Lớp 8 · Chương 6: Phân thức đại số

Bài 24: Phép nhân và phép chia phân thức đại số

🚀 Khởi động

✖️ Mở đầu — Tại sao cần nhân chia phân thức?

Phép nhân và chia phân thức xuất hiện trong nhiều bài toán thực tế:

📏
Diện tích hình chữ nhật

Dài x+12\dfrac{x+1}{2}, rộng 4x+1\dfrac{4}{x+1}: S=x+124x+1=2S = \frac{x+1}{2} \cdot \frac{4}{x+1} = 2

🚗
Vận tốc

Quãng đường x24x\dfrac{x^2-4}{x}, thời gian x2x\dfrac{x-2}{x}: v=x24x:x2x=x+2v = \frac{x^2-4}{x} : \frac{x-2}{x} = x+2

💬 Phép nhân chia phân thức đại số tương tự như phân số, nhưng cần chú ý rút gọn!

🔍 Khám phá

📖 1. Phép nhân phân thức đại số

Quy tắc nhân: Muốn nhân hai phân thức, ta nhân các tử thức với nhau và nhân các mẫu thức với nhau:

ABCD=ACBD\frac{A}{B} \cdot \frac{C}{D} = \frac{A \cdot C}{B \cdot D}

Lưu ý: Nên rút gọn trước khi nhân để đơn giản hóa tính toán.

Ví dụ 1: Tính 3x+1x+16\dfrac{3}{x+1} \cdot \dfrac{x+1}{6} (với x1x \neq -1).

Giải:

Cách 1 (nhân trực tiếp):

3x+1x+16=3(x+1)6(x+1)=36=12\frac{3}{x+1} \cdot \frac{x+1}{6} = \frac{3(x+1)}{6(x+1)} = \frac{3}{6} = \frac{1}{2}

Cách 2 (rút gọn trước):

3x+1x+16=36=12\frac{3}{x+1} \cdot \frac{x+1}{6} = \frac{3}{6} = \frac{1}{2}

Ví dụ 2: Tính x24x+3x+3x+2\dfrac{x^2-4}{x+3} \cdot \dfrac{x+3}{x+2} (với x3,2x \neq -3, -2).

Giải:

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

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

➗ 2. Phép chia phân thức đại số

Định nghĩa phân thức nghịch đảo: Hai phân thức AB\dfrac{A}{B}BA\dfrac{B}{A} gọi là nghịch đảo của nhau nếu:

ABBA=1\frac{A}{B} \cdot \frac{B}{A} = 1

Quy tắc chia: Muốn chia phân thức AB\dfrac{A}{B} cho phân thức CD\dfrac{C}{D} (với C0C \neq 0), ta nhân AB\dfrac{A}{B} với phân thức nghịch đảo của CD\dfrac{C}{D}:

AB:CD=ABDC=ADBC\frac{A}{B} : \frac{C}{D} = \frac{A}{B} \cdot \frac{D}{C} = \frac{A \cdot D}{B \cdot C}

Ví dụ 3: Tính xx1:x2x21\dfrac{x}{x-1} : \dfrac{x^2}{x^2-1} (với x0,±1x \neq 0, \pm 1).

Giải:

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

xx1:x2(x1)(x+1)=xx1(x1)(x+1)x2\frac{x}{x-1} : \frac{x^2}{(x-1)(x+1)} = \frac{x}{x-1} \cdot \frac{(x-1)(x+1)}{x^2}

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

Ví dụ 4: Tính 2x+4x3:x+2x29\dfrac{2x+4}{x-3} : \dfrac{x+2}{x^2-9} (với x2,±3x \neq -2, \pm 3).

Giải:

Phân tích:

  • Tử phân thức 1: 2x+4=2(x+2)2x+4 = 2(x+2)
  • Mẫu phân thức 2: x29=(x3)(x+3)x^2-9 = (x-3)(x+3)

2(x+2)x3:x+2(x3)(x+3)=2(x+2)x3(x3)(x+3)x+2\frac{2(x+2)}{x-3} : \frac{x+2}{(x-3)(x+3)} = \frac{2(x+2)}{x-3} \cdot \frac{(x-3)(x+3)}{x+2}

=2(x+2)(x3)(x+3)(x3)(x+2)=2(x+3)=2x+6= \frac{2(x+2)(x-3)(x+3)}{(x-3)(x+2)} = 2(x+3) = 2x+6

🔀 3. Biểu thức hỗn hợp

Biểu thức hỗn hợp là biểu thức chứa nhiều phép toán: cộng, trừ, nhân, chia phân thức.

Thứ tự thực hiện:

  1. Thực hiện phép tính trong ngoặc trước
  2. Thực hiện phép nhân, chia từ trái sang phải
  3. Thực hiện phép cộng, trừ từ trái sang phải

Ví dụ 5: Tính (1x+1x+1)x(x+1)2\left(\dfrac{1}{x} + \dfrac{1}{x+1}\right) \cdot \dfrac{x(x+1)}{2} (với x0,1x \neq 0, -1).

