文档内容
第 04 讲 解题技巧专题:分式的混合运算及规律和新定义问题
(7 类热点题型讲练)
目录
【考点一 分式的混合运算问题】............................................................................................................................1
【考点二 分式的混合运算错解复原问题】............................................................................................................6
【考点三 分式的混合运算先化简求值问题】......................................................................................................11
【考点四 分式的混合运算规律探究问题】..........................................................................................................14
【考点五 分式的混合运算“倒数法”求值问题】..............................................................................................17
【考点六 分式的混合运算新定义型问题】..........................................................................................................19
【考点七 分式的混合运算假分数问题】..............................................................................................................24
【考点一 分式的混合运算问题】
例题:(23-24八年级下·全国·课后作业)计算:
(1) ; (2) .
【答案】(1)
(2)
【分析】
本题主要考查分式的运算,熟练掌握分式的运算是解题的关键;
(1)根据分式的减法及乘法可进行求解;
(2)根据分式的混合运算可进行求解.
【详解】(1)解:原式
;(2)解:原式
.
【变式训练】
1.(23-24八年级下·河南南阳·阶段练习)化简:
(1) ; (2) .
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了分式的化简;
(1)先根据异分母分式的减法法则计算括号内的运算,同时把除法变成乘法,分子、分母能因式分解的
进行因式分解,然后约分即可;
(2)先根据异分母分式的减法法则计算括号内的运算,然后把除法变成乘法,分子、分母能因式分解的
进行因式分解,然后约分即可.
【详解】(1)解:原式
;
(2)解:原式
.
2.(22-23八年级上·山东淄博·阶段练习)分式的计算:
(1) ;(2) .
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查分式的混合运算,解题的关键是熟练运用分式的加减运算以及乘除运算法则;
(1)分式的加减运算以及乘除运算法则即可求出答案.
(2)分式的加减运算以及乘除运算法则即可求出答案.
【详解】(1)
(2)
.
3.(23-24八年级上·山东聊城·期中)计算:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) ;(5) ;
(6)
(7) ;
(8) .
【答案】(1)0
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
【分析】本题考查分式的混合运算,掌握运算法则和运算顺序是解题的关键.
(1)先化简然后运用同分母分式的运算法则解题即可;
(2)先把除法转化为乘法,然后约分解题即可;
(3)先运算括号,然后运算除法解题即可;
(4)先利用记得乘方,然后运用同底数幂的乘法计算,最后利用负整数指数的运算解题即可;
(5)先把 看成整体通分解题即可;
(6)先运算分式的除法和分式的约分,然后进行同分母的分式的加减解题即可;
(7)先约分,然后通分,最后运算除法解题即可;
(8)先把除法转化为乘法,利用乘法分配律解题即可.
【详解】(1)
;
(2);
(3)
;
(4)
;
(5)
;
(6)
;
(7);
(8)
.
【考点二 分式的混合运算错解复原问题】
例题:(23-24八年级上·河南商丘·期末)以下是某同学化简分式 的部分运算过程:
解:原式 ①
②
③
……
解:
(1)上面的运算过程中第 步出现了错误;
(2)选择一个你喜欢的x的值代入求值.
【答案】(1)③;
(2) ;
【分析】本题考查了分式的混合计算,熟练掌握分式的运算法则是解题的关键.
(1)根据上述解题步骤分析解答即可.
(2)把括号内通分,并把除法转化为乘法,然后约分化简.
【详解】(1)第③步出现错误,原因是分子相减时未变号,故答案为∶③;
(2)原式当 时, .
故答案为: ; .
【变式训练】
1.(2023·贵州遵义·一模)以下是小明化简分式 的过程.
解:原式 第一步
第二步
第三步
第四步
(1)小明的解答过程在第______ 步开始出错;
(2)请写出正确的解答过程.
【答案】(1)二
(2) .
【分析】
此题主要考查了分式的混合运算,正确掌握相关运算法则是解题关键.
(1)直接利用分式的混合运算法则判断得出答案;
(2)直接利用分式的混合运算法则化简,进而得出答案.
【详解】(1)
解:原式 第一步,第二步,
∴小明的解答过程在第二步开始出错;
(2)
解:原式
.
2.(2023·贵州遵义·一模)下列是某同学化简分式 的部分过程:
解:原式 第一步;
第二步;
第三步;
(1)上面的化简过程从第______步开始出现错误;
(2)请你写出完整的解答过程.
【答案】(1)二
(2)见解析
【分析】(1)根据分式混合运算的法则可知第二步出现错误;
(2)先算括号里面的,再算除法即可.
