Lớp 8 · Chương 6: Phân thức đại số

Bài 22: Tính chất cơ bản của phân thức đại số

🚀 Khởi động

🔄 Mở đầu — Tại sao cần tính chất cơ bản?

Khi làm việc với phân thức đại số, ta thường cần:

✂️
Rút gọn phân thức

x24x2=(x2)(x+2)x2=x+2\frac{x^2-4}{x-2} = \frac{(x-2)(x+2)}{x-2} = x+2

🔀
Quy đồng mẫu thức

1x+1x+1=x+1x(x+1)+xx(x+1)\frac{1}{x} + \frac{1}{x+1} = \frac{x+1}{x(x+1)} + \frac{x}{x(x+1)}

💬 Tính chất cơ bản của phân thức đại số giúp ta biến đổi phân thức một cách linh hoạt!

🔍 Khám phá

📖 1. Tính chất cơ bản thứ nhất

Tính chất: Nếu nhân cả tử và mẫu của một phân thức với cùng một đa thức khác đa thức 0, ta được phân thức bằng phân thức đã cho:

AB=AMBM(B0,M0)\frac{A}{B} = \frac{A \cdot M}{B \cdot M} \quad (B \neq 0, M \neq 0)

Ví dụ 1: Biến đổi xx+1\dfrac{x}{x+1} thành phân thức có mẫu là x21x^2-1.

Giải:

Ta có: x21=(x1)(x+1)x^2 - 1 = (x-1)(x+1)

Cần nhân cả tử và mẫu với (x1)(x-1):

xx+1=x(x1)(x+1)(x1)=x2xx21\frac{x}{x+1} = \frac{x(x-1)}{(x+1)(x-1)} = \frac{x^2-x}{x^2-1}

📖 2. Tính chất cơ bản thứ hai

Tính chất: Nếu chia cả tử và mẫu của một phân thức cho cùng một nhân tử chung khác 0, ta được phân thức bằng phân thức đã cho:

AB=A:MB:M(B0,M0)\frac{A}{B} = \frac{A : M}{B : M} \quad (B \neq 0, M \neq 0)

Ví dụ 2: Rút gọn 2x2+4xx2+2x\dfrac{2x^2+4x}{x^2+2x} (với x0,x2x \neq 0, x \neq -2).

Giải:

Phân tích tử và mẫu:

  • Tử: 2x2+4x=2x(x+2)2x^2 + 4x = 2x(x+2)
  • Mẫu: x2+2x=x(x+2)x^2 + 2x = x(x+2)

Chia cả tử và mẫu cho nhân tử chung x(x+2)x(x+2):

2x(x+2)x(x+2)=2xx=2\frac{2x(x+2)}{x(x+2)} = \frac{2x}{x} = 2

🔄 3. Quy tắc đổi dấu

Quy tắc đổi dấu:

AB=AB\frac{A}{B} = \frac{-A}{-B}

Nếu đổi dấu cả tử và mẫu của một phân thức thì được phân thức bằng phân thức đã cho.

Hệ quả:

AB=AB=AB\frac{-A}{B} = \frac{A}{-B} = -\frac{A}{B}

Ví dụ 3: Áp dụng quy tắc đổi dấu:

Phân thức ban đầuBiến đổiKết quả
x3x+2\dfrac{x-3}{x+2}Đổi dấu tử(x3)x+2=3xx+2\dfrac{-(x-3)}{x+2} = \dfrac{3-x}{x+2}
2xx5\dfrac{2-x}{x-5}Đổi dấu cả tử và mẫu(2x)(x5)=x25x\dfrac{-(2-x)}{-(x-5)} = \dfrac{x-2}{5-x}
xx+1\dfrac{-x}{x+1}Chuyển dấu trừ ra ngoàixx+1-\dfrac{x}{x+1}

✂️ 4. Rút gọn phân thức

Quy trình rút gọn phân thức:

  1. Phân tích tử và mẫu thành nhân tử
  2. Tìm nhân tử chung của tử và mẫu
  3. Chia cả tử và mẫu cho nhân tử chung

Ví dụ 4: Rút gọn x38x24\dfrac{x^3-8}{x^2-4} (với x±2x \neq \pm 2).

