Приведение алгебраических дробей к общему знаменателю

Расширение дроби

При сложении и вычитании алгебраических дробей с разными знаменателями эти дроби нужно, прежде всего, преобразовать в дроби с равными знаменателями, чтобы затем воспользоваться правилом сложения (вычитания) дробей с равными знаменателями. Как и в случае обыкновенных дробей, в качестве такого преобразования используется расширение дроби.

Расширением дроби называется одновременное умножение ее числителя и знаменателя на одно и то же отличное от нуля выражение. При этом говорят, что исходная дробь расширена на данное выражение.

Расширим данную дробь на одночлен 3abx.

5x22ab33abx=5x2 · 3abx2ab3 · 3abx = 15abx36a2b4x

Расширим данную дробь на двучлен 2ab.

2a + b2a - b2a - b=2a + b2a - b2a - b2 = 4a2 - b24a2 - 4ab + b2

Расширим данную дробь на выражение (x – 2y)(x + 2y).

x2 + 4y22xyx - 2yx + 2y=x2 + 4y22xyx2 - 4y2 = x2 + 4y2x2 - 4y22xyx2 - 4y2 = x4 - 16y42x3y - 8xy3

Расширим данную дробь на выражение (x – 3)(x + 1).

x + 33xx - 3x + 1=x + 3x - 3x + 13xx - 3x + 1 = x2 - 9x + 13xx2 - 2x - 3 = x3 + x2 - 9x - 93x3 - 6x2 - 9x

Почему в примере 3 перед расширением дроби мы сначала преобразовали выражение, на которое расширяется дробь, а в примере 4 этого не сделали?

Упражнения

59 на выражение b:

59 = 

814 на выражение c:

814 = 

2y9x на выражение 7xy:

2y9x = 

3ba на выражение 2ab:

3ba = 

y4x5 на выражение xy2:

y4x5 = 

10stvv3 на выражение 2s2t3:

10stvv3 = 

ab-a+2b на выражение –1:

ab-a + 2b = 

2x2y-1+4y2 на выражение –1:

2x2y-1 + 4y2 = 

b - ay - x на выражение –1:

b - ay - x = 

y - 2x4v2 - u2 на выражение –1:

y - 2x4v2 - u2 = 

2a - 13a на выражение 2a2:

2a - 13a = 

b2 - 25b на выражение 3b2:

b2 - 25b = 

m2 - 2n33m2 + n на выражение 5mn2:

m2 - 2n33m2 + n = 

3y2 + 4x22x + y2 на выражение 4x2y:

3y2 + 4x22x + y2 = 

2u34v - 1 на выражение 4v + 1:

3u34v - 1 = 

3x + 14y2 на выражение 3x – 1:

3x + 14y2 = 

x + 3y3xy на выражение x + 3y:

x + 3y3xy = 

5u - v4u2 на выражение 5u – v:

5u - v4u2 = 

2a + b2a - b на выражение 2a – b:

2a + b2a - b = 

x - 2yx + 2y на выражение x – 2y:

x - 2yx + 2y = 

u + 3u - 1 на выражение u + 2:

u + 3u - 1 = 

2 - aa + 5 на выражение a – 1:

2 - aa + 5 = 

2m + 11 - 2m на выражение m – 2:

2m + 11 - 2m = 

x - 4yx + y на выражение x + 2y:

x - 4yx + y = 

a + 22 на выражение (a – 3)(a + 3):

a + 22 =  = 

2x2x - 1 на выражение (x – 2)(x + 2):

2x2x - 1 =  = 

u - 2v3u на выражение (u + 2v)(u + v):

u - 2v3u =  = 

x + y4x на выражение (2x + 1)(xy):

x + y4x =  = 

m - 1m + 1 на выражение (m – 1)(m + 1):

m - 1m + 1 =  = 

Расширение дроби до дроби с заданным знаменателем

Так же, как и для обыкновенных дробей, приведение алгебраических дробей к общему знаменателю производят путем расширения до их общего знаменателя. Для этого находим, прежде всего, то выражение, на которое нужно расширить дробь (дополнительный множитель). Его мы получим, разделив новый знаменатель на знаменатель данной дроби. На полученное частное и расширяют исходную дробь. Эту операцию называют также приведением к новому знаменателю.

Расширим дробь 237  до дроби со знаменателем

Дополнительный множитель есть 11 : 37 = 3; расширим дробь:

2373=6111.

Приведем дробь 2m37n  к знаменателю 52m2n.

52m2n : (13n) = 4m2;

2m13n4m2=8m352m2n.

