.9.
  2. Вирішення:
  3. Вирішити формулу5x+2y=10 дляy
    Якщо ви пропустили цю проблему, перегляньте приклад 2.4.10.

Визначивши терміни «вираз» та «рівняння» раніше, ми використовували їх у цій книзі. Ми спростили багато видів виразів і розв'язали багато видів рівнянь. Ми спростили багато раціональних виразів досі в цьому розділі. Тепер вирішимо раціональне рівняння.

Раціональне рівняння

Раціональне рівняння - це рівняння, яке містить раціональний вираз.

Ви повинні обов'язково знати різницю між раціональними виразами та раціональними рівняннями. Рівняння містить знак рівності.

Rational Expression  Rational Equation

18x+1218x+12=14

y+6y236y+6y236=y+1

1n3+1n+41n3+1n+4=15n2+n12

Розв'язувати раціональні рівнян

Ми вже розв'язали лінійні рівняння, які містили дроби. Ми знайшли РК всіх дробів у рівнянні, а потім помножили обидві сторони рівняння на РК, щоб «очистити» дроби.

Ми будемо використовувати ту ж стратегію для вирішення раціональних рівнянь. Ми помножимо обидві сторони рівняння на РК-дисплей. Тоді у нас буде рівняння, яке не містить раціональних виразів і, таким чином, нам набагато простіше вирішити. Але тому, що вихідне рівняння може мати змінну в знаменник, ми повинні бути обережні, що ми не в кінцевому підсумку з рішення, яке б зробити знаменник дорівнює нулю.

Отже, перш ніж ми почнемо розв'язувати раціональне рівняння, ми досліджуємо його спочатку, щоб знайти значення, які б зробити будь-які знаменники нуль. Таким чином, коли ми вирішимо раціональне рівняння, ми дізнаємось, чи є алгебраїчні рішення, які ми повинні відкинути.

Алгебраїчне рішення раціонального рівняння, яке призвело б до невизначеного будь-якого з раціональних виразів, називається стороннім рішенням раціонального рівняння.

Сторонній розв'язок раціонального рівняння

Стороннє рішення раціонального рівняння - це алгебраїчне рішення, яке призведе до того, що будь-яке з виразів у вихідному рівнянні буде невизначено.

Відзначимо будь-які можливі сторонні рішенняc, записуючиxc поруч рівняння.

Приклад7.5.1: How to Solve a Rational Equation

Вирішити:1x+13=56

Рішення

Крок 1. Зверніть увагу на будь-яке значення змінної, яке зробить будь-який знаменник нулем.

Якщоx=0, то1x не визначено. Таким чином, ми будемо писатиx0 поруч з рівнянням.

1x+13=56,x0

Крок 2. Знайдіть найменш спільний знаменник усіх знаменників у рівнянні.

Знайдіть РК-дисплей1x13, і56

РК-дисплей є6x.

Крок 3. Очистіть дроби, помноживши обидві сторони рівняння на РК-дисплей.

Помножте обидві сторони рівняння на РК-дисплей,6x.

6x(1x+13)=6x(56)

Використовуйте розподільну властивість.

6x1x+6x13=6x(56)

Спрощуйте - і зверніть увагу, більше ніяких дробів!

6+2x=5x

Крок 4. Розв'яжіть отримане рівняння.

Спростити.

6=3x2=x

Крок 5. Перевірка.

Якщо будь-які значення, знайдені на кроці 1, є алгебраїчними розв'язками, відкиньте їх. Перевірте решту рішень у вихідному рівнянні.

Ми не отримали 0 як алгебраїчне рішення.

1x+13=56

Підставляємоx=2 в вихідне рівняння.

12+13?=5636+26?=5656=56

Рішення єx=2

Вправа7.5.1

Вирішити:1y+23=15

Відповідь

y=157

Вправа7.5.2

Вирішити:23+15=1x

Відповідь

x=153

Показані етапи цього методу.

як вирішити рівняння з раціональними виразами.
  • Крок 1. Зверніть увагу на будь-яке значення змінної, яке зробить будь-який знаменник нулем.
  • Крок 2. Знайдіть найменш спільний знаменник усіх знаменників у рівнянні.
  • Крок 3. Очистіть дроби, помноживши обидві сторони рівняння на РК-дисплей.
  • Крок 4. Розв'яжіть отримане рівняння.
  • Крок 5. Перевірка:
    • Якщо будь-які значення, знайдені на кроці 1, є алгебраїчними розв'язками, відкиньте їх.
    • Перевірте решту рішень у вихідному рівнянні.

Ми завжди починаємо з того, що відзначаємо значення, які призведуть до того, що будь-які знаменники будуть нульовими.