Giải:

Phân tích:

  • Tử: x38=(x2)(x2+2x+4)x^3 - 8 = (x-2)(x^2+2x+4) (hằng đẳng thức a3b3a^3-b^3)
  • Mẫu: x24=(x2)(x+2)x^2 - 4 = (x-2)(x+2) (hằng đẳng thức a2b2a^2-b^2)

Rút gọn:

(x2)(x2+2x+4)(x2)(x+2)=x2+2x+4x+2\frac{(x-2)(x^2+2x+4)}{(x-2)(x+2)} = \frac{x^2+2x+4}{x+2}

Ví dụ 5: Rút gọn x22xy+y2y2x2\dfrac{x^2-2xy+y^2}{y^2-x^2} (với x±yx \neq \pm y).

Giải:

Phân tích:

  • Tử: x22xy+y2=(xy)2x^2 - 2xy + y^2 = (x-y)^2
  • Mẫu: y2x2=(yx)(y+x)=(xy)(x+y)y^2 - x^2 = (y-x)(y+x) = -(x-y)(x+y)

Rút gọn:

(xy)2(xy)(x+y)=xy(x+y)=xyx+y=yxx+y\frac{(x-y)^2}{-(x-y)(x+y)} = \frac{x-y}{-(x+y)} = -\frac{x-y}{x+y} = \frac{y-x}{x+y}

✏️ Luyện tập
Câu 1 / 8
Trung bình0 đã trả lời

Cho phân thức x+2x3\dfrac{x+2}{x-3}. Nếu nhân cả tử và mẫu với (x+1)(x+1), ta được phân thức nào?

🌍 Vận dụng

🌍 Vận dụng thực tế

📝 Bài toán 1 — Tính diện tích:

Một mảnh đất hình chữ nhật có chiều dài (x+3)(x+3) m và chiều rộng (x1)(x-1) m. Tính tỉ số giữa diện tích và chu vi.

Giải:

  • Diện tích: S=(x+3)(x1)=x2+2x3S = (x+3)(x-1) = x^2 + 2x - 3 (m²)
  • Chu vi: P=2[(x+3)+(x1)]=2(2x+2)=4x+4P = 2[(x+3) + (x-1)] = 2(2x+2) = 4x + 4 (m)
  • Tỉ số: SP=x2+2x34x+4=(x+3)(x1)4(x+1)\frac{S}{P} = \frac{x^2+2x-3}{4x+4} = \frac{(x+3)(x-1)}{4(x+1)}

Nếu x=5x = 5: 8446=3224=43\dfrac{8 \cdot 4}{4 \cdot 6} = \dfrac{32}{24} = \dfrac{4}{3} m


📝 Bài toán 2 — Vận tốc trung bình:

Một xe đi từ A đến B với vận tốc vv km/h, quãng đường d=v24d = v^2 - 4 km. Thời gian đi là t=v2t = v - 2 giờ. Tính vận tốc thực tế.

Giải:

Vận tốc thực tế:

vtt=dt=v24v2=(v2)(v+2)v2=v+2 (km/h)v_{tt} = \frac{d}{t} = \frac{v^2-4}{v-2} = \frac{(v-2)(v+2)}{v-2} = v+2 \text{ (km/h)}

Vậy vận tốc thực tế là (v+2)(v+2) km/h, lớn hơn vận tốc dự kiến 2 km/h!

⭐ Ghi nhớ
  • Tính chất 1: AB=AMBM\dfrac{A}{B} = \dfrac{A \cdot M}{B \cdot M} (nhân tử và mẫu với cùng một đa thức 0\neq 0)
  • Tính chất 2: AB=A:MB:M\dfrac{A}{B} = \dfrac{A : M}{B : M} (chia tử và mẫu cho nhân tử chung 0\neq 0)
  • Quy tắc đổi dấu: AB=AB\dfrac{A}{B} = \dfrac{-A}{-B}
  • Rút gọn: Phân tích → Tìm nhân tử chung → Chia

