分式的乘除

📘 分式·
⭐⭐
·运算法则、化简

🎯 学习目标

  • 掌握分式乘法和除法的运算法则
  • 能够正确进行分式的乘除运算并化简结果
  • 理解因式分解在分式化简中的重要作用

📚 核心概念

分式的乘除是分式运算中的基础内容。分式的乘法法则为:两个分式相乘,分子与分子相乘作为新分子,分母与分母相乘作为新分母。即:

ab×cd=acbd\frac{a}{b} \times \frac{c}{d} = \frac{a \cdot c}{b \cdot d}

其中 b0b \neq 0d0d \neq 0

分式的除法法则为:除以一个分式等于乘以它的倒数。即:

ab÷cd=ab×dc=adbc\frac{a}{b} \div \frac{c}{d} = \frac{a}{b} \times \frac{d}{c} = \frac{a \cdot d}{b \cdot c}

其中 b0b \neq 0c0c \neq 0d0d \neq 0

在进行乘除运算后,通常需要对结果进行化简。化简的关键是先对分子、分母进行因式分解,然后约去相同的因式(公因式)。例如,x24x+2=(x+2)(x2)x+2=x2\frac{x^2 - 4}{x + 2} = \frac{(x+2)(x-2)}{x+2} = x - 2(前提是 x2x \neq -2)。

注意:运算过程中要始终关注分母不能为零的条件,确保每一步都合法。

📝 关键公式

  • 分式乘法ab×cd=acbd\frac{a}{b} \times \frac{c}{d} = \frac{ac}{bd}
    示例:23×57=1021\frac{2}{3} \times \frac{5}{7} = \frac{10}{21}

  • 分式除法ab÷cd=ab×dc=adbc\frac{a}{b} \div \frac{c}{d} = \frac{a}{b} \times \frac{d}{c} = \frac{ad}{bc}
    示例:45÷23=45×32=1210=65\frac{4}{5} \div \frac{2}{3} = \frac{4}{5} \times \frac{3}{2} = \frac{12}{10} = \frac{6}{5}

  • 化简原则:先因式分解,再约分
    示例:x29x+3=(x+3)(x3)x+3=x3\frac{x^2 - 9}{x + 3} = \frac{(x+3)(x-3)}{x+3} = x - 3x3x \neq -3

💡 经典例题

例题1(基础):计算 34×89\frac{3}{4} \times \frac{8}{9} 并化简。

  1. 按照乘法法则:3×84×9=2436\frac{3 \times 8}{4 \times 9} = \frac{24}{36}
  2. 化简:分子分母同除以12,得 23\frac{2}{3}
  3. 所以结果是 23\frac{2}{3}

例题2(进阶):计算 x24x+1÷x2x21\frac{x^2 - 4}{x + 1} \div \frac{x - 2}{x^2 - 1},并化简。

  1. 先将除法转为乘法:
x24x+1×x21x2 \frac{x^2 - 4}{x + 1} \times \frac{x^2 - 1}{x - 2}
  1. 对各多项式因式分解:
    • x24=(x+2)(x2)x^2 - 4 = (x + 2)(x - 2)
    • x21=(x+1)(x1)x^2 - 1 = (x + 1)(x - 1) 代入得:
(x+2)(x2)x+1×(x+1)(x1)x2 \frac{(x + 2)(x - 2)}{x + 1} \times \frac{(x + 1)(x - 1)}{x - 2}
  1. 约去公因式 (x2)(x - 2)(x+1)(x + 1)(注意 x1,2x \neq -1, 2):
(x+2)(x1) (x + 2)(x - 1)
  1. 最终结果为 x2+x2x^2 + x - 2(或保留乘积形式)。

⚠️ 易错点

  • 忘记变除为乘:做除法时直接用分子除分子、分母除分母。应记住“除以一个分式等于乘它的倒数”。

  • 未先约分就相乘:导致数字过大或表达式复杂。应在相乘前先交叉约分(如 34×89\frac{3}{4} \times \frac{8}{9} 中,3和9、4和8可先约)。

  • 忽略因式分解:遇到多项式时直接相乘而不分解,错过约分机会。例如 x24x^2 - 4 应写成 (x+2)(x2)(x+2)(x-2)

  • 约掉非公因式:比如误认为 x+2x+3=23\frac{x + 2}{x + 3} = \frac{2}{3}。只有完全相同的因式才能约去。

  • 忽视分母为零的限制:化简后可能看不出原式限制条件,需在答案中注明(如 x1,2x \neq -1, 2)。

💡 例题

1

计算1425364749525053\frac{1}{4} \cdot \frac{2}{5} \cdot \frac{3}{6} \cdot \frac{4}{7} \cdots \frac{49}{52} \cdot \frac{50}{53}。将答案写成最简分数。

  1. 注意:从47\frac{4}{7}5053,\frac{50}{53},,每个分数的分子与它前面第三个分数的分母相消。
  2. 因此,整个乘积化简为
123515253=123426.\frac{1 \cdot 2 \cdot 3}{51\cdot 52\cdot 53 }= \boxed{\frac{1}{23426}}.

2

化简乘积

8412816124n+44n20082004.\frac{8}{4}\cdot\frac{12}{8}\cdot\frac{16}{12} \dotsm \frac{4n+4}{4n} \dotsm \frac{2008}{2004}.
  1. 第一个分数中的8与第二个分数中的8约去;
  2. 第二个分数中的12与第三个分数中的12约去;
  3. 依此类推。 最后剩下20084=502.\frac{2008}{4} = \boxed{502}.

✏️ 练习

1

计算1425364749525053\frac{1}{4} \cdot \frac{2}{5} \cdot \frac{3}{6} \cdot \frac{4}{7} \cdots \frac{49}{52} \cdot \frac{50}{53}。将答案写成最简分数。

2

计算乘积(36)(69)(912)(20012004)\left(\frac{3}{6}\right)\left(\frac{6}{9}\right)\left(\frac{9}{12}\right)\cdots\left(\frac{2001}{2004}\right)。把答案写成最简分数。

3

(23)(34)(45)(56)\left(\frac{2}{3}\right)\left(\frac{3}{4}\right)\left(\frac{4}{5}\right)\left(\frac{5}{6}\right)的值是多少?请用最简分数表示。

4

计算:53×610×159×1220×2515×1830×3521×2440\frac53\times\frac{6}{10}\times\frac{15}{9}\times\frac{12}{20}\times\frac{25}{15}\times\frac{18}{30}\times\frac{35}{21}\times\frac{24}{40}

5

计算:53×610×159×1220×2515×1830×3521×2440\frac53\times\frac{6}{10}\times\frac{15}{9}\times\frac{12}{20}\times\frac{25}{15}\times\frac{18}{30}\times\frac{35}{21}\times\frac{24}{40}