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专题 15.1 分式的混合运算与化简求值
【典例1】阅读下列解题过程:
x 1 x2
=
已知 ,求 的值.
x2+1 3 x4+1
x 1 x2+1 1
解:由 = ,知x≠0,所以 =3,即x+ =3.
x2+1 3 x x
x4+1 1 1
∴ =x2+ =(x+ ) 2−2=32−2=7
x2 x2 x
x2 1
∴ 的值为7的倒数,即 .
x4+1 7
以上解法中先将已知等式的两边“取倒数”,然后求出待求式子倒数的值,我们把此题的这种解法叫做
“倒数法”,请你利用“倒数法”解决下面问题:
x 1 x2
(1)已知 = ,求 的值.
x2+1 2 x4+1
x 1 x2
(2)已知 = ,求 的值.
x2−x+1 7 x4−x2+1
xy yz 4 zx 4 xyz
(3)已知 =2, = , = ,求 的值.
x+ y y+z 3 z+x 3 xy+ yz+zx
【思路点拨】
1
(1)把已知等式变形求出x+ 的值,再把所求的式子变形后进行计算即可;
x
1
(2)把已知等式变形求出x+ 的值,再把所求的式子变形后进行计算即可;
x
1 1 1
(3)把已知三个等式变形后相加可以求出 + + 的值,再把所求的式子变形后进行计算即可.
x y z
【解题过程】x 1
解:(1)由 = ,知x≠0,
x2+1 2
x2+1
所以 =2,
x
1
即x+ =2,
x
x4+1 1
∴
=x2+
x2 x2
1
=(x+ )2﹣2
x
=22﹣2
=2,
x2 1
∴ 的值为2的倒数,即 ;
x4+1 2
x 1
(2)由 = ,知x≠0,
x2−x+1 7
x2−x+1
所以: =7,
x
1
∴x﹣1+ =7,
x
1
即x+ =8,
x
x4−x2+1 1
∴ =x2﹣1 +
x2 x2
1
=(x+ )2﹣3
x
=82﹣3
=61,
x2 1
∴ 的值为61的倒数,即 ;
x4−x2+1 61
xy
(3)由 =2,知x≠0,y≠0,
x+ yx+ y 1
∴ = ,
xy 2
1 1 1
∴ + = ①,
y x 2
yz 4
由 = ,知y≠0,z≠0,
y+z 3
y+z 3
∴ = ,
yz 4
1 1 3
∴ + = ②,
z y 4
zx 4
由 = ,知z≠0,x≠0,
z+x 3
z+x 3
∴ = ,
zx 4
1 1 3
∴ + = ③,
x z 4
①+②+③得:
1 1 1 1 3 3
2( + + )= + + ,
x y z 2 4 4
1 1 1
∴ + + =1,
x y z
xy+ yz+zx 1 1 1
∴ = + + =1,
xyz z x y
xyz
∴ 的值为1的倒数,即1.
xy+ yz+zx
4m−a
1.(2022•武安市一模)只把分式 中的m,n同时扩大为原来的3倍后,分式的值也不会变,则此
5n
时a的值可以是下列中的( )
m
A.2 B.mn C. D.m2
3
【思路点拨】
利用特殊值法,对每个选项进行分析即可得出答案.
【解题过程】4m−a
解:∵将a=2代入 中,
5n
4m−a 4−2 2
当m=1,n=1时, = = ,
5n 5 5
4m−a 12−2 2
当m=3,n=3时, = = ,
5n 15 3
∴选项A不符合题意;
4m−a
∵将a=mn代入 中,
5n
4m−a 4−1 3
当m=1,n=1时, = = ,
5n 5 5
4m−a 12−9 1
当m=3,n=3时, = = ,
5n 15 5
∴选项B不符合题意;
m 4m−a
∵将a= 代入 中,
3 5n
1
4−
当m=1,n=1时,4m−a 3 11,
= =
5n 5 15
4m−a 12−1 11
当m=3,n=3时, = = ,
5n 15 15
∴选项C符合题意;
4m−a
∵将a=m2代入 中,
5n
4m−a 4−1 3
当m=1,n=1时, = = ,
5n 5 5
4m−a 12−9 1
当m=3,n=3时, = = ,
5n 15 5
∴选项D不符合题意;
故选:C.
x x2−1
2.(2022•桥西区一模)关于代数式M=(1− )÷ 下列说法正确的是( )
x+1 x2+2x+1
1
A.当x=1时,M的值为0 B.当x=﹣1时.M的值为−
2
C.当M=1时,x的值为0 D.当M=﹣1时,x的值为0【思路点拨】
先将代数式M化简,再依次进行判断.
