初高中衔接 · Chapter 04 · 第 1 节 / 共七节

分式的意义、条件与约分

分式可以从普通分数来理解。先认识什么是分式,再说明分母不为 $0$ 的条件和基本约分规则。

01分式意义

1. 分式的意义

普通分数 $\dfrac23$ 表示 $2\div3$。在代数中,分子和分母可以用整式表示。例如:

$$ \frac2x=2\div x $$

像 $\dfrac2x$ 这样,分子、分母都是整式,并且分母中含有字母的式子,叫做分式。

一般地,分式写成:

$$ \frac AB $$

其中 $A$、$B$ 是整式,分母 $B$ 中含有字母。判断一个式子是不是分式,关键看分母:$\dfrac2x$ 是分式;$\dfrac x2$ 虽然也有分数线,但分母不含字母,按照分式的定义不属于分式。

分数线表示除法,分母就是除数。除数不能为 $0$,所以分式必须满足:

$$ B\ne0 $$

对于 $\dfrac2x$,分母是 $x$,因此:

$$ x\ne0 $$

$x=0$ 时分母等于 $0$,所以不能代入。认识一个分式时,既要看它的形式,也要同时写出分母不为 $0$ 的条件。

02约分规则

2. 约分

普通分数的约分可以写成:

$$ \frac24 = \frac{2\div2}{4\div2} = \frac12 $$

这里把分子、分母同时除以共同因数 $2$,分数的值没有改变。

一般地,如果分子可以写成 $AC$,分母可以写成 $BC$,那么它们的共同因子就是 $C$。在 $B\ne0$、$C\ne0$ 时:

$$ \frac{AC}{BC}=\frac AB $$

这就是约去共同因子 $C$。共同因子不能为 $0$,因为分子、分母不能同时除以 $0$。

只有整个分子和整个分母的共同因子才能约去,加减式中的某一项不能单独约去。例如:

$$ \frac{x(x+1)}x=x+1, \qquad x\ne0 $$

这里的 $x$ 是分子、分母的共同因子,可以约去。而在:

$$ \frac{x+1}{x} $$

中,分子是 $x+1$,$x$ 只是其中的一项,不是整个分子的因子,因此不能与分母中的 $x$ 约分。

03字母分式

3. 含字母的分式约分

含字母的分式在约分前先写出原分母条件,再寻找共同因子。

先看共同因子已经能够直接看出的情况:

$$ \frac{6x^2}{9x} $$

原分母是 $9x$。为了使分母不为 $0$,需要 $x\ne0$。分子、分母都含有共同因子 $3x$:

$$ \frac{6x^2}{9x} = \frac{3x\cdot2x}{3x\cdot3} $$

在 $x\ne0$ 的条件下,可以约去 $3x$:

$$ \frac{6x^2}{9x} = \frac{2x}{3}, \qquad x\ne0 $$

如果共同因子藏在多项式中,先进行因式分解。例如:

$$ \frac{x^2-1}{x-1} $$

原分母是 $x-1$。为了使分母不为 $0$,需要 $x\ne1$。分子 $x^2-1$ 可以使用平方差公式分解。

$$ x^2-1=(x-1)(x+1) $$

平方差公式把 $x^2-1$ 分解为 $(x-1)(x+1)$。在 $x\ne1$ 的条件下,因子 $x-1$ 非零,可以继续约去。

$$ \frac{x^2-1}{x-1} = \frac{(x-1)(x+1)}{x-1} = x+1, \qquad x\ne1 $$

共同因子 $x-1$ 已经从化简形式中消失,但原分母产生的条件 $x\ne1$ 不能消失。

04核心结论

最后要记住的内容

$$\frac{x^2-1}{x-1}=x+1,\qquad x\ne1$$

代入 $x=1$ 会使原分母等于 $0$,所以原式没有意义。约分只是在 $x\ne1$ 的条件下改变形式,不能取消原式的取值限制。