本题考查的是分式的混合运算,熟知分式混合运算的法则是解题的关键.
【详解】(1)第二步出现错误.
故答案为:二;
(2)原式.
3.(23-24八年级上·河南商丘·期末)下面是亮亮进行分式化简 的过程:
解:原式 第一步
第二步
第三步
第四步
第五步
. 第六步
(1)第二步的依据是______;
(2)亮亮从第______步开始出现错误,该步错误的原因是______;
(3)请写出正确的化简过程;
(4)在分式化简的过程中,还需要注意哪些事项?请你给其他同学提一条建议.
【答案】(1)分式的基本性质
(2)四;括号前是“-”,去括号后,括号内第二项没有变号
(3)
(4)在分式化简的过程中,还需要注意的事项有:最后结果应化为最简分式或整式(答案不唯一)
【分析】本题考查分式的混合运算,
(1)根据分式的基本性质,即可解答;
(2)先利用异分母分式加减法法则计算括号里,再算括号外,即可解答;
(3)先利用异分母分式加减法法则计算括号里,再算括号外,即可解答;
(4)根据分式的混合运算以及化简,即可解答;
掌握分式的基本性质及运算法则是解题的关键.
【详解】(1)解:第二步的依据是分式的基本性质,
故答案为:分式的基本性质;
(2)亮亮从第四步开始出现错误,该步错误的原因是括号前是“-”,去括号后,括号内第二项没有变号,
故答案为:四;括号前是“-”,去括号后,括号内第二项没有变号;
(3)
;
(4)在分式化简的过程中,还需要注意的事项有:最后结果应化为最简分式或整式(答案不唯一).
4.(23-24八年级上·宁夏固原·期末)下面是某分式化简过程,请认真阅读并完成任务.
……第一步
……第二步
……第三步
……第四步
任务一:填空
①以上化简步骤中,第______步是通分,通分的依据是______.
②第______步开始出现错误,错误的原因是______.
任务二:直接写出该分式化简后的正确结果.
【答案】任务一:①一,分式的基本性质;②二,去括号没有变号;任务二: .
【分析】
本题考查了分式的化简,掌握相关运算法则是解题关键.
任务一:①根据通分的定义判断即可;②根据去括号法则判断即可;
任务二:根据分式的混合运算法则计算即可.【详解】解:任务一:①以上化简步骤中,第一步是通分,通分的依据是分式的基本性质,
故答案为:一,分式的基本性质;
②第二步开始出现错误,错误的原因是去括号没有变号,
故答案为:二,去括号没有变号;
任务二:
.
【考点三 分式的混合运算先化简求值问题】
例题:(23-24八年级上·四川广元·期末)先化简,再求值: ,其中
.
【答案】 ,
【分析】本题考查分式化简求值,涉及因式分解、通分、分式混合运算、约分、负整数指数幂、零指数幂
等知识,先利用分式混合运算化简,再将运算后的 代入求值即可得到答案,熟练掌握分式的化简求值是
解决问题的关键.
【详解】解:
,
,
原式 .
【变式训练】1.(2024·新疆克孜勒苏·二模) 先化简再求值: ,其中 .
【答案】 ,3
【分析】本题考查分式的化简求值,根据分式的混合运算法则化简原式,再代值求解即可.熟练掌握运算
法则并正确求解是解答的关键.
【详解】解:
,
当 ,
原式 .
2.(23-24八年级上·辽宁铁岭·期末)先化简 ,再从 四个数中,选取一个
恰当的数进行求值.
【答案】 ,当 时,原式 .
【分析】本题考查了分式的化简求值,先对分式进行化简,再把 代入到化简后的式子进行计算即可求
解,掌握分式的性质及运算法则是解题的关键.
【详解】解:原式 ,
,
,
,,
当 时,
原式 .
3.(23-24八年级上·山东德州·期末)先化简,再求值: ,其中
.
【答案】 ,
【分析】本题考查分式的化简求值,解题关键是掌握分式的混合运算法则.先根据分式的混合运算将式子
化简,再将计算出的x的值代入计算即可.
【详解】解:原式
,
,
,
当 时,原式 .
4.(23-24八年级上·黑龙江佳木斯·期末)先化简,再求值, ,其中 满足
.
【答案】 , .
【分析】本题考查了分式的化简求值及整体代入求值,首先根据分式的混合运算进行运算,得到最简分式,
再由 代入即可求解,准确化简分式是解题的关键.
