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专题21 分式的恒等变形技巧(原卷版)
第一部分 典例剖析+针对训练
技巧一 分离常数法
题型一 直接分离常数
典例1 (2023秋•东平县期中)定义:如果一个分式能化成一个整式与一个分子为常数的分式的和的形
式,则称这个分式为“和谐分式”.
x+1 x−1+2 x−1 2 2 a2−2a+3 (a−1) 2+2 2 x+1
如 = = + =1+ , = =a−1+ , 则 和
x−1 x−1 x−1 x−1 x−1 a−1 a−1 a−1 x−1
a2−2a+3
都是“和谐分式”.
a−1
(1)下列分式中,属于“和谐分式”的是: (填序号);
①x+1;②x+2;③x+2;④y2+1.
x 2 x+1 y2
x2+6x−3 x2+6x−3
(2)将“和谐分式 化成一个整式与一个分子为常数的分式的和的形为: =
x−1 x−1
.
(3)应用:先化简3x+6 x−1 x2−1 ,并求x取什么整数时,该式的值为整数.
− ÷
x+1 x x2+2x
针对训练
1.(2020春•玄武区期中)阅读下列材料:通过小学的学习我们知道,分数可分为“真分数”和“假分
8 6+2 2 2
数”,而假分数都可以化为带分数,如: = =2+ =2 .我们定义:在分式中,对于只含有一个
3 3 3 3
字母的分式,当分子的次数大于或等于分母的次数时,我们称之为“假分式”;当分子的次数小于分母
x−1 x2 3 2x
的次数时,我们称之为“真分式”.如 , ,这样的分式就是假分式;再如: , 这
x+1 x−1 x+1 x2+1
样的分式就是真分式.类似的,假分式也可以化为带分式(即:整式与真分式的和的形式),如:
x−1 (x+1)−2 2
= =1− ;
x+1 x+1 x+1
解决下列问题:
1
(1)分式 是 (填“真分式”或“假分式”);
5x
x2+4x−3
(2)将假分式 化为带分式;
x+2(3)先化简3x−6 x+1 x2−1 ,并求x取什么整数时,该式的值为整数.
− ÷
x−1 x x2−2x题型二 待定系数法分离常数
典例2 (2020秋•连山区期末)阅读下面的材料,并解答后面的问题
3x2+4x−1
材料:将分式 拆分成一个整式与一个分式(分子为整数)的和(差)的形式.
x+1
解:由分母为x+1,可设3x2+4x﹣1=(x+1)(3x+a)+b.
因为(x+1)(3x+a)+b=3x2+ax+3x+a+b=3x2+(a+3)x+a+b,
所以3x2+4x﹣1=3x2+(a+3)x+a+b.
{ a+3=4 ) { a=1 )
所以 ,解得 .
a+b=−1 b=−2
3x2+4x−1 (x+1)(3x+1)−2 (x+1)(3x+1) 2 2
所以 = = − =3x+1− .
x+1 x+1 x+1 x+1 x+1
2
这样,分式就被拆分成了一个整式3x+1与一个分式 的差的形式.
x+1
根据你的理解决下列问题:
2x2+3x+6
(1)请将分式 拆分成一个整式与一个分式(分子为整数)的和(差)的形式;
x−1
5x2+9x−3
(2)若分式 拆分成一个整式与一个分式(分子为整数)的和(差)的形式为:5m﹣11
x+2
1
+ ,求m2+n2+mn的最小值.
n−6
针对训练
1.(2023春•玄武区期中)阅读下列材料,并解答问题:
x2−x+3
材料:将分式 拆分成一个整式与一个分式(分子为整数)的和的形式.
x+1
解:由分母x+1,可设x2﹣x+3=(x+1)(x+a)+b
则x2﹣x+3=(x+1)(x+a)+b=x2+ax+x+a+b=x2+(a+1)x+a+b
∵对于任意x上述等式成立
{a+1=−1) {a=−2)
∴ 解得:
a+b=3 b=5
x2−x+3 (x+1)(x−2)+5 5
∴ = =x−2+
x+1 x+1 x+1
x2−x+3 5
这样,分式 就拆分成一个整式x﹣2与一个分式 的和的形式.
x+1 x+1
x2+6x−3
(1)将分式 拆分成一个整式与一个分式(分子为整数)的和的形式为 ;
x−1
2x2+5x−20
(2)已知整数x使分式 的值为整数,则满足条件的整数x= ;
x−3(3)当﹣1<x<1时,求分式x4+3x2−2的最小值.
