Математика

Основное свойство обыкновенной дроби

 

Вспомним основное свойство обыкновенной дроби: значение дроби не изменится, если ее числитель и знаменатель одновременно умножить или разделить на одно и то же отличное от нуля число. Напомним, что деление числителя и знаменателя дроби на одно и то же отличное от нуля число называется сокращением.

 

Например: , при этом значение дробей не изменяется. Однако зачастую при применении данного свойства многие допускают стандартные ошибки:

1)  - в приведенном примере допущена ошибка деления только одного слагаемого из числителя на 2, а не всего числителя. Правильная последовательность действий выглядит таким образом:  или .

2)  - здесь мы видим похожую ошибку, однако, кроме этого еще в результате деления  получен 0, а не 1, что является еще более частой и грубой ошибкой.

Теперь необходимо перейти к рассмотрению алгебраической дроби. Вспомним это понятие из предыдущего урока.

Определение. Рациональная (алгебраическая) дробь – дробное выражение вида , где  – многочлены.  – числитель,   – знаменатель.

Алгебраические дроби являются, в некотором смысле, обобщением обыкновенных дробей и над ними можно проводить те же операции, что и над обыкновенными дробями.

 

Основное свойство алгебраической дроби

 

 

Основное свойство алгебраической дроби – и числитель, и знаменатель дроби можно умножать и делить на один и тот же многочлен (одночлен) или число, отличное от нуля. Это будет тождественное преобразование алгебраической дроби. Вспомним, что как и ранее, деление числителя и знаменателя дроби на одно и то же отличное от нуля выражение называется сокращением.

 

Основное свойство алгебраической дроби позволяет сокращать дроби и приводить их к наименьшему общему знаменателю.

 

Примеры сокращения обыкновенных дробей

 

 

Для сокращения обыкновенных дробей мы прибегали к основной теореме арифметики, разлагали и числитель, и знаменатель на простые множители.

 

Определение. Простое число – натуральное число, которое делится только на единицу и само себя. Все остальные натуральные числа называются составными. 1 не является ни простым, ни составным числом.

Пример 1. а), где множители, на которые разложены числители и знаменатели указанных дробей, являются простыми числами.

Ответ. ; .

 

Примеры сокращения алгебраических дробей

 

 

Следовательно, для сокращения дробей необходимо предварительно разложить на  множители числитель и знаменатель дроби, а затем разделить их на общие множители. Т.е. следует владеть методами разложения многочленов на множители.

 

Пример 2. Сократить дробь а), б) , в)  .

Решение. а) . Необходимо заметить, что в числителе находится полный квадрат, а в знаменателе разность квадратов. После сокращения необходимо указать, что , во избежание деления на ноль.

б) . В знаменателе выносится общий числовой множитель, что полезно делать практически в любом случае, когда это возможно. Аналогично с предыдущим примером указываем, что .

в) . В знаменателе выносим за скобки минус (или, формально, ). Не забываем, что при сокращении .

Ответ. ;; .

Теперь приведём пример на приведение к общему знаменателю, делается это аналогично с обыкновенными дробями.

 

Приведение обыкновенных дробей к общему знаменателю

 

 

Пример 3. Привести к общему знаменателю дроби  и .

 

Решение. Для нахождения наименьшего общего знаменателя необходимо найти наименьшее общее кратное (НОК) двух знаменателей, т.е. НОК(3;5). Иными словами, найти наименьшее число, которое делится на 3 и на 5 одновременно. Очевидно, что это число 15, записать это можно таким образом: НОК(3;5)=15 – это и будет общий знаменатель указанных дробей.

Чтобы преобразовать знаменатель 3 в 15, его необходимо умножить на 5, а для преобразования 5 в 15, его необходимо умножить на 3. По основному свойству алгебраической дроби следует умножить на те же числа и соответствующие числители указанных дробей.

 и .

Ответ.; .

Пример 4. Привести к общему знаменателю дроби  и .