Приклад7.5.2: How to Solve a Rational Equation using the Zero Product Property

Вирішити:15y=6y2

Рішення

Зверніть увагу на будь-яке значення змінної, яке зробить будь-який знаменник нулем.

15y=6y2,y0

Знайдіть найменш спільний знаменник усіх знаменників у рівнянні. РК-дисплей єy2.

Очистіть дроби, помноживши обидві сторони рівняння на РК-дисплей.

y2(15y)=y2(6y2)

Розподілити.

y21y2(5y)=y2(6y2)

Помножити.

y25y=6

Розв'яжіть отримане рівняння. Спочатку запишіть квадратне рівняння в стандартному вигляді.

y25y+6=0

Фактор.

(y2)(y3)=0

Використовуйте властивість нульового продукту.

y2=0 or y3=0

Вирішити.

y=2 or y=3

Перевірка. У нас не вийшло0 як алгебраїчне рішення.

Перевіртеy=2 іy=3 в вихідному рівнянні.

15y=6y215y=6y2

152?=622153?=632

152?=64153?=69

2252?=643353?=69

32?=6423?=69

32=3223=23

Рішення єy=2,y=3

Вправа7.5.3

Вирішити:12x=15x2

Відповідь

x=3,x=5

Вправа7.5.4

Вирішити:14y=12y2

Відповідь

y=2,y=6

У наступному прикладі останні знаменники - це різниця квадратів. Не забудьте спочатку врахувати його, щоб знайти РК-дисплей.

Приклад7.5.3

Вирішити:2x+2+4x2=x1x24

Рішення

Зверніть увагу на будь-яке значення змінної, яке зробить будь-який знаменник нулем.

2x+2+4x2=x1(x+2)(x2),x2,x2

Знайдіть найменш спільний знаменник усіх знаменників у рівнянні. РК-дисплей є(x+2)(x2).

Очистіть дроби, помноживши обидві сторони рівняння на РК-дисплей.

(x+2)(x2)(2x+2+4x2)=(x+2)(x2)(x1x24)

Розподілити.

(x+2)(x2)2x+2+(x+2)(x2)4x2=(x+2)(x2)(x1x24)

Видаліть загальні фактори.

(x+2)(x2)2x+2+(x+2)(x2)4x2=(x+2)(x2)(x1x24)

Спростити.

2(x2)+4(x+2)=x1

Розподілити.

2x4+4x+8=x1

Вирішити.

6x+4=x15x=5x=1

Перевірка: Ми не отримали 2 або −2 як алгебраїчні розв'язки.

x=1Перевірте вихідне рівняння.

2x+2+4x2=x1x242(1)+2+4(1)2?=(1)1(1)2421+43?=236343?=2323=23

Рішення єx=1.

Вправа7.5.5

Вирішити:2x+1+1x1=1x21

Відповідь

x=23

Вправа7.5.6

Вирішити:5y+3+2y3=5y29

Відповідь

y=2

У наступному прикладі перший знаменник - триноміал. Не забудьте спочатку врахувати його, щоб знайти РК-дисплей.

Приклад7.5.4

Вирішити:m+11m25m+4=5m43m1

Рішення

Зверніть увагу на будь-яке значення змінної, яке зробить будь-який знаменник нулем. Використовуйте факторну форму квадратичного знаменника.

m+11(m4)(m1)=5m43m1,m4,m1

Знайдіть найменш спільний знаменник усіх знаменників у рівнянні. РК-дисплей є(m4)(m1)

Очистіть дроби, помноживши обидві сторони рівняння на РК-дисплей.

(m4)(m1)(m+11(m4)(m1))=(m4)(m1)(5m43m1)

Розподілити.

(m4)(m1)(m+11(m4)(m1))=(m4)(m1)5m4(m4)(m1)3m1

Видаліть загальні фактори.

(m4)(m1)(m+11(m4)(m1))=(m4)(m1)5m4(m4)(m1)3m1

Спростити.

m+11=5(m1)3(m4)

Розв'яжіть отримане рівняння.

m+11=5m53m+124=m

Перевірка. Єдиним алгебраїчним рішенням було 4, але ми сказали, що 4 зробить знаменник рівним нулю. Алгебраїчний розчин - це стороннє рішення.

Рішення цього рівняння немає.

Вправа7.5.7

Вирішити:x+13x27x+10=6x54x2

Відповідь

Рішення немає.

Вправа7.5.8

Вирішити:y6y2+3y4=2y+4+7y1

Відповідь

Рішення немає.

