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

Trang 23

Mở đầu

15

Hãy rút gọn biểu thức: \(P=\frac{x}{x+1}-\left[\left(\frac{1}{x-1}+\frac{x}{x+1}\right)-\frac{1}{x-1}\right]\)

Vuông nói: Không cần tính toán, em thấy ngay kết quả là \(P=0\).
Tròn: Làm thế nào mà vuông thấy ngay được kết quả thế nhỉ?

Đáp ánarrow-down-icon

Vuông đã nhìn thấy các dấu đứng trước các phân thức, hai phân thức giống nhau có dấu trái nhau khi cộng lại sẽ bằng 0.

Hoạt động 1

15

Hãy thực hiện các yêu cầu sau để làm phép cộng: \(\frac{2 x+y}{x-y}+\frac{-x+3 y}{x-y}\).

Cộng các tử thức của hai phân thức đã cho.

Đáp ánarrow-down-icon

Ta có: \(2 x+y+(-x+3 y)=x+4 y\).

Hoạt động 2

15

Viết phân thức có tử thức là tổng các tử thức và mẫu thức chung ta được kết quả của phép cộng đã cho.

Đáp ánarrow-down-icon

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

Luyện tập 1

16

Tính các tổng sau:

a) \(\frac{3 x+1}{x y}+\frac{2 x-1}{x y}\);

b) \(\frac{3 x}{x^2+1}+\frac{-3 x+1}{x^2+1}\).

Đáp ánarrow-down-icon

a) \(\frac{3 x+1}{x y}+\frac{2 x-1}{x y}=\frac{3 x+1+2 x-1}{x y}=\frac{5 x}{x y}=\frac{5}{y}\) ;

b) \(\frac{3 x}{x^2+1}+\frac{-3 x+1}{x^2+1}=\frac{3 x+(-3 x+1)}{x^2+1}=\frac{3 x-3 x+1}{x^2+1}=\frac{1}{x^2+1}\).

Hoạt động 3

16

Hãy thực hiện các yêu cầu sau để làm phép cộng \(\frac{1}{x}+\frac{-1}{y}\).

Quy đồng mẫu hai phân thức đã cho.

Đáp ánarrow-down-icon

\(\frac{1}{x}=\frac{y}{x y} ; \frac{-1}{y}=\frac{-x}{x y}\)

Hoạt động 4

16

Cộng hai phân thức có cùng mẫu thức nhận được trong HĐ3 ta được kết quả của phép cộng \(\frac{1}{x}+\frac{-1}{y}\).

Đáp ánarrow-down-icon

\(\frac{1}{x}+\frac{-1}{y}=\frac{y}{x y}+\frac{-x}{x y}=\frac{y+(-x)}{x y}=\frac{y-x}{x y} .\)

Luyện tập 2

16

Tính tổng: \(\frac{5}{2 x^2(6 x+y)}+\frac{3}{5 x y(6 x+y)}\)

Đáp ánarrow-down-icon

Ta có: \(\frac{5}{2 x^2(6 x+y)}+\frac{3}{5 x y(6 x+y)}\)
\(=\frac{25 y}{10 x^2 y(6 x+y)}+\frac{6 x}{10 x^2 y(6 x+y)}=\frac{25 y+6 x}{10 x^2 y(6 x+y)} .\)

Hoạt động 5

16

Trừ các tử thức và giữ nguyên mẫu thức để tính \(\frac{x-1}{x+1}-\frac{2 x+3}{x+1}\).

Đáp ánarrow-down-icon

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

Hoạt động 6

16

Quy đồng mẫu của hai phân thức \(\frac{1}{x+1}\) và \(\frac{1}{x}\); trừ các tử thức của hai phân thức nhận được và giữ nguyên mẫu thức chung để tính \(\frac{1}{x+1}-\frac{1}{x}\).

Đáp ánarrow-down-icon

Quy đồng: \(\frac{1}{x+1}=\frac{x}{x(x+1)} ; \frac{1}{x}=\frac{x+1}{x(x+1)}\).
\(\frac{1}{x+1}-\frac{1}{x}=\frac{x}{x(x+1)}-\frac{x+1}{x(x+1)}=\frac{x-x-1}{x(x+1)}=\frac{-1}{x(x+1)} .\)

Luyện tập 3

17

Thực hiện phép tính sau:

a) \(\frac{3-2 x}{x-1}-\frac{2+5 x}{x-1}\);

b) \(\frac{1}{4 x^2 y}-\frac{1}{6 x y^2}\).