Приведем дробь 2x - ya - 3b  к знаменателю 3b – a.

3b-a:a-3b = 3b - aa - 3b = -a - 3ba - 3b = -1;

2x - ya - 3b-1=y - 2x3b - a.

Приведем дробь 2a - b2a + 2b  к знаменателю 6b2 – 6a2.

6b2 - 6a22a + 2b = 6b2 - a22a + b = 6b - ab + a2a + b = 3b-a;

2a - b2a + 2b3b - a = 2a - b · 3 · b - a2a + b · 3 · b - a = -6a2 + 9ab - 3b26b2 - 6a2.

Упражнения

45 к знаменателю 10:

45 = 

23 к знаменателю 9:

23 = 

ab к знаменателю b2:

ab = 

mn2 к знаменателю n3:

mn2 = 

ab2m2n к знаменателю m3n2:

ab2m2n = 

2xy3mn3 к знаменателю 9mn4:

2xy3mn3 = 

14x45y к знаменателю 180xy2:

14x45y = 

3m2n4xy к знаменателю 12m2xy:

3m2n4xy = 

a + ba - b к знаменателю 2a – 2b:

a + ba - b = 

x2x + 1 к знаменателю 4x + 2:

x2x + 1 = 

1a - b к знаменателю a2 – b2:

1a - b = 

a - ba + b к знаменателю (a + b)2:

a - ba + b = 

x + yx - y к знаменателю x22xy + y2:

x + yx - y = 

m + nm - n к знаменателю m2n2:

m + nm - n = 

a + b2a - 2b к знаменателю 6a2 – 6b2:

a + b2a - 2b = 

m - n4m + n2 к знаменателю 8(m + n)2(m – n):

m - n4m + n2 = 

a + ba - b к знаменателю b – a:

a + ba - b = 

2x + 12x - 1 к знаменателю 1 –2x:

2x + 12x - 1 = 

u - 2v-u - v к знаменателю u + v:

u - 2v-u - v = 

u + v-2u - v к знаменателю v + 2u:

u + v-2u - v = 

2b2b - a к знаменателю (a – 2b)2:

2b2b - a = 

2yx - y к знаменателю (y – x)2:

2yx - y = 

xy - 2x к знаменателю 4x2 – y2:

xy - 2x = 

mn + 2m к знаменателю 4m2 – n2:

mn + 2m = 

Приведение дробей к общему знаменателю

Рассмотрим теперь, как преобразовать алгебраические дроби в дроби с общим знаменателем, применяя расширение дробей. Расширить дробь до дроби с заданным знаменателем мы уже умеем. Остается выяснить, как найти общий знаменатель дробей, до которого нужно расширить эти дроби.

Как и в случае обыкновенных дробей, в качестве общего знаменателя подходит любое произведение, среди множителей которого есть все множители данных знаменателей. Общий знаменатель должен быть наиболее простым и таким, чтобы его можно было разделить на каждый из знаменателей данных дробей.

Например, в качестве общего знаменателя дробей 5a8xy2 и 3b4x4y можно взять одночлены 8x4y2, 16x4y3, 32x5y3, 64x5y4 и т. д., в качестве же общего знаменателя дробей 2x6aa - ba + b и 2y15a2ba - b2 – целые выражения 30a2b(a – b)2(a + b), 60a3b2(a – b)3(a + b)2, 90a4b(a – b)2(a + b)4 и т. д. В первом случае лучше всего выбрать общим знаменателем одночлен 8x4y2, а во втором случае – целое выражение 30a2b(a – b)2(a + b).

Сравнив найденные в рассмотренных примерах общие знаменатели со знаменателями исходных дробей, мы можем сформулировать правило нахождения наименьшего общего знаменателя дробей.

  1. Если возможно, знаменатели данных дробей нужно разложить на множители.
  2. Если среди полученных множителей есть натуральные числа, то одним из множителей общего знаменателя берут наименьшее общее кратное этих чисел.
  3. В качестве остальных множителей общего знаменателя берут все различные содержащие переменные множители знаменателей, причем каждый множитель берется с наибольшим показателем степени.

После того, как найден общий знаменатель дробей, их можно преобразовать, или, как говорят, привести к общему знаменателю. Для этого:

  1. для каждой дроби находят дополнительный множитель – выражение, на которое нужно расширить эту дробь. Это делается путем деления общего знаменателя на знаменатель данной дроби;
  2. каждую из дробей расширяют до дроби с найденным общим знаменателем.