x2+1技巧二 恒等变形
题型一 整体换元法恒等变形
1 1 1 10
典例3 (2021春•乐至县月考)如果 a,b,c是正数,且满足a+b+c=9, + + = ,则
a+b b+c c+a 9
a b c
+ + 的值为 .
b+c c+a a+b
针对训练
1 1 1
1.已知x+y+z=0,求 + + 的值.
y2+z2−x2 z2+x2−y2 x2+ y2−z2
题型二 利用分式的性质恒等变形
a b c
典例4(2020•浙江自主招生)已知:abc=1,求 + + 的值.
ab+a+1 bc+b+1 ac+c+1
针对训练
1 1 1
1.(2022秋•宣州区期末)设x,y,z为互不相等的非零实数,且x+ = y+ =z+ .求证:x2y2z2=1.
y z x第二部分 专题提优训练
4x+7
1.(2021春•镇海区期末)能使分式 值为整数的整数x有( )个.
2x−3
A.1 B.2 C.3 D.4
x2+3
2.(2021秋•召陵区期末)对于非负整数x,使得 是一个正整数,则x的个数有( )
x+3
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
1 1 1 1 1 1
3.(2021秋•和平区期末)已知abc≠0且a+b+c=0,则a( + )+b( + )+c( + )的值为(
b c a c a b
)
A.0 B.1 C.﹣1 D.﹣3
4 . ( 2020• 浙 江 自 主 招 生 ) 如 果 a , b , c , d 是 正 数 , 且 满 足 a+b+c+d = 2 ,
1 1 1 1 d a b c
+ + + =4,那么 + + + 的值为(
a+b+c b+c+d a+c+d a+b+d a+b+c b+c+d a+c+d a+b+d
)
1
A.1 B. C.0 D.4
2
1 1 1
5.(2016春•拱墅区期中)已知a,b,c满足a+b+c=0,abc=8,那么 + + 的值是( )
a b c
A.正数 B.零
C.负数 D.正、负不能确定
6.(2015春•嵊州市期末)阅读下面材料,并解答问题.
材料:将分式−x4−x2+3拆分成一个整式与一个分式(分子为整数)的和的形式
−x2+1
解:由于分母为﹣x2+1,可设﹣x4﹣x2+3=(﹣x2+1)(x2+a)+b
∴﹣x4﹣x2+3=﹣x4﹣ax2+x2+a+b∴﹣x4﹣x2+3=﹣x4﹣(a﹣1)x2+(a+b)
{a−1=1) {a=2)
∵对于任意x,上述等式均成立,∴ ∴
a+b=3 b=1
∴−x4−x2+3 (−x2+1)(x2+2)+1 (−x2+1)(x2+2) 1 x2+2 1
= = + = +
−x2+1 −x2+1 −x2+1 −x2+1 −x2+1
这样,分式−x4−x2+3被拆分成了一个整式x2+2与一个分式 1 的和
−x2+1 −x2+1
阅读上面的材料后,请你解答下列问题
(1)将分式x4−4x2−4拆分成一个整式与一个分式(分子为整数)的和的形式.
x2+1
(2)试说明x4−4x2−4的最小值为﹣4.
x2+17.(1)已知b2=ac,求 a2b2c2 1 1 1 的值;
⋅( + + )
a3+b3+c3 a3 b3 c3
x y z x2 y2 z2
(2)已知x、y、z满足 + + =1,求代数式 + + 的值.
y+z z+x x+ y y+z z+x x+ y
8.(2023春•蜀山区校级月考)【阅读理解】对一个较为复杂的分式,若分子次数比分母大,则该分式可
x2+4x
以拆分成整式与分式和的形式,例如将 拆分成整式与分式:
x+1
x2+2x+1+2x+2−3 (x+1) 2+2(x+1)−3 3 3
方法一:原式= = =x+1+2− =x+3− ;
x+1 x+1 x+1 x+1
(t−1) 2+4(t−1) t2+2t−3 3 3
方法二:设x+1=t,则x=t﹣1,则原式= = =t+2− =x+3− .
t t t x+1
根据上述方法,解决下列问题:
5x+8 5x+8 2
(1)将分式 拆分成一个整式与一个分式和的形式,得 = 5− ;
x+2 x+2 x+2
x2+6x+1
(2)任选上述一种方法,将 拆分成整式与分式和的形式;
x−1
x2−5x+11
(3)已知分式 与x的值都是整数,求x的值.
x−4