Рівняння, яке ми розв'язували в попередньому прикладі, мало лише одне алгебраїчне рішення, але це було стороннє рішення. Це не залишило нам рішення рівняння. У наступному прикладі ми отримуємо два алгебраїчні розв'язки. Тут одне або обидва можуть бути сторонніми рішеннями.

Приклад7.5.5

Вирішити:yy+6=72y236+4

Рішення

Фактор всі знаменники, так що ми можемо відзначити будь-яке значення змінної, що б зробити будь-який знаменник нуль.

yy+6=72(y6)(y+6)+4,y6,y6

Знайдіть найменш спільний знаменник. РК-дисплей є(y6)(y+6)

Очистіть дроби.

(y6)(y+6)(yy+6)=(y6)(y+6)(72(y6)(y+6)+4)

Спростити.

(y6)y=72+(y6)(y+6)4

Спростити.

y(y6)=72+4(y236)

Вирішити отримане рівняння.

y26y=72+4y21440=3y2+6y720=3(y2+2y24)0=3(y+6)(y4)y=6,y=4

Перевірка.

y=6є стороннім рішенням. y=4Перевірте вихідне рівняння.

yy+6=72y236+444+6?=724236+4410?=7220+4410?=3610+4010410=410

Рішення єy=4.

Вправа7.5.9

Вирішити:xx+4=32x216+5

Відповідь

x=3

Вправа7.5.10

Вирішити:yy+8=128y264+9

Відповідь

y=7

У деяких випадках все алгебраїчні розчини є сторонніми.

Приклад7.5.6

Вирішити:x2x223x+3=5x22x+912x212

Рішення

Почнемо з факторингу всіх знаменників, щоб було простіше виявити сторонні рішення і ЖК.

x2(x1)23(x+1)=5x22x+912(x1)(x+1)

Зверніть увагу на будь-яке значення змінної, яке зробить будь-який знаменник нулем.

x2(x1)23(x+1)=5x22x+912(x1)(x+1),x1,x1

Знайдіть найменш спільний знаменник. РК-дисплей є12(x1)(x+1).

Очистіть дроби.

12(x1)(x+1)(x2(x1)23(x+1))=12(x1)(x+1)(5x22x+912(x1)(x+1))

Спростити.

6(x+1)x4(x1)2=5x22x+9

Спростити.

6x(x+1)42(x1)=5x22x+9

Вирішити отримане рівняння.

6x2+6x8x+8=5x22x+9x21=0(x1)(x+1)=0x=1 or x=1

Перевірка.

x=1іx=1 є сторонніми рішеннями.

Рівняння не має рішення.

Вправа7.5.11

Вирішити:y5y1053y+6=2y219y+5415y260

Відповідь

Рішення немає.

Вправа7.5.12

Вирішити:z2z+834z8=3z216z168z2+2z64

Відповідь

Рішення немає.

Приклад7.5.7

Вирішити:43x210x+3+33x2+2x1=2x22x3

Рішення

Фактор всі знаменники, так що ми можемо відзначити будь-яке значення змінної, що б зробити будь-який знаменник нуль.

4(3x1)(x3)+3(3x1)(x+1)=2(x3)(x+1),x1,x13,x3

Знайдіть найменш спільний знаменник. РК-дисплей є(3x1)(x+1)(x3).

Очистіть дроби.

(3x1)(x+1)(x3)(4(3x1)(x3)+3(3x1)(x+1))=(3x1)(x+1)(x3)(2(x3)(x+1))

Спростити.

4(x+1)+3(x3)=2(3x1)

Розподілити.

4x+4+3x9=6x2

Спростити.

7x5=6x2

x=3

Єдиним алгебраїчним рішенням булоx=3але ми сказали, щоx=3 зробить знаменник рівним нулю. Алгебраїчний розчин - це стороннє рішення.

Рішення цього рівняння немає.

Вправа7.5.13

Вирішити:15x2+x63x2=2x+3

Відповідь

Рішення немає.

Вправа7.5.14

Вирішити:5x2+2x33x2+x2=1x2+5x+6

Відповідь

Рішення немає.

Використовуйте раціональні функції

Робота з функціями, які визначаються раціональними виразами, часто призводить до раціональних рівнянь. Знову ж таки, ми використовуємо ті ж методи для їх вирішення.

Приклад7.5.8

Для раціональної функціїf(x)=2x6x28x+15:

  1. Знайти домен функції
  2. Вирішитиf(x)=1
  3. Знайдіть точки на графіку при цьому значенні функції.

