Lớp 8 · Chương 6: Phân thức đại số

Bài 23: Phép cộng và phép trừ phân thức đại số

🚀 Khởi động

➕ Mở đầu — Tại sao cần cộng trừ phân thức?

Trong thực tế, nhiều bài toán yêu cầu cộng trừ các biểu thức có biến ở mẫu:

⏱️
Bài toán thời gian

Hai người làm chung: 1a+1b=a+bab\frac{1}{a} + \frac{1}{b} = \frac{a+b}{ab}

Điện trở song song

1R=1R1+1R2\frac{1}{R} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}

💬 Để cộng trừ phân thức, ta cần quy đồng mẫu thức — giống như cộng trừ phân số!

🔍 Khám phá

📖 1. Cộng trừ phân thức cùng mẫu

Quy tắc: Muốn cộng (hoặc trừ) hai phân thức có cùng mẫu thức, ta cộng (hoặc trừ) các tử thức và giữ nguyên mẫu thức:

AC+BC=A+BC\frac{A}{C} + \frac{B}{C} = \frac{A+B}{C}

ACBC=ABC\frac{A}{C} - \frac{B}{C} = \frac{A-B}{C}

Ví dụ 1: Tính x+1x2+3x2\dfrac{x+1}{x-2} + \dfrac{3}{x-2} (với x2x \neq 2).

Giải:

x+1x2+3x2=(x+1)+3x2=x+4x2\frac{x+1}{x-2} + \frac{3}{x-2} = \frac{(x+1)+3}{x-2} = \frac{x+4}{x-2}

Ví dụ 2: Tính 2xx21x1x21\dfrac{2x}{x^2-1} - \dfrac{x-1}{x^2-1} (với x±1x \neq \pm 1).

Giải:

2xx21x1x21=2x(x1)x21=2xx+1x21=x+1x21\frac{2x}{x^2-1} - \frac{x-1}{x^2-1} = \frac{2x-(x-1)}{x^2-1} = \frac{2x-x+1}{x^2-1} = \frac{x+1}{x^2-1}

Rút gọn: x+1(x1)(x+1)=1x1\dfrac{x+1}{(x-1)(x+1)} = \dfrac{1}{x-1}

🔄 2. Quy đồng mẫu thức

Quy trình quy đồng mẫu thức:

  1. Phân tích các mẫu thức thành nhân tử
  2. Tìm MTC (Mẫu Thức Chung): tích các nhân tử chung và riêng với số mũ cao nhất
  3. Tìm nhân tử phụ của mỗi mẫu: MTC chia cho mẫu đó
  4. Nhân tử và mẫu của mỗi phân thức với nhân tử phụ tương ứng

Ví dụ 3: Quy đồng mẫu thức: 1x1\dfrac{1}{x-1}2x+1\dfrac{2}{x+1}.

Giải:

Bước 1: Các mẫu đã phân tích: (x1)(x-1)(x+1)(x+1)

Bước 2: MTC = (x1)(x+1)(x-1)(x+1)

Bước 3: Nhân tử phụ:

  • Của 1x1\dfrac{1}{x-1}: (x+1)(x+1)
  • Của 2x+1\dfrac{2}{x+1}: (x1)(x-1)

Bước 4: Quy đồng:

1x1=1(x+1)(x1)(x+1)=x+1(x1)(x+1)\frac{1}{x-1} = \frac{1 \cdot (x+1)}{(x-1)(x+1)} = \frac{x+1}{(x-1)(x+1)}

2x+1=2(x1)(x+1)(x1)=2x2(x1)(x+1)\frac{2}{x+1} = \frac{2 \cdot (x-1)}{(x+1)(x-1)} = \frac{2x-2}{(x-1)(x+1)}

🔍 Thực hành: Tìm Mẫu Thức Chung (MTC)

➕ 3. Cộng trừ phân thức khác mẫu

Quy tắc: Muốn cộng (hoặc trừ) hai phân thức có mẫu thức khác nhau:

  1. Quy đồng mẫu thức
  2. Cộng (hoặc trừ) các phân thức có cùng mẫu vừa tìm được

Ví dụ 4: Tính 1x+2x+1\dfrac{1}{x} + \dfrac{2}{x+1} (với x0,x1x \neq 0, x \neq -1).

Giải:

Bước 1: MTC = x(x+1)x(x+1)

Bước 2: Quy đồng:

1x=x+1x(x+1),2x+1=2xx(x+1)\frac{1}{x} = \frac{x+1}{x(x+1)}, \quad \frac{2}{x+1} = \frac{2x}{x(x+1)}

Bước 3: Cộng:

x+1x(x+1)+2xx(x+1)=x+1+2xx(x+1)=3x+1x(x+1)\frac{x+1}{x(x+1)} + \frac{2x}{x(x+1)} = \frac{x+1+2x}{x(x+1)} = \frac{3x+1}{x(x+1)}

Ví dụ 5: Tính xx241x2\dfrac{x}{x^2-4} - \dfrac{1}{x-2} (với x±2x \neq \pm 2).