Приведем к общему знаменателю дроби 5a8xy2 и 5b4x4y.

  1. ​Найдем наименьший общий знаменатель дробей:
  • наименьшим общим кратным чисел 8 и 4 является 8;
  • ​различными множителями с переменными являются степени x, y и z;
  • высшие степени этих множителей есть x4, y2 и z;
  • наименьшим общим знаменателем дробей является 8x4y2z.
  1. Найдем дополнительные множители, на которые нужно расширить дроби:

8x4y2z:8xy2=x3z;

8x4y2z:4x4yz=2y.

  1. Расширим дроби:

5a8xy2x3z=5ax3z8x4y2z;

3b4x4yz2y=6by8x4y2z.

Приведем к общему знаменателю дроби a2a + 2b и b(a2 - b2)(a + b).

  1. Найдем наименьший общий знаменатель дробей:
    • разложим знаменатели на множители:
      2a + 2b 2(a + b);
      (a2 – b2)(a + b)(a – b)(a + b)(a + b)(a – b)(a + b)2;
    • числовым коэффициентом общего знаменателя является 2;
    • различными множителями с переменными являются a – b и a + b;
    • высшие степени этих множителей есть (a – b)1 и (a + b)2;
    • общим знаменателем дробей является 2(a + b)2(a – b).
  2. Найдем дополнительные множители:
    2a + b2a - b2a + b = a+ba-b = a2-b2;

    2a + b2a - ba - ba + b2=2.
    ​​
  3. Расширим дроби:
    a2a + 2b = a2a + ba2 - b2 = a3 - ab22a + b2a - b;

    ba2 - b2a + b = ba - ba + b22 = 2b2a + b2a - b.

Приведем дроби b-c8a2-8b2b6a+6b и a4b-4a к общему знаменателю.

Объясни самостоятельно каждый этап решения.

b - c8a2 - 8b2 = b - c8a - ba + b3 = 3b - c24a - ba + b = 3b - 3c24a2 - b2

b6a + 6b = b6a + b4a - b = 4ba - b24a - ba + b = 4ab - 4b224a2 - b2

a4b - 4a = a4b - a-1 = -a4a - b6a + b = -6aa + b24a - ba + b = -6a2 - 6ab24a2 - b2

Упражнения

a2b = 

c3d = 

a3b = 

c4d = 

da2 = 

3b = 

pa2 = 

q2b = 

p12a2b = 

5n18ab2 = 

3p24m2n = 

514m3n2 = 

3a24xy2 = 

5b22x = 

3y4b2 = 

5y8a2b = 

x4a2b = 

a2 = 

y3a3b = 

2b = 

a2b = 

3a5b2x = 

2p3m2 = 

5p26m2n2 = 

3mn = 

5b24a2c3 = 

8a2b3 = 

136c2 = 

  1. a - ba + b
  2. b - ab + a
  3. a + ba - b
  1. b + ab - a
  2. b - a-a - b
  3. a - b-b - a

  1. 2x + 12x - 1
  2. 2x - 12x + 1
  3. 2x - 1 - 1-2x
  1. 1 + 2x1 + 2x
  2. 1 - 2x-2x - 1

  1. a - ba + b2
  2. b - a-b - a2
  3. a + ba - b2
  1. b + ab - a2
  2. a - b-b + a2
  3. a + b-b - a2

  1. x - yx + y3
  2. y - x-x - y3
  3. x + yx - y3
  1. y + xy - x3
  2. x - y-x + y3
  3. -x - y-y - x3

aa + b = 

ba - b = 

mm - n = 

nm + n = 

a - ba + b = 

a + ba - b = 

2aba2 - b2 = 

a + ba - b2 = 

mn3ab = 

mn6a + b = 

x - y8x + y = 

x + 3y10x2 - y2 = 

xx2 - 4xy + 4y2 = 

32x2 - 8y2 = 

xy2ax - ay = 

4x2 + y28x2 - 2y2 = 

a + 327a2 - 3 = 

56 - 18a = 

x + yay2 - 4ax2 = 

x10x - 5y = 

3a8a2 - 2b2 = 

b2b - 2a2 = 

2m3m - 3n2 = 

n27n2 - 3m2 = 

baa + b = 

aba - b = 

aba2 - b2 = 

c + d6dc + d = 

c - d6dc + d = 

cd9c2 - 9d2 = 

x - yx2 + 2xy + y2 = 

y - xy + x = 

xy5x - y = 

118x + 4y = 

x + y24x2 - 6y2 = 

x - y10y - 20x =