Đáp ánarrow-down-icon

a) \(\frac{3-2 x}{x-1}-\frac{2+5 x}{x-1}=\frac{3-2 x-(2+5 x)}{x-1}=\frac{3-2 x-2-5 x}{x-1}=\frac{1-7 x}{x-1}\).

b) \(\frac{1}{4 x^2 y}-\frac{1}{6 x y^2}=\frac{3 y}{12 x^2 y^2}-\frac{2 x}{12 x^2 y^2}=\frac{3 y-2 x}{12 x^2 y^2}\).

Luyện tập 4

18

\(P=\frac{1}{x}+\frac{1}{y}+\frac{1}{z}-\frac{1}{x}-\frac{1}{y}\).

Đáp ánarrow-down-icon

\(P=\frac{1}{x}+\frac{1}{y}+\frac{1}{z}-\frac{1}{x}-\frac{1}{y} \)

\(=\frac{1}{x}+\frac{-1}{x}+\frac{1}{y}+\frac{-1}{y}+\frac{1}{z}=\frac{1-1}{x}+\frac{1-1}{y}+\frac{1}{z}=0+0+\frac{1}{z}=\frac{1}{z} \).

Luyện tập 5

18

Em hãy giải thích cách làm của Vuông trong tình huống mở đầu.

Đáp ánarrow-down-icon

\(\begin{aligned} P=\frac{x}{x+1}-\left[\left(\frac{1}{x-1}+\frac{x}{x+1}\right)-\frac{1}{x-1}\right]=\frac{x}{x+1}-\frac{1}{x-1}-\frac{x}{x+1}+\frac{1}{x-1} \\ =\left(\frac{x}{x+1}+\frac{-x}{x+1}\right)+\left(\frac{1}{x-1}+\frac{-1}{x-1}\right)=\frac{x-x}{x+1}+\frac{1-1}{x+1}=0+0=0\end{aligned}\)

Vận dụng

19

Chú Đức lái ô tô từ Hà Nội về quê. Từ nhà chú đến đường cao tốc dài khoảng 20 km, xe chạy trong thành phố với vận tốc x (km/h) (x > 0). Trên 50 km đường cao tốc, xe tăng vận tốc thêm 55 km/h. Ra khỏi cao tốc, xe còn phải chạy thêm 15 phút thì về đến quê.

a) Viết các phân thức biểu thị thời gian xe chạy trong thành phố và thời gian xe chạy trên đường cao tốc.

b) Viết phân thức biểu thị tổng thời gian chú Đức đi từ Hà Nội về quê.

Đáp ánarrow-down-icon

a) Thời gian xe chạy trong thành phố là: \(\frac{20}{x}\) (giờ).

Vận tốc của xe trên đường cao tốc là x + 55 (km/h).
Thời gian xe chạy trên đường cao tốc là: \(\frac{50}{x+55}\) (giờ).

b) 15 phút \(=\frac{1}{4}\) giờ

Tổng thời gian chú Đức đi từ Hà Nội về quê là:
\(\frac{20}{x}+\frac{50}{x+55}+\frac{1}{4}=\frac{4.20(x+55)+50.4 . x+x(x+55)}{4 x(x+55)}=\frac{x^2+335 x+4400}{4 x(x+55)}\) (giờ)

Câu hỏi 6.20

19

Thực hiện các phép tính sau:

a) \(\frac{x^2-3 x+1}{2 x^2}+\frac{5 x-1-x^2}{2 x^2}\);

b) \(\frac{y}{x-y}+\frac{x}{x+y}\) ;

c) \(\frac{x}{2 x-6}+\frac{9}{2 x(3-x)}\).