Giải:

Bước 1: Phân tích: x24=(x2)(x+2)x^2-4 = (x-2)(x+2)

MTC = (x2)(x+2)(x-2)(x+2)

Bước 2: Quy đồng:

x(x2)(x+2)x+2(x2)(x+2)\frac{x}{(x-2)(x+2)} - \frac{x+2}{(x-2)(x+2)}

Bước 3: Trừ:

x(x+2)(x2)(x+2)=xx2(x2)(x+2)=2(x2)(x+2)=2x24\frac{x-(x+2)}{(x-2)(x+2)} = \frac{x-x-2}{(x-2)(x+2)} = \frac{-2}{(x-2)(x+2)} = \frac{-2}{x^2-4}

➕➖ Thực hành: Cộng trừ phân thức đại số

🎯 4. Ví dụ phức tạp

Ví dụ 6: Tính 1x12x21+1x+1\dfrac{1}{x-1} - \dfrac{2}{x^2-1} + \dfrac{1}{x+1} (với x±1x \neq \pm 1).

Giải:

Bước 1: Phân tích: x21=(x1)(x+1)x^2-1 = (x-1)(x+1)

MTC = (x1)(x+1)(x-1)(x+1)

Bước 2: Quy đồng:

x+1(x1)(x+1)2(x1)(x+1)+x1(x1)(x+1)\frac{x+1}{(x-1)(x+1)} - \frac{2}{(x-1)(x+1)} + \frac{x-1}{(x-1)(x+1)}

Bước 3: Tính:

(x+1)2+(x1)(x1)(x+1)=x+12+x1(x1)(x+1)=2x2(x1)(x+1)\frac{(x+1) - 2 + (x-1)}{(x-1)(x+1)} = \frac{x+1-2+x-1}{(x-1)(x+1)} = \frac{2x-2}{(x-1)(x+1)}

Bước 4: Rút gọn:

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

✏️ Luyện tập
Câu 1 / 9
Dễ0 đã trả lời

Tính 2x+3x\dfrac{2}{x} + \dfrac{3}{x} (với x0x \neq 0):

🌍 Vận dụng

🌍 Vận dụng thực tế

📝 Bài toán 1 — Làm việc chung:

Người thứ nhất làm xong công việc trong xx giờ, người thứ hai trong yy giờ. Hỏi hai người làm chung trong 1 giờ được bao nhiêu phần công việc?

Giải:

Trong 1 giờ:

  • Người 1 làm được: 1x\dfrac{1}{x} công việc
  • Người 2 làm được: 1y\dfrac{1}{y} công việc
  • Cả hai: 1x+1y=yxy+xxy=x+yxy (coˆng việc)\frac{1}{x} + \frac{1}{y} = \frac{y}{xy} + \frac{x}{xy} = \frac{x+y}{xy} \text{ (công việc)}

Nếu x=6x = 6 giờ, y=4y = 4 giờ: 6+424=1024=512\dfrac{6+4}{24} = \dfrac{10}{24} = \dfrac{5}{12} công việc/giờ

Thời gian hoàn thành: 1512=125=2,4\dfrac{1}{\frac{5}{12}} = \dfrac{12}{5} = 2{,}4 giờ


📝 Bài toán 2 — Điện trở song song:

Hai điện trở R1=xR_1 = x Ω và R2=x+2R_2 = x+2 Ω mắc song song. Tính điện trở tương đương.

Giải:

Công thức: 1R=1R1+1R2\dfrac{1}{R} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2}

1R=1x+1x+2=x+2x(x+2)+xx(x+2)=2x+2x(x+2)\frac{1}{R} = \frac{1}{x} + \frac{1}{x+2} = \frac{x+2}{x(x+2)} + \frac{x}{x(x+2)} = \frac{2x+2}{x(x+2)}

R=x(x+2)2x+2=x(x+2)2(x+1) (Ω)R = \frac{x(x+2)}{2x+2} = \frac{x(x+2)}{2(x+1)} \text{ (Ω)}

Nếu x=4x = 4 Ω: R=4625=2410=2,4R = \dfrac{4 \cdot 6}{2 \cdot 5} = \dfrac{24}{10} = 2{,}4 Ω

⭐ Ghi nhớ
  • Cùng mẫu: AC±BC=A±BC\dfrac{A}{C} \pm \dfrac{B}{C} = \dfrac{A \pm B}{C}
  • Quy đồng: Phân tích → Tìm MTC → Nhân tử phụ → Quy đồng
  • Khác mẫu: Quy đồng → Cộng/trừ → Rút gọn (nếu có)
  • Lưu ý: Luôn ghi ĐKXĐ và rút gọn kết quả cuối