【解题过程】
x x2−1 x+1 x (x+1)(x−1) 1 x−1 1
解:M=(1− )÷ =( − )÷ = ÷ = ,
x+1 x2+2x+1 x+1 x+1 (x+1) 2 x+1 x+1 x−1
当x=1时,
M无解,
故选项A错误,不符合题意;
当x=﹣1时,
x2﹣1=0,x+1=0,x2+2x+1=0,
M=无解,
故选项B错误,不符合题意;
当M=1时,
x=2,
故选项C错误,不符合题意;
当M=﹣1时,
x=0,
故选项D正确,符合题意;
故选:D.
1 a2
3.(2021秋•遵义期末)若a+ =3,则 的值是( )
a a4+a2+1
1 1 1 1
A. B. C. D.
3 5 8 9
【思路点拨】
a2
求出 的倒数的形式的值,即可解答.
a4+a2+1
【解题过程】
1
解:∵a+ =3,
aa4+a2+1
∴
a2
1
=a2+1 +
a2
1
=a2+2 + −2+1
a2
1
=(a+ )2﹣1
a
=32﹣1
=8,
a2 1
∴ = ,
a4+a2+1 8
故选:C.
1 1 1
4.(2022•凤阳县一模)已知a,b,c满足a+c=b,且 + = .则下列结论错误的是( )
a b c
A.若b>c>0,则a>0 B.若c=1,则a2=2
C.若a2﹣c2=2,则ac=2 D.若bc=1,则a=1
【思路点拨】
利用分式的加减法的法则,分式的性质对各项进行分析即可.
【解题过程】
解:A、∵b>c>0,且a+c=b,
∴b﹣c>0,a=b﹣c,
∴a>0,
故A不符合题意;
B、∵c=1,a+c=b,
∴b=a+1,
1 1 1
∵ + = ,
a b c
1 1
∴ + =1,
a a+1
a+1+1
整理得: =1,
a(a+1)故a(a+1)=a+2,
整理得:a2=2,
故B不符合题意;
1 1 1
C、∵a2﹣c2=2,a+c=b, + = ,
a b c
a+b 1
∴(a﹣c)(a+c)=2, = ,
ab c
∴(a﹣c)b=2,ab=ac+bc,
2
∴b= ,ac=ab﹣bc=b(a﹣c),
a−c
∴ac=2,
故C不符合题意;
1 1 1
D、∵bc=1, + = ,a+c=b,
a b c
∴ab=ac+bc=ac+1,a=b﹣c,
∴a(b﹣c)=1,
则a2=1,
∴a=±1,
故D符合题意,
故选:D.
1 1 5x+2xy+5 y 32
5.(2021秋•九龙坡区校级期末)已知 + =6,则 的值为 .
x y x−xy+ y 5
【思路点拨】
根据已知可得y+x=6xy,然后代入式子进行进行计算即可解答.
【解题过程】
1 1
解:∵ + =6,
x y
∴y+x=6xy,
5x+2xy+5 y
∴
x−xy+ y
5x+5 y+2xy
=
x+ y−xy
30xy+2xy
=
6xy−xy32xy
=
5xy
32
= ,
5
32
故答案为: .
5
x+ y−z 1
6.(2021春•诸暨市校级月考)已知x+2y﹣3z=0,2x+3y+5z=0,则 = .
x−y+3z 3
【思路点拨】
先解三元一次方程组,求出y=11z,x=﹣19z,然后代入分式中进行计算即可解答.
【解题过程】
{x+2y−3z=0①
解: ,
2x+3 y+5z=0②
①×2得:2x+4y﹣6z=0③,
③﹣②得:y﹣11z=0,
解得:y=11z,
把y=11z代入①中可得:x+22z﹣3z=0,
解得:x=﹣19z,
x+ y−z
∴
x−y+3z
−19z+11z−z
=
−19z−11z+3z
−9z
=
−27z
1
= ,
3
1
故答案为: .