【详解】解:原式 ,
,
,,
∵ ,
∴ ,
∴原式 .
【考点四 分式的混合运算规律探究问题】
例题:(2023七年级上·福建·专题练习)观察下列计算
, , , ,
(1)第5个式子是 ;第 个式子是 .
(2)从计算结果中找规律,利用规律计算 .
(3)计算 .
【答案】(1) ;
(2)
(3)
【分析】此题考查了有理数的混合运算,熟练掌握运算法则是解本题的关键.
(1)观察一系列等式得到一般性规律,写出第5个式子与第 个式子即可;
(2)原式利用得出的规律化简,计算即可得到结果;
(3)原式变形后,利用得出的规律化简,计算即可得到结果.
【详解】(1)解:第5个式子是 ;
第 个式子是 ;
故答案为: ; ;
(2)解:原式;
(3)解:原式
.
【变式训练】
1.(22-23九年级上·安徽·开学考试)观察以下等式:
第1个等式: ;第2个等式: ;
第3个等式: ;第4个等式: ;
按照以上规律,解决下列问题:
(1)写出第5个等式:_________;
(2)写出你猜想的第 个等式:_________用含 的等式表示),并证明.
【答案】(1)
(2) ,证明见解析
【分析】(1)通过前4个等式的规律可得此题结果;
(2)结合(1)题结果进行证明.
【详解】(1)解:由题意得,第五个等式为 ,
故答案为: ;
(2)由(1)题规律可得,第 个等式为 ,
证明:,
,
故答案为: .
【点睛】此题考查了解决数式变化规律问题的能力,关键是能通过正确地观察、猜想、证明得到问题中蕴
含的规律.
2.(2023·安徽合肥·三模)观察以下等式:
第1个等式: ,
第2-个等式: ,
第3个等式: ,
第4个等式: ,
……
按照以上规律,解决下列问题:
(1)写出第5个等式:__________________;
(2)写出你猜想的第 个等式(用含 的等式表示),并证明.
【答案】(1)
(2) ,见解析
【分析】(1)根据前4个等式得出第五个等式即可;
(2)通过观察减号后面的数字规律,再结合每个式子找到规律,最后写出即可.
【详解】(1)解:
(2)
左边
右边
∴左边 右边.
【点睛】本题主要考查数字类变化规律,仔细观察每个式子中对应位置的数字,并找到相关系数关系是解
题的关键.3.(2023·安徽·一模)观察下列等式:
第1个等式: ;第2个等式: ;第3个等式: ;
第4个等式: ;第5个等式: ;……按照以上规律,解决下列问题:
(1)写出第6个等式:________________
(2)写出你猜想的第n个等式:________________(用含n的等式表示),并证明.
【答案】(1)
(2) ;证明见解析
【分析】(1)根据已知等式括号外的分数和括号内的分数的规律得第六个等式;
(2)根据(1)的规律列等式,再由分式的化简证明;
【详解】(1)解: ;
(2) ;
证明:左边 右边,所以原等式成立;
【点睛】本题考查了数字的规律变化,分式的化简;找到等式中分数的变化规律是解题关键.
【考点五 分式的混合运算“倒数法”求值问题】
例题:(23-24八年级下·河南南阳·阶段练习)阅读与理解
阅读下列材料,完成后面的任务.
在解决某些分式问题时,倒数法是常用的变形技巧之一,所谓倒数法,即把式子变成其倒数形式,从而运
用约分化简,以达到计算目的.
例:若 ,求代数式 的值.
解:∵ ,∴ ,∴ ,∴ .
任务:已知 .
(1)求 的值.
(2)求 的值.【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了分式的混合运算;
(1)把式子变成其倒数形式,然后约分即可;
(2)对 取倒数为 ,由(1)求出 ,然后计算即可.
【详解】(1)解:∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ;
(2)对 取倒数为 ,
由(1)得 ,
∴ ,
∴ ,
∴ .
【变式训练】
1.(23-24八年级上·云南昆明·期末)阅读下面的解题过程:已知 ,求 的值.
解:由 知 ,所以 ,即 .
因此 ,所以 的值为 .
该题的解法叫做“倒数法”,请你利用“倒数法”解决下面的问题:
已知 ,求 的值.
【答案】【分析】本题考查的是分式的混合运算,熟知分式混合运算的法则是解题的关键.先根据题意求出 的
值,再求出代数式倒数的值,进而得出结论.
【详解】解:由 知
,即
,
.
