分式的概念和性质(提高)
【学习目标】
1. 理解分式的概念,能求出使分式有意义、分式无意义、分式值为0的条件.
2.掌握分式的基本性质,并能利用分式的基本性质将分式恒等变形,进而进行条件计算.
【要点梳理】
要点一、分式的概念
一般地,如果A、B表示两个整式,并且B中含有字母,那么式子叫做分式.其中A叫做分子,B叫做分母.
要点诠释:(1)分式的形式和分数类似,但它们是有区别的.分数是整式,不是分式,分式是两个整式相除的商式.分式的分母中含有字母;分数的分子、分母中都不含字母.
(2)分式与分数是相互联系的:由于分式中的字母可以表示不同的数,所以分式比分数更具有一般性;分数是分式中字母取特定值后的特殊情况.
(3)分母中的“字母”是表示不同数的“字母”,但π表示圆周率,是一个常数,不是字母,如是整式而不能当作分式.
(4)分母中含有字母是分式的一个重要标志,判断一个代数式是否是分式不能先化简,如是分式,与有区别,是整式,即只看形式,不能看化简的结果.
要点二、分式有意义,无意义或等于零的条件
1.分式有意义的条件:分母不等于零.
2.分式无意义的条件:分母等于零.
3.分式的值为零的条件:分子等于零且分母不等于零.
要点诠释:(1)分式有无意义与分母有关但与分子无关,分式要明确其是否有意义,就必须分析、讨论分母中所含字母不能取哪些值,以避免分母的值为零.
(2)本章中如果没有特殊说明,所遇到的分式都是有意义的,也就是说分式中分母的值不等于零.
(3)必须在分式有意义的前提下,才能讨论分式的值.
要点三、分式的基本性质
分式的分子与分母同乘(或除以)一个不等于0的整式,分式的值不变,这个性质叫做分式的基本性质,用式子表示是:(其中M是不等于零的整式).
要点诠释:(1)基本性质中的A、B、M表示的是整式.其中B≠0是已知条件中隐含着的条件,一般在解题过程中不另强调;M≠0是在解题过程中另外附加的条件,在运用分式的基本性质时,必须重点强调M≠0这个前提条件.
(2)在应用分式的基本性质进行分式变形时,虽然分式的值不变,但分式中字母的取值范围有可能发生变化.例如:,在变形后,字母的取值范围变大了.
要点四、分式的变号法则
对于分式中的分子、分母与分式本身的符号,改变其中任何两个,分式的值不变;改变其中任何一个或三个,分式成为原分式的相反数.
要点诠释:根据分式的基本性质有,.根据有理数除法的符号法则有.分式与互为相反数.分式的符号法则在以后关于分式的运算中起着重要的作用.
要点五、分式的约分,最简分式
与分数的约分类似,利用分式的基本性质,约去分子和分母的公因式,不改变分式的值,这样的分式变形叫做分式的约分.如果一个分式的分子与分母没有相同的因式(1除外),那么这个分式叫做最简分式.
要点诠释:(1)约分的实质是将一个分式化成最简分式,即约分后,分式的分子与分母再没有公因式.
(2)约分的关键是确定分式的分子与分母的公因式.分子、分母的公因式是分子、分母的系数的最大公约数与相同因式最低次幂的积;当分式的分子、分母中含有多项式时,要先将其分解因式,使之转化为分子与分母是不能再分解的因式积的形式,然后再进行约分.
【典型例题】
类型一、分式的概念
1、指出下列各式中的整式与分式:,,,,,,,,.
【答案与解析】
解:整式有:,,,,;
分式有:,,,.
【总结升华】判断分式的依据是看分母中是否含有字母.此题判断容易出错的地方有两处:一个是把π也看作字母来判断,没有弄清π是一个常数;另一个就是将分式化简成整式后再判断,如和,前一个是整式,后一个是分式,它们表示的意义和取值范围是不相同的.
类型二、分式有意义,分式值为0
2、 当取什么数时,下列分式有意义?当取什么数时,下列分式的值为零?
(1);(2);(3).
【答案与解析】
解:(1)当,即时,分式有意义.
∵ 为非负数,不可能等于-1,
∴ 对于任意实数,分式都有意义;
当时,分式的值为零.
(2)当即时,分式有意义;
当即时,分式的值为零
(3)当,即时,分式有意义;
当时,分式的值为零,
由①得时,由②得,互相矛盾.
∴ 不论取什么值,分式的值都不等于零.
【总结升华】分母不为零时,分式有意义;分子的值为零,而分母的值不为零时,分式的值为零.
举一反三:
【变式1】若分式的值为0,则的值为___________________.
【答案】-2;
提示:由题意,,所以.