3
4x−7 A B
7.(2021春•东坡区月考)已知 = + ,其中A、B是常数,则A+B= 4 .
(x−1)(x+2) x−1 x+2
【思路点拨】
先将等式右边通分相加,然后与左边分子系数一一对应,解方程组即可得到A,B,再相加即可求解.
【解题过程】
A B A(x+2) B(x−1) Ax+2A+Bx−B (A+B)x+2A−B
解: + = + = = ,
x−1 x+2 (x−1)(x+2) (x+2)(x−1) (x−1)(x+2) (x−1)(x+2)4x−7 A B
∵ = + ,
(x−1)(x+2) x−1 x+2
4x−7 (A+B)x+2A−B
∴ = ,
(x−1)(x+2) (x−1)(x+2)
∴4x=(A+B)x,﹣7=2A﹣B,
{ A+B=4
∴ ,
2A−B=−7
{A=−1
解得: ,
B=5
∴A+B=﹣1+5=4,
故答案为:4.
xy 1 yz 1 zx 1 xyz
8.(2022春•隆昌市校级月考)已知三个数x,y,z满足 = , = , = ,则
x+ y 3 y+z 4 z+x 5 xy+ yz+zx
1
的值为 .
6
【思路点拨】
xy 1 yz 1 zx 1
将 = , = , = 分别化简为3xyz=xz+yz,4xyz=xy+xz,5xyz=yz+xy,再将三个式子相加
x+ y 3 y+z 4 z+x 5
得到xyz与xy+yz+xz的关系,代入所求式子即可求解.
【解题过程】
xy 1
解:∵ = ,
x+ y 3
xyz 1
∴ = ,
xz+ yz 3
∴3xyz=xz+yz①,
yz 1
∵ = ,
y+z 4
xyz 1
∴ = ,
xy+xz 4
∴4xyz=xy+xz②,
zx 1
∵ = ,
z+x 5
xyz 1
∴ = ,
yz+xy 5
∴5xyz=yz+xy③,由①+②+③得:
12xyz=2xy+2yz+2xz,
∴xy+yz+xz=6xyz,
xyz xyz 1
∴ = = ,
xy+ yz+zx 6xyz 6
1
故答案为: .
6
1 1
= =
9.(2021秋•虎林市校级期末)已知一列数 a ,a ,a ,…,a ,其中a =﹣1,a ,a
1 2 3 n 1 2 1−a 3 1−a
1 2
1
=
,…,a ,则a +a +a +…+a = 1008. 5 .
n 1−a 1 2 3 2020
n−1
【思路点拨】
先求出a ,a ,a ,a 的值,找出规律进行计算即可.
1 2 3 4
【解题过程】
解:由题意得:
a =﹣1,
1
1 1 1
= = =
a ,
2 1−a 1−(−1) 2
1
1 1
= = =
a 1−a 1 2,
3 2 1−
2
1 1
a
= = =−1,
4 1−a 1−2
3
…,
1
所以上面的数据以﹣1, ,2为一个循环,依次出现,
2
1 3
∴﹣1+ +2= ,
2 2
∵2020÷3=673...1,
∴a =﹣1,
2020
∴a +a +a +…+a
1 2 3 2020
3
=673× +(﹣1)
22019
= −1
2
2017
=
2
=1008.5,
故答案为:1008.5.
1
−53−(−1) 100−12÷(−
)
10.(2021秋•潍坊期中)(1)计算: 22 ;
1+|−1−32×2|
3ab−b2 a2−6ab+9b2 1 2
(2)化简:( −a+b)÷ +ab( − ).
a+b a+b a2−3ab ab−3b2
【思路点拨】
(1)先计算乘方、将除法转化为乘法,再计算乘法和绝对值,继而计算加减,最后约分即可;
(2)根据分式的混合运算顺序和运算法则计算即可.