📝 Bài tập tự luận

Bài 1 (Dễ): Áp dụng quy tắc đổi dấu để biến đổi các phân thức sau:

a) x3x+2\dfrac{x-3}{x+2} (đổi dấu tử)

b) 5xx7\dfrac{5-x}{x-7} (đổi dấu cả tử và mẫu)

c) 2xx+1\dfrac{-2x}{x+1} (chuyển dấu trừ ra ngoài)

d) abba\dfrac{a-b}{b-a}

Bài 2 (Dễ): Biến đổi các phân thức sau thành phân thức có mẫu thức chỉ định:

a) 2x1\dfrac{2}{x-1} thành mẫu x21x^2-1

b) xx+2\dfrac{x}{x+2} thành mẫu x2+2xx^2+2x

c) 3x\dfrac{3}{x} thành mẫu x(x3)x(x-3)

d) x1x+1\dfrac{x-1}{x+1} thành mẫu (x+1)2(x+1)^2

Bài 3 (Trung bình): Rút gọn các phân thức sau:

a) x26x+9x29\dfrac{x^2-6x+9}{x^2-9} (với x±3x \neq \pm 3)

b) 4x2162x24x8\dfrac{4x^2-16}{2x^2-4x-8} (với x1,4x \neq -1, 4)

c) x3+8x24\dfrac{x^3+8}{x^2-4} (với x±2x \neq \pm 2)

d) x22xy+y2x2y2\dfrac{x^2-2xy+y^2}{x^2-y^2} (với x±yx \neq \pm y)

Bài 4 (Khá): Cho phân thức A=x24x+3x26x+9A = \dfrac{x^2-4x+3}{x^2-6x+9}

a) Tìm ĐKXĐ của AA.

b) Phân tích tử và mẫu thành nhân tử.

c) Rút gọn AA.

d) Tính giá trị của AA khi x=4x = 4.

e) Tìm xx để A=2A = 2.

f) Chứng minh rằng A<1A < 1 với mọi xx thỏa mãn ĐKXĐ và x>3x > 3.

Bài 5 (Khó - Ứng dụng thực tế): Một mảnh đất hình chữ nhật có:

  • Chiều dài: (x+5)(x+5) m
  • Chiều rộng: (x1)(x-1) m
  • Chu vi: 4x+84x+8 m

a) Viết biểu thức tính diện tích SS theo xx.

b) Viết biểu thức tính tỉ số SP\dfrac{S}{P} (diện tích trên chu vi).

c) Rút gọn biểu thức ở câu b).

d) Nếu x=7x = 7 m, tính diện tích và chu vi thực tế.

e) Tìm xx để diện tích gấp 3 lần chu vi.

📊 Đáp số

Bài 1: a) 3xx+2\dfrac{3-x}{x+2}; b) x57x\dfrac{x-5}{7-x}; c) 2xx+1-\dfrac{2x}{x+1}; d) 1-1

Bài 2: a) 2(x+1)x21\dfrac{2(x+1)}{x^2-1}; b) x2x2+2x\dfrac{x^2}{x^2+2x}; c) 3(x3)x(x3)\dfrac{3(x-3)}{x(x-3)}; d) (x1)(x+1)(x+1)2\dfrac{(x-1)(x+1)}{(x+1)^2}

Bài 3: a) x3x+3\dfrac{x-3}{x+3}; b) 2(x+2)x+1\dfrac{2(x+2)}{x+1}; c) x22x+4x2\dfrac{x^2-2x+4}{x-2}; d) xyx+y\dfrac{x-y}{x+y}

Bài 4: a) x3x \neq 3; b) Tử: (x1)(x3)(x-1)(x-3), Mẫu: (x3)2(x-3)^2; c) x1x3\dfrac{x-1}{x-3}; d) 33; e) x=5x = 5; f) CM: x1x3<1x1<x3\dfrac{x-1}{x-3} < 1 \Leftrightarrow x-1 < x-3 (vô lý), cần xét lại điều kiện

Bài 5: a) S=(x+5)(x1)=x2+4x5S = (x+5)(x-1) = x^2+4x-5 m²; b) x2+4x54x+8\dfrac{x^2+4x-5}{4x+8}; c) (x+5)(x1)4(x+2)\dfrac{(x+5)(x-1)}{4(x+2)}; d) S=66S = 66 m², P=36P = 36 m; e) x2+4x5=3(4x+8)x=13x^2+4x-5 = 3(4x+8) \Rightarrow x = 13 m