📝 Bài tập tự luận

Bài 1 (Dễ): Thực hiện phép tính (các phân thức cùng mẫu):

a) 3x+1+2x+1\dfrac{3}{x+1} + \dfrac{2}{x+1} (với x1x \neq -1)

b) x+5x23x2\dfrac{x+5}{x-2} - \dfrac{3}{x-2} (với x2x \neq 2)

c) 2xx21+x1x21\dfrac{2x}{x^2-1} + \dfrac{x-1}{x^2-1} (với x±1x \neq \pm 1)

d) x2x+39x+3\dfrac{x^2}{x+3} - \dfrac{9}{x+3} (với x3x \neq -3)

Bài 2 (Trung bình): Quy đồng mẫu thức các phân thức sau:

a) 1x2\dfrac{1}{x-2}1x+2\dfrac{1}{x+2}

b) 2x\dfrac{2}{x}3x2x\dfrac{3}{x^2-x}

c) xx24\dfrac{x}{x^2-4}1x2\dfrac{1}{x-2}

d) 1x1\dfrac{1}{x-1}, 2x+1\dfrac{2}{x+1}3x21\dfrac{3}{x^2-1}

Bài 3 (Trung bình): Thực hiện phép tính:

a) 2x+3x+1\dfrac{2}{x} + \dfrac{3}{x+1} (với x0,1x \neq 0, -1)

b) xx32x+3\dfrac{x}{x-3} - \dfrac{2}{x+3} (với x±3x \neq \pm 3)

c) 1x21+1x1\dfrac{1}{x^2-1} + \dfrac{1}{x-1} (với x±1x \neq \pm 1)

d) x+1x2x1x+2\dfrac{x+1}{x-2} - \dfrac{x-1}{x+2} (với x±2x \neq \pm 2)

Bài 4 (Khá): Rút gọn các biểu thức sau:

a) 1x12x21+1x+1\dfrac{1}{x-1} - \dfrac{2}{x^2-1} + \dfrac{1}{x+1} (với x±1x \neq \pm 1)

b) xx24+1x21x+2\dfrac{x}{x^2-4} + \dfrac{1}{x-2} - \dfrac{1}{x+2} (với x±2x \neq \pm 2)

c) 2xx291x3+1x+3\dfrac{2x}{x^2-9} - \dfrac{1}{x-3} + \dfrac{1}{x+3} (với x±3x \neq \pm 3)

d) x+2x211x1+1x+1\dfrac{x+2}{x^2-1} - \dfrac{1}{x-1} + \dfrac{1}{x+1} (với x±1x \neq \pm 1)

Bài 5 (Khó - Ứng dụng thực tế): Hai công nhân A và B cùng làm một công việc:

  • Người A làm một mình xong trong xx ngày
  • Người B làm một mình xong trong yy ngày

a) Viết biểu thức tính phần công việc mỗi người làm được trong 1 ngày.

b) Viết biểu thức tính phần công việc cả hai người làm được trong 1 ngày khi làm chung.

c) Rút gọn biểu thức ở câu b).

d) Viết biểu thức tính thời gian hoàn thành công việc khi hai người làm chung.

e) Nếu A làm trong 6 ngày và B làm trong 4 ngày, tính thời gian làm chung.

f) Nếu làm chung trong 2,4 ngày thì xong, và A làm nhanh hơn B 2 ngày, tìm thời gian mỗi người làm riêng.

📊 Đáp số

Bài 1: a) 5x+1\dfrac{5}{x+1}; b) x+2x2\dfrac{x+2}{x-2}; c) 3x1x21\dfrac{3x-1}{x^2-1}; d) x3x-3

Bài 2: a) MTC = (x2)(x+2)(x-2)(x+2); b) MTC = x(x1)x(x-1); c) MTC = (x2)(x+2)(x-2)(x+2); d) MTC = (x1)(x+1)(x-1)(x+1)

Bài 3: a) 5x+3x(x+1)\dfrac{5x+3}{x(x+1)}; b) x2+x+6(x3)(x+3)\dfrac{x^2+x+6}{(x-3)(x+3)}; c) x+2(x1)(x+1)\dfrac{x+2}{(x-1)(x+1)}; d) 4x(x2)(x+2)\dfrac{4x}{(x-2)(x+2)}

Bài 4: a) 2x+1\dfrac{2}{x+1}; b) x(x2)(x+2)\dfrac{x}{(x-2)(x+2)}; c) 00; d) 2x+1\dfrac{2}{x+1}

Bài 5: a) A: 1x\dfrac{1}{x}, B: 1y\dfrac{1}{y}; b) 1x+1y\dfrac{1}{x} + \dfrac{1}{y}; c) x+yxy\dfrac{x+y}{xy}; d) xyx+y\dfrac{xy}{x+y} ngày; e) 2,42{,}4 ngày; f) A: 4 ngày, B: 6 ngày