【解题过程】
−125−1−12×(−4)
解:(1)原式=
1+|−1−18|
−125−1+48
=
1+19
−78
=
20
39
=− ;
10
3ab−b2 a2−b2 (a−3b) 2 b 2a
(2)原式=( − )÷ +ab[ − ]
a+b a+b a+b ab(a−3b) ab(a−3b)
−a2+3ab a+b b−2a
= • + ab•
a+b (a−3b) 2 ab(a−3b)
−a(a−3b) a+b b−2a
= • +
a+b (a−3b) 2 a−3b
a b−2a
=− +
a−3b a−3b
b−3a
= .
a−3b1 a+3 a2−2a+1
11.(2022春•西峡县校级月考)已知实数a满足a2+4a﹣8=0,求 − ⋅ 的值.
a+1 a2−1 a2+6a+9
【思路点拨】
先根据分式混合运算的法则把原式进行化简,再根据实数a满足a2+4a﹣8=0得出a2+4a=8代入进行计算
即可.
【解题过程】
1 a+3 (a−1) 2
解:原式= − •
a+1 (a+1)(a−1) (a+3) 2
1 a−1
= −
a+1 (a+1)(a+3)
a+3−a+1
=
(a+1)(a+3)
4
=
(a+1)(a+3)
4
=
a2+4a+3
∵实数a满足a2+4a﹣8=0,
∴a2+4a=8
4 4
∴原式= = .
8+3 11
x+3 x+8 1
12.(2021•聊城二模)先化简,再求值:1− ÷( − ),其中x是不等式1<3x+7
x2−2x x2−4x+4 2−x
<6的负整数解.
【思路点拨】
根据分式的加减运算以及乘除运算法则进行化简,然后求出x的值,最后代入化简后的式子即可求出答案.
【解题过程】
x+3 x+8 1
解:原式 =1− ÷[ + ]
x2−2x (x−2) 2 x−2
x+3 x+8+x−2
=1 − ÷
x2−2x (x−2) 2
x+3 2(x+3)
=1− ÷
x2−2x (x−2) 2x+3 (x−2) 2
=1− ⋅
x(x−2) 2(x+3)
x−2
=1−
2x
x+2
= ,
2x
解不等式1<3x+7<6,
1
得−2<x<− .
3
∵x是不等式1<3x+7<6的负整数解,
∴x=﹣1.
∴当x=﹣1时,
−1+2 1
原式= =− .
2×(−1) 2
ab 2 ca 3 bc 6
13.(2022•仁寿县模拟)已知: = , = , = .求代数式a+b+c的值.
a+b 3 c+a 4 b+c 5
【思路点拨】
首先取倒数组成三元一次方程组,再解方程组可得答案.
【解题过程】
ab 2 ca 3 bc 6
解:∵ = , = , = ,
a+b 3 c+a 4 b+c 5
1 1 3 1 1 4 1 1 5
∴ + = , + = , + = ,
a b 2 c a 3 b c 6
组成方程组为:
1 1 3
{ + =
a b 2
1 1 4
+ = ,
c a 3
1 1 5
+ =
b c 6
解得:a=1,b=2,c=3,
所以a+b+c=1+2+3=6.
a+b b+c c+a
14.(2021秋•西山区期末)若x= ,y= ,z= ,设M=(x+1)(y+1)(z+1),N=(x﹣
a−b b−c c−a1)(y﹣1)(z﹣1).
(1)请你任意给出一组a,b,c的值,计算出M和N的值;
(2)猜想M和N的大小关系,并证明.
【思路点拨】
(1)当a=1,b=0,c=﹣1时,分别代入求出x,y,z的值,进而求出M与N的值;
(2)猜想M=N,证明:把x,y,z分别代入M与N,计算后比较即可得证.
【解题过程】
解:(1)当a=1,b=0,c=﹣1时(a,b,c互不相等即可),
a+b b+c c+a
x= =1,y= =−1,z= =0,
a−b b−c c−a
∴M=(x+1)(y+1)(z+1)=(1+1)×(﹣1+1)×(0+1)=0,
N=(x﹣1)(y﹣1)(z﹣1)=(1﹣1)×(﹣1﹣1)×(0﹣1)=0;
(2)猜想M=N,理由如下:
证明:M=(x+1)(y+1)(z+1)
a+b b+c c+a
=( +1)( +1)( +1)
a−b b−c c−a
2a 2b 2c
= • •
a−b b−c c−a
8abc
= ,
(a−b)(b−c)(c−a)
N=(x﹣1)(y﹣1)(z﹣1)
a+b b+c c+a
=( −1)( −1)( −1)
a−b b−c c−a
2b 2c 2a
= • •
a−b b−c c−a
8abc
= ,
(a−b)(b−c)(c−a)
∴M=N.
b−c c−a a−b
15 . ( 2021 春 • 石 城 县 月 考 ) 已 知 a+b+c = 0 , 且 + + =0, 求 证 :
a b c
bc+b−c ca+c−a ab+a−b
+ + =0.
b2c2 c2a2 a2b2
【思路点拨】根据已知可得a=b或b=c或a=c,然后再代入要证等式的左边进行计算即可解答.