Đáp ánarrow-down-icon

a) \(\frac{x^2-3 x+1}{2 x^2}+\frac{5 x-1-x^2}{2 x^2} \)

\(=\frac{x^2-3 x+1+5 x-1-x^2}{2 x^2}=\frac{2 x}{2 x^2}=\frac{1}{x} .\)

b) \(\frac{y}{x-y}+\frac{x}{x+y}=\frac{y(x+y)+x(x-y)}{(x-y)(x+y)} \)
\( =\frac{x y+y^2+x^2-x y}{(x-y)(x+y)}=\frac{x^2+y^2}{(x-y)(x+y)}\).
c) \(\frac{x}{2 x-6}+\frac{9}{2 x(3-x)}=\frac{x}{2(x-3)}+\frac{-9}{2 x(x-3)}=\frac{x^2-9}{2 x(x-3)}\)
\(=\frac{(x-3)(x+3)}{2 x(x-3)}=\frac{x+3}{2 x} \text {. }\)

Câu hỏi 6.21

19

Thực hiện các phép tính sau:

а) \(\frac{5-3 x}{x+1}-\frac{-2+5 x}{x+1}\);

b) \(\frac{x}{x-y}-\frac{y}{x+y}\);

c) \(\frac{3}{x+1}-\frac{2+3 x}{x^3+1}\).

Đáp ánarrow-down-icon

\(\begin{aligned} \begin{aligned} \text { a) } \frac{5-3 x}{x+1}-\frac{-2+5 x}{x+1}=\frac{5-3 x-(-2+5 x)}{x+1} \\=\frac{5-3 x+2-5 x}{x+1}=\frac{7-8 x}{x+1} . \end{aligned}\\ \begin{aligned} \text { b) } \frac{x}{x-y}-\frac{y}{x+y}=\frac{x(x+y)-y(x-y)}{(x-y)(x+y)} \\ =\frac{x^2+x y-x y+y^2}{(x-y)(x+y)}=\frac{x^2+y^2}{(x-y)(x+y)} . \end{aligned}\\ \begin{aligned} \end{aligned} \end{aligned}\)

c) \(\frac{3}{x+1}-\frac{2+3 x}{x^3+1}\)

\(=\frac{3}{x+1}-\frac{2+3 x}{(x+1)\left(x^2-x+1\right)} \)

\(=\frac{3\left(x^2-x+1\right)-3 x-2}{(x+1)\left(x^2-x+1\right)}\)

\(=\frac{3 x^2-6 x+1}{(x+1)\left(x^2-x+1\right)}\)

Câu hỏi 6.22

19

Thực hiện các phép tính sau:

a) \(\frac{1}{x}+\frac{2}{x+1}+\frac{3}{x+2}-\frac{1}{x}-\frac{2}{x-1}-\frac{3}{x+2}\) ;

b) \(\frac{2 x-1}{x}+\frac{1-x}{2 x+1}+\frac{3}{x^2-9}+\frac{1-2 x}{x}+\frac{x-1}{2 x+1}-\frac{3}{x+3}\).

Đáp ánarrow-down-icon

a) \( \frac{1}{x}+\frac{2}{x+1}+\frac{3}{x+2}-\frac{1}{x}-\frac{2}{x-1}-\frac{3}{x+2} \)

\(=\left(\frac{1}{x}-\frac{1}{x}\right)+\left(\frac{2}{x+1}-\frac{2}{x-1}\right)+\left(\frac{3}{x+2}-\frac{3}{x+2}\right)\)

\(=0+\frac{2(x-1)-2(x+1)}{(x-1)(x+1)}+0=\frac{-4}{(x+1)(x-1)}=\frac{-4}{x^2-1} .\)

b) \( \frac{2 x-1}{x}+\frac{1-x}{2 x+1}+\frac{3}{x^2-9}+\frac{1-2 x}{x}+\frac{x-1}{2 x+1}-\frac{3}{x+3}\)

\(=\left(\frac{2 x-1}{x}+\frac{1-2 x}{x}\right)+\left(\frac{1-x}{2 x+1}+\frac{x-1}{2 x+1}\right)+\left(\frac{3}{x^2-9}-\frac{3}{x+3}\right)\)

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

\(=0+0+\frac{-3 x+12}{(x-3)(x+3)}=\frac{-3 x+12}{x^2-9}\)

Câu hỏi 6.23

19

Thực hiện các phép tính sau:

a) \(\frac{x^2+4 x+4}{x^2-4}+\frac{x}{2-x}+\frac{4-x}{5 x-10}\);

b) \(\frac{x}{x^2+1}-\left(\frac{3}{x+6}+\frac{x-2}{x+4}\right)+\left[\frac{3}{x+6}-\left(\frac{1}{x^2+1}-\frac{x-2}{x+4}\right)\right]\).