Рішення

  1. Областю раціональної функції є всі дійсні числа, крім тих, які роблять раціональний вираз невизначеною. Отже, щоб їх знайти, встановимо знаменник рівний нулю і вирішимо.

x28x+15=0(x3)(x5)=0Factor the trinomial.x3=0Use the Zero Product Property.x5=0Use the Zero Product Property.x=3x=5 Solve.

Домен - це всі дійсні числа, крімx3,x5

  1. f(x)=1

Підставляємо в раціональне вираження.

2x6x28x+15=1

Коефіцієнт знаменника.

2x6(x3)(x5)=1

Помножте обидві сторони на РК-дисплей,(x3)(x5)

(x3)(x5)(2x6(x3)(x5))=(x3)(x5)(1)

Спростити.

2x6=x28x+15

Вирішити.

0=x210x+21

Фактор.

0=(x7)(x3)

Використовуйте властивість нульового продукту.

x7=0x3=0

Вирішити.

x=7x=3

  1. Значення функції дорівнює 1, колиx=7,x=3Таким чином, точки на графіку цієї функції, колиf(x)=1буде(7,1),(3,1).
Вправа7.5.15

Для раціональної функції,f(x)=8xx27x+12

  1. Знайдіть домен функції.
  2. Вирішитиf(x)=3.
  3. Знайдіть точки на графіку при цьому значенні функції.
Відповідь
  1. Домен - це всі дійсні числа, крімx3 іx4
  2. x=2,x=143
  3. (2,3),(143,3)
Вправа7.5.16

Для раціональної функції,f(x)=x1x26x+5

  1. Вирішитиf(x)=4.
  2. Знайдіть точки на графіку при цьому значенні функції.
Відповідь
  1. Домен - це всі дійсні числа, крімx1 іx5
  2. x=214
  3. (214,4)

Розв'яжіть раціональне рівняння для конкретної змінної

Коли ми вирішували лінійні рівняння, ми навчилися вирішувати формулу для конкретної змінної. Багато формул, що використовуються в бізнесі, науці, економіці та інших сферах, використовують раціональні рівняння для моделювання зв'язку між двома або більше змінними. Зараз ми побачимо, як вирішити раціональне рівняння для конкретної змінної.

Коли ми розробили формулу точка-нахил з нашої формули нахилу, ми очистили дроби, множивши на РК.

m=yy1xx1m(xx1)=(yy1xx1)(xx1)Multiply both sides of the equation by xx1.m(xx1)=yy1Simplify.yy1=m(xx1)Rewrite the equation with the y terms on the left.

У наступному прикладі ми будемо використовувати ту саму техніку з формулою нахилу, яку ми використовували, щоб отримати точку-нахил форми рівняння прямої через точку(2,3). Ми додамо ще один крок для вирішенняy.

Приклад7.5.9

Вирішити:m=y2x3 дляy.

Рішення

m=y2x3

Зверніть увагу на будь-яке значення змінної, яке зробить будь-який знаменник нулем.

m=y2x3,x3

Очистіть дроби, помноживши обидві сторони рівняння на РК-дисплей,x3.

(x3)m=(x3)(y2x3)

Спростити.

xm3m=y2

Виділяють термін сy.

xm3m+2=y

Вправа7.5.17

Вирішити:m=y5x4 дляy.

Відповідь

y=mx4m+5

Вправа7.5.18

Вирішити:m=y1x+5 дляy.

Відповідь

y=mx+5m+1

Не забудьте помножити обидві сторони на РК-дисплей у наступному прикладі.

Приклад7.5.10

Вирішити:1c+1m=1 дляc

Рішення

1c+1m=1 for c

Зверніть увагу на будь-яке значення змінної, яке зробить будь-який знаменник нулем.

1c+1m=1,c0,m0

Очистіть дроби, множивши обидві сторони рівнянь на РК,cm.

cm(1c+1m)=cm(1)

Розподілити.

cm(1c)+cm1m=cm(1)

Спростити.

m+c=cm

Зберіть умовиc з праворуч.

m=cmc

Фактор виразу праворуч.

m=c(m1)

Для ізоляціїc розділіть обидві сторони наm1.

mm1=c(m1)m1

Спрощення шляхом видалення загальних факторів.

mm1=c

Зверніть увагу, що хоча ми виключилиc=0 іm=0 з вихідного рівняння, ми також повинні тепер стверджувати, щоm1.

Вправа7.5.19

Вирішити:1a+1b=c дляa.

Відповідь

a=bcb1

Вправа7.5.20

Вирішити:2x+13=1y дляy

Відповідь

y=3xx+6

Доступ до ЗМІ Додаткові Інтернет-ресурси

Отримайте доступ до цього інтернет-ресурсу для додаткових інструкцій та практики з рівняннями з раціональними виразами.