【解题过程】
b−c c−a a−b bc(b−c)+ac(c−a)+ab(a−b)
证明:∵ + + =
a b c abc
a2 (b−c)+a(c2−b2 )+bc(b−c)
=
abc
(b−c)[a2−a(b+c)+bc]
=
abc
(b−c)(a−b)(a−c)
=
abc
(b−c)(a−b)(a−c)
∴ =0,
abc
∴a﹣b=0或b﹣c=0或a﹣b=0,
即a=b或b=c或a=c,
不妨设a=b,代入所要证等式左边,得:
bc+b−c bc+c−b b2
左边= + +
b2c2 b2c2 b4
2bc 1
= +
b2c2 b2
2bc+c2
= ,
b2c2
又∵a+b+c=0且a=b,
∴2b+c=0,
2bc+c2 c(2b+c)
左边= = = 0,
b2c2 b2c2
右边=0,
如果b=c或a=c,结论同样成立,所以所证等式成立.
16.(2021秋•惠州期末)结合图,观察下列式子:
(x+p)(x+q)=x2+px+qx+pq
=x2+(p+q)x+pq
于是有:x2+(p+q)x+pq=(x+p)(x+q).
(1)填空:因式分解x2+5x+6=(x+ 2 )(x+ 3 );x2−x−2 2x+6 x
(2)化简:( − )÷ ;
x2−4x+4 x2+x−6 x−2
1 1 1 1
(3)化简: + + + .
x2+x x2+3x+2 x2+5x+6 x2+7x+12
【思路点拨】
(1)利用十字相乘法分解因式即可;
(2)先对分式的分子、分母进行因式分解,把除法化为乘法,再利用乘法对加法的分配律计算即可;
1 1 1
(3)先对分式的分子、分母进行因式分解,再利用 = − 进行解答即可.
x(x+1) x x+1
【解题过程】
解:(1)x2+5x+6=(x+2)(x+3),
故答案为:2,3;
(x−2)(x+1) 2(x+3) x−2
(2)原式=[ − ]×
(x−2) 2 (x+3)(x−2) x
(x−2)(x+1) x−2 2(x+3) x−2
= × − ×
(x−2) 2 x (x+3)(x−2) x
x+1 2
= −
x x
x−1
= ;
x
1 1 1 1
(3)原式= + + +
x(x+1) (x+1)(x+2) (x+2)(x+3) (x+3)(x+4)
1 1 1 1 1 1 1 1
= − + − + − + −
x x+1 x+1 x+2 x+2 x+3 x+3 x+4
1 1
= −
x x+4
4
=
.
x2+4x17.(2021秋•仓山区校级期末)阅读理解
1
材料:为了研究分式 与分母x的变化关系,小明制作了表格,并得到如下数据:
x
x … ﹣4 ﹣3 ﹣2 ﹣1 0 1 2 3 4 …
1 … ﹣0.25 ⋅ ﹣0.5 ﹣1 无意义 1 0.5 ⋅ 0.25 …
﹣0.
3
0.
3
x
1
从表格数据观察,当x>0时,随着x的增大, 的值随之减小,并无限接近0;当x<0时,随着x的增大,
x
1
的值也随之减小.
x
材料2:对于一个分子、分母都是多项式的分式,当分母的次数高于分子的次数时,我们把这个分式叫做
真分式.当分母的次数不低于分子的次数时,我们把这个分式叫做假分式.有时候,需要把一个假分式化
成 整 式 和 真 分 式 的 代 数 和 , 像 这 种 恒 等 变 形 , 称 为 将 分 式 化 为 部 分 分 式 . 如 :
2x+1 2x−8+8+1 2x−8 8+1 9
= = + =2+ .