Đáp ánarrow-down-icon

\(\begin{aligned} \text { a) } \frac{x^2+4 x+4}{x^2-4}+\frac{x}{2-x}+\frac{4-x}{5 x-10} \\ =\frac{(x+2)^2}{(x+2)(x-2)}+\frac{-x}{x-2}+\frac{4-x}{5(x-2)} \\=\frac{x+2}{x-2}+\frac{-x}{x-2}+\frac{4-x}{5(x-2)} \\ =\frac{5(x+2)-5 x+4-x}{5(x-2)}=\frac{14-x}{5(x-2)} \end{aligned}\)

\(\begin{aligned} \text { b) } \frac{\mathrm{x}}{\mathrm{x}^2+1}-\left(\frac{3}{\mathrm{x}+6}+\frac{\mathrm{x}-2}{\mathrm{x}+4}\right)+\left[\frac{3}{\mathrm{x}+6}-\left(\frac{1}{\mathrm{x}^2+1}-\frac{\mathrm{x}-2}{\mathrm{x}+4}\right)\right] \\ =\frac{x}{x^2+1}-\frac{3}{x+6}-\frac{x-2}{x+4}+\frac{3}{x+6}-\frac{1}{x^2+1}+\frac{x-2}{x+4} \\=\left(\frac{x}{x^2+1}-\frac{1}{x^2+1}\right)+\left(\frac{3}{x+6}-\frac{3}{x+6}\right)+\left(\frac{x-2}{x+4}-\frac{x-2}{x+4}\right) \\=\frac{x-1}{x^2+1}+0+0=\frac{x-1}{x^2+1} .\end{aligned}\)

Câu hỏi 6.24

19

Thực hiện các phép tính sau:
a) \(\frac{x-y}{x y}+\frac{y-z}{y z}+\frac{z-x}{z x}\);
b) \(\frac{x}{(x-y)^2}+\frac{y}{y^2-x^2}\).

Đáp ánarrow-down-icon

\(\begin{aligned}\text { a) } \frac{x-y}{x y}+\frac{y-z}{y z}+\frac{z-x}{z x} \\=\frac{z(x-y)+x(y-z)+y(z-x)}{x y z} \\=\frac{x z-z y+x y-x z+y z-x y}{x y z}=0 .\end{aligned}\)
b) \(\frac{x}{(x-y)^2}+\frac{y}{y^2-x^2}\)
\(\begin{aligned}=\frac{x}{(x-y)^2}-\frac{y}{(x-y)(x+y)}=\frac{x(x+y)-y(x-y)}{(x-y)^2(x+y)} \\=\frac{x^2+x y-x y+y^2}{(x-y)^2(x+y)}=\frac{x^2+y^2}{(x-y)^2(x+y)} .\end{aligned}\)

Câu hỏi 6.25

19

Một tàu du lịch chạy xuôi dòng 15 km, sau đó quay ngược lại để trở về điểm xuất phát và kết thúc chuyến du lịch. Biết rằng vận tốc của tàu khi nước yên lặng là 10 km/h và vận tốc của dòng nước là x (km/h).

a) Hãy viết các phân thức biểu thị theo x thời gian xuôi dòng, thời gian ngược dòng và tổng thời gian tàu chạy.

b) Tính tổng thời gian tàu chạy khi vận tốc dòng nước là 2 km/h.

Đáp ánarrow-down-icon

a) Vận tốc khi xuôi dòng của tàu là \(10+x(\mathrm{~km} / \mathrm{h})\).

Vận tốc khi ngược dòng của tàu là \(10-x(k m / h)\).
Thời gian khi tàu xuôi dòng là \(\frac{15}{10+x}\) (giờ).
Thời gian khi tàu ngược dòng là \(\frac{15}{10-x}\) (giờ).
Tổng thời gian tàu chạy là
\(\frac{15}{10+x}+\frac{15}{10-x}=\frac{15(10-x)+15(10+x)}{(10-x)(10+x)}=\frac{300}{(10-x)(10+x)}\) (giờ)

b) Khi vận tốc dòng nước là \(2 \mathrm{~km} / \mathrm{h}\), tức là \(x=2\) ta có:

Tổng thời gian tàu chạy là: \(\frac{300}{(10-2)(10+2)}=\frac{300}{8.12}=\frac{25}{8}=3 \frac{1}{8}\) (giờ).