Giải SGK Toán 8 Cánh Diều Bài 1: Phân thức đại số

Khởi động: Ở lớp 6, ta đã biết kết quả của phép chia số nguyên a cho số nguyên b khác 0 có thể viết dưới dạng $\frac{a}{b}$, ta gọi $\frac{a}{b}$ là phân số. Tương tự, kết quả của phép chia đa thức P cho đa thức Q khác đa thức 0 cũng có thể viết dưới dạng $\frac{P}{Q}$ . Khi đó, biểu thức $\frac{P}{Q}$ được gọi là gì?

Lời giải:

I. Khái niệm về phân thức đại số

Hoạt động 1: Cho biểu thức $\frac{2x+1}{x-2}$.

a) Biểu thức 2x + 1 có phải đa thức hay không?

b) Biểu thức x – 2 có phải đa thức khác đa thức 0 hay không?

Lời giải:

a. Biểu thức 2x+1 là đa thức. 

b. Biểu thức x-2 là đa thức khác đa thức 0.

Luyện tập, vận dụng 1: Trong những biểu thức sau, biểu thức nào là phân thức?

a) $\frac{x^{2}y+x{y}^2}{x-y}$.

b) $\frac{x^2-1}{\frac{1}{x}}$ .

Lời giải:

a) Do x2y + xy2 và x – y là các đa thức và đa thức x – y khác đa thức 0 nên biểu thức $\frac{x^{2}y+x{y}^2}{x-y}$ là phân thức.

b) Do biểu thức$\frac{1}{x}$ không phải là các đa thức nên biểu thức $\frac{x^2-1}{\frac{1}{x}}$ không phải là phân thức.

Hoạt động 2: Cho hai phân số $\frac{a}{b}$ và $\frac{c}{d}$. Nêu quy tắc để hai phân số bằng nhau.

Lời giải:

Luyện tập, vận dụng 2: Mỗi cặp phân thức sau có bằng nhau không? Vì sao?

a) $\frac{x+y}{x^2-y^2}$ và $\frac{1}{x-y}$.

b) $\frac{x}{x^2-1}$ và .$\frac{1}{x-1}$

Lời giải:

a. Ta có: (x+y)(x−y)=x2−y2 và 1.(x2−y2) =x2−y2

nên (x+y)(x−y)=1.(x2−y2). Vậy x+yx2−y2 = 1x−y

b. Ta có: x(x−1)=x2−x. và 1(x2−1)=x2−1

Do x2−x ≠ x2−1 nên xx2−1 và 1x−1 không bằng nhau.

II. Tính chất cơ bản của phân thức

Hoạt động 3:

a) Tìm số thích hợp cho 

b) Hãy nhắc lại tính chất cơ bản của phân số.

Lời giải:

a) Áp dụng tính chất cơ bản của phân số, ta có:

• $\frac{2}{-7}$= $\frac{2.2}{-7.2}$ = $\frac{4}{-14}$ .

Do đó số cần điền vào  là −14.

• $\frac{-3}{-9}=\frac{(-3):(-3)}{(-9):(-3)}=\frac{1}{3}$.

Do đó số cần điền vào  là 1.

b) Tính chất cơ bản của phân số là:

• Nếu nhân cả tử và mẫu của một phân số với cùng một số khác 0 thì nhận được một phân số bằng phân số đã cho.

$\frac{A}{B}=\frac{A.M}{B.M}$ với M là một số khác 0.

• Nếu chia cả tử và mẫu của một phân số cho một nhân tử chung của chúng thì được một phân số bằng phân số đã cho.

$\frac{A}{B}=\frac{A:N}{B:N}$ với N là một nhân tử chung của A và B.

Luyện tập, vận dụng 3: Dùng tính chất cơ bản của phân thức, hãy giải thích vì sao có thể viết: $\frac{3x+y}{y}=\frac{3xy+y^2}{y^2}$.

Lời giải:

Hoạt động 4: Cho phân thức $\frac{4x^{2}y}{6x{y}^2}$ .

a) Tìm nhân tử chung của tử và mẫu.

b) Tìm phân thức nhận được sau khi chia cả tử và mẫu cho nhân tử chung đó.

Lời giải:

a. Ta có: 4x2y6xy2 = xy.4xxy.6y. Vậy nhân tử chung của cả tử và mẫu là xy.

b. Sau khi chia cả tử và mẫu cho nhân tử chung đó, phân thức nhân được sẽ là: 4x6y

Luyện tập, vận dụng 4: Rút gọn mỗi phân thức sau:

a) $\frac{8x^2+4x}{1-4x^2}$ ;

b) $\frac{x^3-x{y}^2}{2x^2+2xy}$ .