x−4 x−4 x−4 x−4 x−4
根据上述材料完成下列问题:
1
(1)当x>0时,随着x的增大,1+ 的值 减小 (增大或减小);
x
x+2
当x<0时,随着x的增大, 的值 减小 (增大或减小);
x
2x+2
(2)当x>1时,随着x的增大, 的值无限接近一个数,请求出这个数;
x−1
5x−2
(3)当0≤x≤2时,求代数式 值的范围.
x−3
【思路点拨】
1 2 1 2
(1)由 、 的变化情况,判断1+ 、1+ 的变化情况即可;
x x x x
2x+2 4
(2)由 =2+ ,即可求解;
x−1 x−1
5x−2 4
(3)由 =2+ ,再结合x的取值范围即可求解.
x−3 x−1
【解题过程】
1
解:(1)∵当x>0时 随着x的增大而减小,
x1
∴随着x的增大,1+ 的值减小;
x
2
∵当x<0时 随着x的增大而减小,
x
x+2 2
∵ =1+ ,
x x
x+2
∴随着x的增大, 的值减小,
x
故答案为:减小,减小;
2x+2 2(x−1)+4 4
(2)∵ = =2+ ,
x−1 x−1 x−1
4
∵当x>1时, 的值无限接近0,
x−1
2x+2
∴ 的值无限接近2;
x−1
5x−2 5(x−3)+13 13
(3)∵ = =5+ ,
x−3 x−3 x−3
又∵0≤x≤2,
13 13
∴﹣13≤ ≤− ,
x−3 3
5x−2 2
∴﹣8≤ ≤ .
x−3 3
18.(2021秋•莆田期末)阅读下面材料,并解答相应的问题
欧拉分式
欧拉是18世纪瑞士著名的数学家、物理学家、天文学家.以欧拉命名的常数、公式、定理随处可见.在分
式中,就有这样一个欧拉分式:
an bn cn { 0 (n=0或1)
+ + = 1 (n=2) .
(a−b)(a−c) (b−c)(b−a) (c−a)(c−b)
a+b+c (n=3)
(1)请你对欧拉分式中,当n=2时的情况进行证明;
(2)请你利用欧拉分式解决下列问题:
20223 20203
①计算: −20213+ ;
2 2
(1+a)(1−a) (1+b)(1−b) (1+c)(1−c)
②求 + + 的值.
(a+b)(a−c) (b+a)(b+c) (c−a)(c+b)【思路点拨】
(1)先通分,再化简运算即可;
(2)①令a=2022,b=2021,c=2020,原式=2022+2021+2020=6063;
1−a2 1−(−b2 ) 1−c2
②原式= + + ,再化简即可.
(a+b)(a−c) (−b−a)(−b−c) (c−a)(c+b)
【解题过程】
(1)证明:当n=2时,
a2 b2 c2
+ +
(a−b)(a−c) (b−c)(b−a) (c−a)(c−b)
a2 (b−c) b2 (a−c) c2 (a−b)
= − +
(a−b)(b−c)(a−c) (b−c)(a−b)(a−c) (a−c)(b−c)(a−b)
a2b−a2c−ab2+b2c+ac2−bc2
=
(a−b)(b−c)(a−c)
a2b−a2c−ab2+b2c+ac2−bc2
=
a2b−a2c−ab2+b2c+ac2−bc2
=1;
(2)解:①当n=3时,令a=2022,b=2021,c=2020,
原式=2022+2021+2020=6063;
1−a2 1−(−b2 ) 1−c2
②原式= + +
(a+b)(a−c) (−b−a)(−b−c) (c−a)(c+b)
1 1 1 a2 (−b) 2 c2
= + + − − −
(a+b)(a−c) (−b−a)(−b−c) (c−a)(c+b) (a+b)(a−c) (−b−a)(−b−c) (c−a)(c+b)
=0﹣1
=﹣1.
19.(2021秋•通州区期末)定义:若分式M与分式N的差等于它们的积,即M﹣N=MN,则称分式N是
1 1 1 1 1
分 式 M 的 “ 关 联 分 式 ” . 如 与 , 因 为 − = ,
x+1 x+2 x+1 x+2 (x+1)(x+2)
1 1 1 1 1
× = ,所以 是 的“关联分式”.
x+1 x+2 (x+1)(x+2) x+2 x+12 2 2
(1)已知分式 ,则 是 的“关联分式”(填“是”或“不是”);
a2−1 a2+1 a2−1
1
(2)小明在求分式 的“关联分式”时,用了以下方法:
x2+ y2
1 1 1
设 的“关联分式”为N,则 −N= ×N,
x2+ y2 x2+ y2 x2+ y2
1 1
∴( +1)N= ,
x2+ y2 x2+ y2
1
∴N = .
x2+ y2+1
a−b
请你仿照小明的方法求分式 的“关联分式”.
