第五章 分 式与分式方程
5.1 分式及其基本性质
第 1 课时 分式的有关概念
【素养目标】
1.以描述实际问题中的数量关系为背景抽象出分式,建立数学模型,并理解分式的概念.
2.能够通过分式的定义理解和掌握分式有意义的条件.
3.通过对分数与分式的类比,学生亲身经历探究整式扩充到分式的过程,初步学会运用类比、转化的思想方法研究数学问题,会用数学的思维思考现实世界.
重点:理解分式有意义的条件及分式的值为零的条件.
难点:掌握分式有意义的条件及分式的值为零的条件.
【情境导入】
2019 年 12 月 30 日,京张高速铁路开通运营,大大缩短了北京市到张家口市的旅程时间。京张高速铁路正线全长 174 km,高速列车的平均行驶速度是快速列车的 3 倍。如果设快速列车的平均行驶速度为 x km/h,那么:
(1) 快速列车从北京市到张家口市的行驶时间是多少
(2) 高速列车从北京市到张家口市的行驶时间是多少
【合作探究】
探究点1:分式的概念
[尝试·思考]
(1) 李叔叔计划用 x 元购买一批单价为 a 元/kg 的苹果,由于购买量大,现在每千克便宜了 b 元,那么李叔叔现在可以购买多少千克苹果
(2) 在 2022 年北京冬奥会期间,某电视台对其中一项赛事进行了连续转播。据统计,这项赛事前 a 天日均收看人数为 m 万,后 b 天日均收看人数为 n 万,那么这 (a + b) 天该赛事的日均收看人数为多少万
[观察·交流]上面问题中出现了代数式
它们有什么共同特征 它们与整式有什么不同 与同伴进行交流。
[知识要点]
分式的定义
一般地,用 A,B 表示两个整式,A÷B 可以表示成 的形式, 如果 B 中含有字母,那么称 为分式,其中 A 称为分式的分子,B 称为分式的分母.
对于任意一个分式,分母都不能为零.
注意分式的定义:① 分子、分母都是整式;
② 分母含有字母;③分母不能为零.
思考1:分式与分数在形式上有什么异同点?
思考2: 既然分式是不同于整式的另一类式子,那么它们统称为什么呢?
[典例精析]
例1 下列各式哪些是整式 哪些是分式
[方法总结]
判断分式需要注意:
1. 含有 π 的式子,π 是常数;
2. 式子中含有多项时,若其中有一项分母中含有字母,则该式也为分式;
3. 要看化简前形式,故 为分式.
[尝试·交流]
你能赋予分式 , 一些实际意义吗 与同伴进行交流。
1. 分式 的实际意义
2. 分式 的实际意义
探究点2:分式的有意义的条件
想一想:我们知道,要使分数有意义,分数中的分母不能为 0. 要使分式有意义,
分式 中的分母应满足什么条件?
[典例精析]
例2 (1)当 a = 1,2,-1 时,分别求出分式 的值;
(2)当 a 取何值时,分式有意义.
[练一练]
1. 若式子 在实数范围内有意义,则 x 的取值范围是________.
2. 当 x=2 时,分式 没有意义,则 m =____.
探究点3: 分式值为零的条件
想一想:分式 的值为零应满足什么条件?
[典例精析]
例3 当 x 为何值时,分式 的值为零
[练一练]
3. 已知分式 的值等于 0,则 x=_____.
4. 已知,当 x = 5 时,分式 的值等于零,则k = .
当堂反馈
1.下列代数式中,属于分式的是( )
A.-3 B.a-b C. D.-4a3b
2.当分式的值为0时,则x的值为( )
A.0 B.2 C.-2 D.0或2
3.当x= 时,分式无意义.
4.李老师到超市买了x kg香蕉,花费m元钱;买了y kg苹果,花费n元钱.若李老师要买2 kg香蕉和3 kg苹果,则共需花费 元.
5.当x为何值时,下列分式有意义?
(1); (2).
6.已知分式 ,当 x = m 时,分式的值为 0 ;
当 x = n 时,分式无意义.求 mn 的值.
参考答案
【情境导入】
【合作探究】
探究点1:分式的概念
[尝试·思考](1) 苹果现在的单价:a - b 元/kg ,
李叔叔现在可以购买的苹果 :kg
(2) 这 (a + b) 天该赛事的总收看人数:ma + nb
这 (a + b) 天该赛事的日均收看人数:
[观察·交流]答:(1) 从整体上看,它们与分数一样都是 (即 A÷B )的形式;
(2) 从分子、分母单独看,分子、分母都是整式,并且分母中都含有字母.
思考1:相同点:都是 的形式.
思考2:
[典例精析]
例1 整式 整式 分式 整式 分式 整式 分式 分式 分式 整式
[尝试·交流]
1. 示例1 (数量关系):买 a 千克水果花了 b 元,那么每千克水果的价格就是 元。
示例2 (行程问题):汽车行驶 a 小时,一共行驶了 b 千米,
那么汽车的平均速度就是 千米/时。
2. 示例 (行程问题):甲的速度是 a 米/秒,乙的速度 b 米/秒 (a > b),两人同时同地同向出发,那么甲每秒比乙多走 a - b 米。要拉开 1 米的距离,所需的时间就是 秒。
探究点2:分式的有意义的条件
想一想:当 B = 0 时,分式 无意义;
当 B ≠ 0 时,分式 有意义.
[典例精析]例2 解:(1)当 a = 1时,
当 a = 2 时,
当 a = -1 时,
(2) 当分母的值等于零时,分式没有意义,除此之外,分式都有意义.
由分母 2a-1 = 0,得
所以,当 时,分式 有意义.
[练一练]答:1. x≠2 2. -2
探究点3: 分式值为零的条件
想一想:当 A = 0 而 B ≠ 0 时,分式 的值为零.
[典例精析]例3 解:当分子等于零而分母不等于零时,分式的值为零.
则 x2-1 = 0,
∴ x = ±1.
而 x + 1 ≠ 0,∴ x≠-1.
∴当 x = 1 时分式 的值为零.
[练一练]3. 7 4. -10
当堂反馈
1. C 2. A 3.3 4.(+)
5.解:(1)x≠1. (2)x≠±2.
6.解:∵当 x = m 时,分式的值为 0,
∴ m + 1 = 0 且 2-m≠0. ∴ m = -1.
∵当 x = n 时,分式无意义,
∴ 2-n = 0. ∴ n = 2.
∴ mn = (-1) 2 = 1.