Решение. Проведем аналогичные предыдущему примеру действия. Наименьшее общее кратное знаменателей НОК(12;18)=36. Приведем к этому знаменателю обе дроби:

 и .

Ответ.; .

 

Сокращение сложных обыкновенных дробей

 

 

Теперь рассмотрим примеры, демонстрирующие применение техники сокращения дробей для их упрощения в более сложных случаях.

 

Пример 5. Вычислить значение дроби: а) , б) , в) .

а) . При сокращении пользуемся правилом деления степеней .

б) .

в) .

 

Сокращение сложных алгебраических дробей

 

 

После того, как мы повторили использование основного свойства обыкновенной дроби, можно перейти к рассмотрению алгебраических дробей.

 

Пример 6. Упростить дробь  и вычислить при заданных значениях переменных: а) ; , б) ;

Решение. При подходе к решению возможен следующий вариант – сразу же подставить значения переменных и начать расчет дроби, но в таком случае решение сильно усложняется и необходимое на его решение время увеличивается, не говоря уже об опасности ошибиться в сложных вычислениях. Поэтому удобно сначала упростить выражение в буквенном виде, а затем уже подставить значения переменных.

а) . При сокращении на множитель  необходимо проверить, не обращается ли он в ноль в указанных значениях переменных. При подстановке получаем  , что дает возможность сокращения на данный множитель.

б) . В знаменателе выносим минус, как мы это уже делали в примере 2. При сокращении на  снова проверяем не делим ли мы на ноль: .

Ответ. ; .

 

Приведение алгебраических дробей к общему знаменателю

 

 

Пример 7. Привести к общему знаменателю дроби а)  и , б)  и , в)  и .

 

Решение. а) В данном случае подойдем к решению следующим образом: не будем пользоваться понятием НОК, как во втором примере, а просто умножим знаменатель первой дроби на знаменатель второй и наоборот – это позволит привести дроби к одинаковому знаменателю. Конечно же, не забываем при этом умножать и числители дробей на такие же выражения.

. В числителе раскрыли скобки, а в знаменателе воспользовались формулой разности квадратов.

. Аналогичные действия.

Видно, что такой способ позволяет умножить знаменатель и числитель одной дроби на тот элемент из знаменателя второй дроби, которого не хватает. С другой дробью проводятся аналогичные действия, и знаменатели приводятся к общему.

б) Проделаем аналогичные с предыдущим пунктом действия:

. Умножим числитель и знаменатель на тот элемент знаменателя второй дроби, которого не хватало (в данном случае на весь знаменатель).

. Аналогично.

в) . В данном случае мы умножили на 3 (множитель который присутствует в знаменателе второй дроби и отсутствует в первой).

.

Ответ. а)  ; , б) ; , в) ; .

На данном уроке мы изучили основное свойство алгебраической дроби и рассмотрели основные задачи с его использованием. На следующем уроке мы более подробно разберем приведение дробей к общему знаменателю с использованием формул сокращенного умножения и метода группировки при разложении на множители.

 

Список литературы

1. Башмаков М.И. Алгебра 8 класс. – М.: Просвещение, 2004.
2. Дорофеев Г.В., Суворова С.Б., Бунимович Е.А. и др. Алгебра 8. – 5-е изд. – М.: Просвещение, 2010.
3. Никольский С.М., Потапов М.А., Решетников Н.Н., Шевкин А.В. Алгебра 8 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, 2006.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. ЕГЭ по математике (Источник).
2. Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» (Источник).
3. Математика в школе: поурочные планы (Источник).

 

Домашнее задание

1. №20, 22, 23, 26, 27, 29. Дорофеев Г.В., Суворова С.Б., Бунимович Е.А. и др. Алгебра 8. – 5-е изд. – М.: Просвещение, 2010.
2. Сократить дробь: а) , б) , в) , г) .
3. Привести дробь  к знаменателю .