【考点六 分式的混合运算新定义型问题】
例题:(23-24八年级上·山东德州·期末)定义:若分式P与分式Q的差等于它们的积,即 ,则
称分式P与分式Q互为“关联分式”.如 与 ,因为
,所以 与 互为“关联分式”,其中一个分式是另
外一个分式的“关联分式”.
(1)请通过计算判断分式 是不是分式 的“关联分式”.
(2)求分式 的“关联分式”.
【答案】(1)见解析
(2) 或
【分析】本题考查用新定义解决数学问题,熟练掌握分式混合运算法则是求解本题的基础;
(1)根据“关联分式”的定义判断即可;
(2)①设分式 为P,则其关联式为Q,则有 ,计算Q即可;
②设 为Q,则其关联式为P,则有 ,计算P即可;
【详解】(1)解:证明:若 和 为关联分式,则必须满足 ,
故: ,
,
∴ ,
故分式 是分式 的“关联分式”;
(2)已知题意: ,
①设 为P,则其关联式为Q,
,
,
,
,
故其关联式为 .
②设 为Q,则其关联式为P,
,
,
,
,
故其关联式为 .
综上,分式 的“关联分式”为 或 .
【变式训练】1.(22-23八年级下·福建福州·开学考试)定义:如果两个分式A与B的差为1,则称A是B的“最友好分
式”,如分式 ,则A是B的“最友好分式”.
(1)已知分式 ,请判断C是否为D的“最友好分式”,并说明理由;
(2)已知分式 ,且E是F的“最友好分式”.
①求P(用含x的式子表示);
②若 为定值,求m与n之间的数量关系.
【答案】(1)C是D的“最友好分式”,理由见解析
(2)① ,②
【分析】本题主要考查新定义下分式的混合运算和解一元一次方程,
(1)根据“最友好分式”的定义,计算 的值即可;
(2)①根据题意得 ,结合E是F的“最友好分式”可求得 ;②当 时,
化简得 ,设 ,可得 ,结合定值得
且 ,即可求得m和n之间的关系.
【详解】(1)解:C是D的“最友好分式”,理由:
∵
∴C是D的“最友好分式”;
(2)①∵分式 ,且E是F的“最友好分式”,
∴ ,
解得 ;
②当 时, ,
设 ,
∴ ,
∴ ,∵ 为定值,
∴ 且 ,
由 解得 ,
把 代入 ,得
∴ .
2.(23-24八年级上·河南信阳·期末)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,那么称这个分式为“和谐分式”.如: ,则 是“和谐分
式”.
(1)下列分式中,属于“和谐分式”的是 (填序号);
① ;② ;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式;
(3)应用:先化简 ,并回答:a取什么整数时,该式的值为整数?
【答案】(1)①③
(2)
(3) 时,该式的值为整数
【分析】本题考查了新定义运算,分式的混合运算,分式有意义的条件,理解“和谐分式”的定义是解题
的关键.
(1)根据“和谐分式”的定义,对各式进行变形计算,即可解答;
(2)根据完全平方公式,进行变形计算,即可解答;
(3)将原式化简为 ,再变形为 ,从而可得当 或 时,分式的值为整数,
进而可得 , , 或1,然后根据分式有意义时, , , , ,即可解答.
【详解】(1)解:① ;
② ;
③ ;上列分式中,属于“和谐分式”的是①③,
故答案为:①③;
(2)解:
.
(3)解:
,
当 或 时,分式的值为整数,
,0, 或 ,
分式有意义时, , , , ,
,
时,该式的值为整数.
3.(23-24八年级上·江西宜春·期末)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,那么称这个分式为“美好分式”,如: ,则 是“美好分
式”.(1)下列分式中,属于“美好分式”的是______;(只填序号)
① ; ② ; ③ ; ④ .
(2)将“美好分式” 化成一个整式与一个分子为常数的分式的和的形式;
(3)判断 的结果是否为“美好分式”,并说明理由.
【答案】(1)①③④;
(2) ;
(3)是美好分式,理由见解析.
【分析】本题主要考查了分式的混合运算、新定义等知识点,熟练掌握分式的混合运算法则是解题的关键.
(1)根据“美好分式”的意义逐个判断即可;
(2)依先对分子进而变形,然后根据题意化简即可;
(3)首先通过分式的混合运算法则进行化简,然后再依据“美好分式”的定义判断即可.
【详解】(1)解:①由 ,则①属于“美好分式”;②分式 分子的次数低于分母次
数,不能化成一个整式与一个分子为常数的分式的和的形式,则②不属于“美好分式”; 由
,则③属于“美好分式”;④ 则④
属于“美好分式”;
故答案为:①③④;
(2)解: .