Giải:

Bước 1: Tính trong ngoặc:

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

Bước 2: Nhân:

2x+1x(x+1)x(x+1)2=(2x+1)x(x+1)2x(x+1)=2x+12\frac{2x+1}{x(x+1)} \cdot \frac{x(x+1)}{2} = \frac{(2x+1) \cdot x(x+1)}{2 \cdot x(x+1)} = \frac{2x+1}{2}

Ví dụ 6: Rút gọn xx1:(xx11x)\dfrac{x}{x-1} : \left(\dfrac{x}{x-1} - \dfrac{1}{x}\right) (với x0,1x \neq 0, 1).

Giải:

Bước 1: Tính trong ngoặc:

xx11x=x2x(x1)x1x(x1)=x2x+1x(x1)\frac{x}{x-1} - \frac{1}{x} = \frac{x^2}{x(x-1)} - \frac{x-1}{x(x-1)} = \frac{x^2-x+1}{x(x-1)}

Bước 2: Chia:

xx1:x2x+1x(x1)=xx1x(x1)x2x+1=x2x2x+1\frac{x}{x-1} : \frac{x^2-x+1}{x(x-1)} = \frac{x}{x-1} \cdot \frac{x(x-1)}{x^2-x+1} = \frac{x^2}{x^2-x+1}

📌 4. Tính chất của phép nhân

Phép nhân phân thức có các tính chất:

  1. Giao hoán: ABCD=CDAB\dfrac{A}{B} \cdot \dfrac{C}{D} = \dfrac{C}{D} \cdot \dfrac{A}{B}

  2. Kết hợp: (ABCD)EF=AB(CDEF)\left(\dfrac{A}{B} \cdot \dfrac{C}{D}\right) \cdot \dfrac{E}{F} = \dfrac{A}{B} \cdot \left(\dfrac{C}{D} \cdot \dfrac{E}{F}\right)

  3. Phân phối với phép cộng: AB(CD+EF)=ABCD+ABEF\dfrac{A}{B} \cdot \left(\dfrac{C}{D} + \dfrac{E}{F}\right) = \dfrac{A}{B} \cdot \dfrac{C}{D} + \dfrac{A}{B} \cdot \dfrac{E}{F}

✏️ Luyện tập
Câu 1 / 9
Dễ0 đã trả lời

Tính 2xx3\dfrac{2}{x} \cdot \dfrac{x}{3} (với x0x \neq 0):

🌍 Vận dụng

🌍 Vận dụng thực tế

📝 Bài toán 1 — Diện tích hình chữ nhật:

Một mảnh đất hình chữ nhật có chiều dài x24x\dfrac{x^2-4}{x} m và chiều rộng 2xx+2\dfrac{2x}{x+2} m. Tính diện tích.

Giải:

Diện tích:

S=x24x2xx+2=(x2)(x+2)x2xx+2S = \frac{x^2-4}{x} \cdot \frac{2x}{x+2} = \frac{(x-2)(x+2)}{x} \cdot \frac{2x}{x+2}

=(x2)(x+2)2xx(x+2)=2(x2)=2x4 (m2)= \frac{(x-2)(x+2) \cdot 2x}{x(x+2)} = 2(x-2) = 2x-4 \text{ (m}^2\text{)}

Nếu x=5x = 5: S=254=6S = 2 \cdot 5 - 4 = 6


📝 Bài toán 2 — Vận tốc:

Một xe đi quãng đường x2+3x+2x\dfrac{x^2+3x+2}{x} km trong thời gian x+2x\dfrac{x+2}{x} giờ. Tính vận tốc.

Giải:

Vận tốc:

v=x2+3x+2x:x+2x=x2+3x+2xxx+2v = \frac{x^2+3x+2}{x} : \frac{x+2}{x} = \frac{x^2+3x+2}{x} \cdot \frac{x}{x+2}

Phân tích: x2+3x+2=(x+1)(x+2)x^2+3x+2 = (x+1)(x+2)

v=(x+1)(x+2)xxx+2=(x+1)(x+2)xx(x+2)=x+1 (km/h)v = \frac{(x+1)(x+2)}{x} \cdot \frac{x}{x+2} = \frac{(x+1)(x+2) \cdot x}{x(x+2)} = x+1 \text{ (km/h)}

Nếu x=4x = 4: v=5v = 5 km/h


📝 Bài toán 3 — Công suất:

Máy A có công suất xx1\dfrac{x}{x-1} sản phẩm/giờ. Máy B có công suất gấp x12\dfrac{x-1}{2} lần máy A. Tính công suất máy B.