【变式2】当取何值时,分式的值恒为负数?
【答案】
解: 由题意可知或
解不等式组该不等式组无解.
解不等式组得.
所以当时,分式的值恒为负数.
类型三、分式的基本性质
3、不改变分式的值,使下列分式的分子与分母的最高次项的系数是正数.
(1) ; (2); (3) .
【答案与解析】
解:(1);
(2) ;
(3).
【总结升华】(1)、根据分式的意义,分数线代表除号,又起括号的作用;(2)、添括号法则:当括号前添“+”号,括号内各项的符号不变;当括号前添“—”号,括号内各项都变号.
举一反三:
【变式】下列分式变形正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D;
提示:将分式变形时,注意将分子、分母同乘(或除以)同一个不为0的整式这一条件.其中A项分子、分母乘的不是同一整式,B项中这一条件不知是否成立,故A、B两项均是错的.C项左边可化为:,故C项亦错,只有D项的变形是正确的.
类型四、分式的约分
4、(2019春?钦州期末)下列约分正确的是( )
A. =x3 B. =0
C. = D. =
【思路点拨】根据分式的基本性质分别对每一项进行约分即可.
【答案与解析】
解:A、 =x4,故本选项错误;
B、 =1,故本选项错误;
C、 =,故本选项正确;
D、 =,故本选项错误;
故选C.
【总结升华】本题主要考查了约分,用到的知识点是分式的性质,注意约分是约去分子、分母的公因式,并且分子与分母相同时约分结果应是1,而不是0.
类型五、分式条件求值
5、若,求的值.
【答案与解析】
解法一:因为,可知,
所以
.
解法二:因为,
所以,且,
所以.
【总结升华】本题的整体代入思想是数学中一种十分重要的思想.一般情况下,在条件中含有不定量时,不需求其具体值,只需将其作为一个“整体”代入进行运算,就可以达到化简的目的.
举一反三:
【变式】(2019春?惠州校级月考)若0<x<1,且的值.
【答案】
解:∵x+=6,
∴(x﹣)2=(x+)2﹣4=36﹣4=32,
∴x﹣=±4,
又∵0<x<1,
∴x﹣=﹣4.
故答案为﹣4.
【巩固练习】
一.选择题
1.若分式的值为0,则的值为( )
A.3 B.-3 C.±3 D.≠-2
2.把分式中的都扩大倍(≠0),则分式的值( )
A.扩大倍 B.缩小倍 C.不变 D.不能确定
3.(2019?南宁模拟)要使分式有意义,x的取值范围为( )
A.x≠﹣5 B.x>0 C.x≠﹣5且x>0 D.x≥0
4.若分式的值是负数,则满足( )
A.<0 B.≥1 C.<1 D.>1
5.下面四个等式:
其中正确的有( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
6.(2019?台州)化简的结果是( )
A.﹣1 B.1 C. D.
二.填空题
7. (2019?淮安)如果分式在实数范围内有意义,则x的取值范围是______.
8. (2019秋?临清市期末)若,则= .
9.当______时,分式的值为零.
10.填空:
11.填入适当的代数式,使等式成立:
12. 分式约分的结果是______.
三.解答题
13. (2019春?泰兴市校级期中)(1)当x=﹣1时,求分式的值.
(2)已知a2﹣4a+4与|b﹣1|互为相反数,求的值.
14.已知,求的值.
15.(1)阅读下面解题过程:已知求的值.
解:∵
即
(2)请借鉴(1)中的方法解答下面的题目:
已知求的值.
【答案与解析】
一.选择题
1. 【答案】B;
【解析】由题意且,解得.
2. 【答案】C;
【解析】.
3. 【答案】D;
【解析】解:由题意得:x+5≠0,且x≥0,
解得:x≥0,
故选:D.
4. 【答案】D;
【解析】因为所以即>1.
5. 【答案】C;
【解析】①④正确.
6. 【答案】D;
【解析】.
二.填空题
7. 【答案】x≠5;
【解析】由题意,x-5≠0
8. 【答案】
【解析】解:设=k,
则a=2k,b=3k,c=4k.
∴===.
故答案为.
9. 【答案】;
【解析】,所以.
10.【答案】(1)-;(2)+;
11.【答案】;
【解析】.
12.【答案】;
【解析】.
三.解答题
13.【解析】
解:(1)
=
=
=
(2)a2﹣4a+4=(a﹣2)2≥0,|b﹣1|≥0,
∵a2﹣4a+4与|b﹣1|互为相反数,
∴a﹣2=0,b﹣1=0,
∴a=2,b=1
∴
=
=
14.【解析】
解: ∵ ,
∴ .
15.【解析】
解:∵
∴,∴
∴.