(3)解: 的化简结果是“美好分式”,理由如下:
∵,
∴ 的化简结果是“美好分式”.
【考点七 分式的混合运算假分数问题】
例题:(23-24八年级下·河南南阳·阶段练习)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“假分数”,而假分数都可化为带分数,如: 我们定义:在分式中,对于只含
有一个字母的分式,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: ;
解决下列问题:
(1)分式 是_____分式(填“真”或“假”);
(2)将假分式 化为带分式;
(3)如果x为整数,分式 的值为整数,求所有符合条件的x的值.
【答案】(1)真
(2)
(3) 或
【分析】本题考查了分式的混合运算;
(1)根据材料中“真分式”和“假分式”的定义进行判断即可;
(2)根据题中所给方法,利用分式的性质计算即可;
(3)先将分式 化为带分式,再根据题意得出 ,然后分别计算即可.
【详解】(1)解:∵分式 中分子的次数小于分母的次数,
∴分式 是真分式,
故答案为:真;(2)
;
(3) ,
∵x为整数,分式 的值为整数,
∴ ,
∴ 或 .
【变式训练】
1.(23-24八年级上·湖南长沙·期末)通过小学的学习我们知道,分数可分为“真分数”和“假分数”,
而假分数都可化为带分数.如: .我们定义:在分式中,对于只含有一个字母的分式,
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的次数时,我们
称之为“真分式”.
如 , 这样的分式就是假分式; , 这样的分式就是真分式.类似地,假分式也可以化为
带分式(即:整式与真分式的和的形式).
如: .
解决下列问题:
(1)分式 是_____分式(填“真”或“假”);
(2)将假分式 化为带分式;
(3)求所有符合条件的整数x的值,使得 的值为整数.
【答案】(1)真;
(2) ;
(3) .
【分析】本题主要考查了分式的化简运算,正确理解题意中的新定义、掌握分式的化简方法是解题的关键.(1)根据“真分式”和“假分式”定义判断即可;
(2)将分子写成 ,然后进行变形即可解答;
(3)先将分式化为带分式,根据为整数,分式的值为整数即可得到x的值.
【详解】(1)解:∵ 的次数为0,x的次数为1,
∴ 是真分式.
故答案为:真.
(2)解: .
(3)解:
,
∵ 与x均为整数,
∴ 或 或1或 ,
∴ 或 或0或 ,
∵ , , , ,
∴ ,0, ,1.
∴ .
2.(23-24八年级上·云南昆明·期末)著名数学教育家波利亚曾说:“对一个数学问题,改变它的形式,
变换它的结构,直到发现有价值的东西,这是数学解题的一个重要原则.
【阅读材料】在处理分数和分式的问题时,有时由于分子大于分母,或分子的次数高于分母的次数,在实
际运算时难度较大,这时,我们可将分数(分式)拆分成一个整数(整式)与一个真分数(分式)的和
(差)的形式,通过对它的简单分析来解决问题,我们称这种方法为分离常数法,此法在处理分式或整除
问题时颇为有效.将分式分离常数可类比假分数变形带分数的方法进行,如:
,这样,分式就拆分成一个整数1与一个分式 的和的形式;
又如: ,这样,分式就拆分成一个整式 与一个
分式 的和的形式.根据以上阅读材料,解答下列问题:
【理解知识】(1)把分式 拆分成一个整数与一个分子为整数的分式的和的形式,则结果为______;
【掌握知识】(2)请你把分式 拆分成一个整式与一个分子为整数的分式的和的形式;
【运用知识】(3)若分式 的值为正整数,求整数 的值.
【答案】(1) ;(2)见解析;(3)9或3
【分析】本题考查分式的化简以及完全平方公式.掌握分式的变形方法,是解题的关键.
(1)根据题干中的方法,将分式进行变形,即可;
(2)根据题干中的方法,将分式转化为一个整式和一个分式的和的形式即可;
(3)根据题干中的方法,先将分式转化为一个整式和一个分式的和的形式,结合 的值为正整数得出
m的值,再代入验证原式值是否为正整数即可.
【详解】解:(1) ,
故答案为: ;
(2)
;
(3)
,
当 是整数时, 或 ,解得 或0或3或 ,
当 时,原式 ;
当 时,原式 (不符合题意,舍去)
当 时,原式 ;
当 时,原式 (不符合题意,舍去),
综上,整数 的值为3或9.