Giải:

Công suất máy B:

PB=xx1x12=x(x1)2(x1)=x2 (sản phẩm/giờ)P_B = \frac{x}{x-1} \cdot \frac{x-1}{2} = \frac{x(x-1)}{2(x-1)} = \frac{x}{2} \text{ (sản phẩm/giờ)}

Nếu x=6x = 6: PB=3P_B = 3 sản phẩm/giờ

⭐ Ghi nhớ
  • Phép nhân: ABCD=ACBD\dfrac{A}{B} \cdot \dfrac{C}{D} = \dfrac{A \cdot C}{B \cdot D}
  • Phép chia: AB:CD=ABDC\dfrac{A}{B} : \dfrac{C}{D} = \dfrac{A}{B} \cdot \dfrac{D}{C}
  • Nghịch đảo: AB\dfrac{A}{B}BA\dfrac{B}{A} nghịch đảo nhau
  • Thứ tự: Ngoặc → Nhân, chia → Cộng, trừ
  • Mẹo: Rút gọn trước khi nhân để đơn giản hóa

📝 Bài tập tự luận

Bài 1 (Dễ): Thực hiện phép nhân:

a) 3xx5\dfrac{3}{x} \cdot \dfrac{x}{5} (với x0x \neq 0)

b) x+1x2x2x+1\dfrac{x+1}{x-2} \cdot \dfrac{x-2}{x+1} (với x1,2x \neq -1, 2)

c) 2xx+3x+34\dfrac{2x}{x+3} \cdot \dfrac{x+3}{4} (với x3x \neq -3)

d) x24x+1x+1x2\dfrac{x^2-4}{x+1} \cdot \dfrac{x+1}{x-2} (với x1,2x \neq -1, 2)

Bài 2 (Dễ): Tìm phân thức nghịch đảo của:

a) x3x+5\dfrac{x-3}{x+5}

b) 2x2x1\dfrac{2x^2}{x-1}

c) x+2x+2 (viết dưới dạng phân thức)

d) x29x+3\dfrac{x^2-9}{x+3}

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

a) xx1:x2x21\dfrac{x}{x-1} : \dfrac{x^2}{x^2-1} (với x0,±1x \neq 0, \pm 1)

b) x24x+3:x2x29\dfrac{x^2-4}{x+3} : \dfrac{x-2}{x^2-9} (với x3,2,3x \neq -3, 2, 3)

c) 2x+6x5:x+3x225\dfrac{2x+6}{x-5} : \dfrac{x+3}{x^2-25} (với x3,±5x \neq -3, \pm 5)

d) x38x+1:x24x21\dfrac{x^3-8}{x+1} : \dfrac{x^2-4}{x^2-1} (với x1,±2,1x \neq -1, \pm 2, 1)

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

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

b) xx2:(xx22x)\dfrac{x}{x-2} : \left(\dfrac{x}{x-2} - \dfrac{2}{x}\right) (với x0,2x \neq 0, 2)

c) (x+1x1x1x+1):4xx21\left(\dfrac{x+1}{x-1} - \dfrac{x-1}{x+1}\right) : \dfrac{4x}{x^2-1} (với x0,±1x \neq 0, \pm 1)

d) x24x29x+3x2:x+2x3\dfrac{x^2-4}{x^2-9} \cdot \dfrac{x+3}{x-2} : \dfrac{x+2}{x-3} (với x±2,±3x \neq \pm 2, \pm 3)

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

  • Chiều dài: x2+2xx1\dfrac{x^2+2x}{x-1} cm
  • Chiều rộng: x1x+2\dfrac{x-1}{x+2} cm

a) Viết biểu thức tính diện tích hình chữ nhật.

b) Rút gọn biểu thức diện tích.

c) Viết biểu thức tính chu vi hình chữ nhật.

d) Rút gọn biểu thức chu vi.

e) Tính tỉ số giữa diện tích và chu vi.

f) Nếu x=3x = 3 cm, tính diện tích và chu vi cụ thể.

g) Tìm xx để diện tích bằng 12 cm².

📊 Đáp số

Bài 1: a) 35\dfrac{3}{5}; b) 11; c) x2\dfrac{x}{2}; d) x+2x+2

Bài 2: a) x+5x3\dfrac{x+5}{x-3}; b) x12x2\dfrac{x-1}{2x^2}; c) 1x+2\dfrac{1}{x+2}; d) x+3x3\dfrac{x+3}{x-3}

Bài 3: a) x+1x\dfrac{x+1}{x}; b) (x+2)(x+3)(x+2)(x+3); c) 2(x5)2(x-5); d) (x2+2x+4)(x1)x+1\dfrac{(x^2+2x+4)(x-1)}{x+1}

Bài 4: a) 2x+12\dfrac{2x+1}{2}; b) x2x22x4\dfrac{x^2}{x^2-2x-4}; c) 11; d) 11

Bài 5: a) S=x2+2xx1x1x+2S = \dfrac{x^2+2x}{x-1} \cdot \dfrac{x-1}{x+2}; b) S=xS = x cm²; c) P=2(x2+2xx1+x1x+2)P = 2\left(\dfrac{x^2+2x}{x-1} + \dfrac{x-1}{x+2}\right); d) P=2(x3+2x2+x2)(x1)(x+2)P = \dfrac{2(x^3+2x^2+x-2)}{(x-1)(x+2)}; e) Tỉ số phức tạp; f) S=3S = 3 cm², P7,6P \approx 7{,}6 cm; g) x=12x = 12 cm