2a+3b
y y
(3)①观察(1)(2)的结果,寻找规律,直接写出分式 的“关联分式”: ;
x x+ y
②用发现的规律解决问题:
4n−2 4m+2
若 是 的“关联分式”,求实数m,n的值.
mx+m mx+n
【思路点拨】
(1)根据关联分式的定义判断.
(2)仿照小明的方法求解.
(3)找规律后求解.
【解题过程】
2 2
2(a2+1)−2(a2−1)
4
解:(1)∵ − = = ,
a2−1 a2+1 (a2−1)(a2+1) (a2−1)(a2+1)
2 2 4
× = ,
a2−1 a2+1 (a2−1)(a2+1)
2 2
∴ 是 的关联分式.
a2+1 a2−1
故答案是:是.
a−b
(2)设 的关联分式是N,则:
2a+3b
a−b a−b
−N= •N.
2a+3b 2a+3b
a−b a−b
∴( + 1)•N = .
2a+3b 2a+3b3a+2b a−b
∴ •N= .
2a+3b 2a+3b
a−b
∴N= .
3a+2b
y y y y
(3)①由(2)知: 的关联分式为: ÷( +1)= .
x x x x+ y
y
故答案为: .
x+ y
{ 4m+2=4n−2
②由题意得: .
mx+m=mx+n+4m+2
{ n−m=1
∴ .
n+3m=−2
3 1
∴m=− ,n= .
4 4
N
20.(2021秋•海淀区期末)在分式 中,若M,N为整式,分母M的次数为a,分子N的次数为b(当
M
N x+1
N为常数时,b=0),则称分式 为(a﹣b)次分式.例如, 为三次分式.
M x4−x3
x
(1)请写出一个只含有字母x的二次分式 ;
x3−1
mx+2 nx+3
(2)已知A= ,B = (其中m,n为常数).
x−3 x2−9
①若m=0,n=﹣5,则A•B,A+B,A﹣B,A2中,化简后是二次分式的为 A • B , A 2 ;
②若A与B的和化简后是一次分式,且分母的次数为1,求2m+n的值.
【思路点拨】
(1)根据材料中的新定义求解;
(2)①把m=0,n=﹣5代入可计算A和B的值,分别代入A•B,A+B,A﹣B,A2中计算,并根据新定义
判断是否是二次分式;
②计算A+B并根据一次分式的定义可得m和n的值,代入2m+n中计算求值即可.
【解题过程】
x
解:(1) ;
x3−1
x
故答案为 ;
x3−1mx+2 2 nx+3 −5x+3
(2)①当m=0,n=﹣5时,A= = ,B = =
x−3 x−3 x2−9 x2−9
2 −5x+3 −10x+6
∴A•B= • = ,是二次分式;
x−3 x2−9 (x−3)(x2−9)
2 −5x+3 2(x+3)−5x+3 −3x+9 −3(x−3) 3
A+B= + = = = =− ,不是二次分式;
x−3 x2−9 (x+3)(x−3) (x−3)(x+3) (x−3)(x+3) x+3
2 −5x+3 2(x+3)−(−5x+3) 2x+6+5x−3 7x+3
A﹣B= − = = = ,不是二次分式;
x−3 (x+3)(x−3) (x−3)(x+3) (x−3)(x+3) x2−9
2 4
A2=( ) 2= ,是二次分式;
x−3 x2−6x+9
故答案为:A•B,A2;
mx+2 nx+3
②A+B = + ,
x−3 x2−9
∵A与B的和化简后是一次分式,且分母的次数为1,
mx+2 1 mx+3
∴n=1,结果为 + = ,
x−3 x−3 x−3
∴m=0,
∴2m+n=0+1=1;
由①知:m=0,n=﹣5时,也符合条件,此时2m+n=﹣5;
综上,2m+n的值为1或﹣5.