Lời giải:

Hoạt động 5: Cho hai phân thức $\frac{1}{x^{2}y}$ và $\frac{1}{x{y}^2}$.

a) Hãy nhân cả tử và mẫu của phân thức thứ nhất với y và nhân cả tử và mẫu của phân thức thứ hai với x.

b) Nhận xét gì về mẫu của hai phân thức thu được.

Lời giải:

Hoạt động 6: Tìm MTC của hai phân thức $\frac{5}{2x+6}$ và $\frac{3}{x^2-9}$.

Lời giải:

Để tìm MTC của hai phân thức trên, ta có thể làm như sau:

Bước 1. Phân tích mẫu của mỗi phân thức đã cho thành nhân tử

2x + 6 = 2(x + 3); x2 – 9 = (x – 3)(x + 3).

Bước 2. Chọn MTC là: 2(x – 3)(x + 3).

Cách tìm mẫu thức như bảng sau:

Hoạt động 7: Quy đồng mẫu thức hai phân thức $\frac{1}{x^2+x}$ và $\frac{1}{x^2-x}$.

Lời giải:

Ta có: x2+x=x(x+1) ; x2−x=x(x−1). 

Vậy MTC của hai phân số là: x(x−1)(x+1). 

Ta nhân cả tử và mẫu của phân thức thứ nhất với (x-1); nhân cả tử và mẫu của phân thức thứ hai với (x+1), ta được: 

1x2+x = 1(x−1)(x2+x)(x−1) = x−1x(x+1)(x−1); 1x2−x = 1.(x+1)(x2−x)(x+1) = x+1x(x−1)(x+1)

Luyện tập, vận dụng 5: Quy đồng mẫu thức các phân thức trong mỗi trường hợp sau:

a) $\frac{5}{2x^2{y}^3}$ và $\frac{3}{x{y}^4}$;

b) $\frac{4}{2x^2-10x}$ và $\frac{2}{x^2-25}$.

Lời giải:

III. Điều kiện xác định và giá trị của phân thức

Hoạt động 8: Cho phân thức $\frac{2x^2-x+1}{x-2}$. Tìm giá trị của x sao cho mẫu x – 2 ≠ 0.

Lời giải:

Để mẫu x – 2 ≠ 0 thì x≠ 2.

Vậy giá trị của x sao cho mẫu x – 2 ≠ 0 là x≠ 2.

Hoạt động 9: Tính giá trị của biểu thức $\frac{x+2}{x-1}$ tại x = 2.

Lời giải:

Tại x=2 thì x-1≠ 0 nên giá trị của biểu thức x+2x−1 = 2+22−1 = 4

Luyện tập, vận dụng 6: Cho phân thức $\frac{x+1}{x^2+x}$.

a) Viết điều kiện xác định của phân thức.

b) Tính giá trị của phân thức tại x = 10 và tại x = −1.

Lời giải:

Bài tập

Bài tập 1: Viết điều kiện xác định của mỗi phân thức sau:

a) $\frac{y}{3y+3}$;

b) $\frac{4x}{x^2+16}$;

c) $\frac{x+y}{x-y}$.

Lời giải:

a) Điều kiện xác định của phân thức $\frac{y}{3y+3}$ là3y + 3 ≠ 0;

b) Điều kiện xác định của phân thức $\frac{4x}{x^2+16}$ là x2 + 16 ≠ 0;

c) Điều kiện xác định của phân thức $\frac{x+y}{x-y}$ là x – y ≠ 0.

Bài tập 2: Dùng định nghĩa hai phân thức bằng nhau chứng tỏ rằng:

a) $\frac{3x}{2}=\frac{15xy}{10y}$;

b) $\frac{3x-3y}{2y-2x}=\frac{-3}{2}$;

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

Lời giải:

a. Ta có: 3x.10y = 2.15xy = 30xy nên 3x2=15xy10y (đpcm)

b. Ta có: (3x-3y).2=6x-6y; -3(2y-2x)=-6y+6x =>(3x-3y).2=-3(2y-2x)

nên 3x−3y2y−2x=−32 (đpcm)

c. Ta có: x3+1x(x+1) = (x+1)(x2−x+1)x(x+1) = x2−x+1x (đpcm)

Bài tập 3: Rút gọn mỗi phân thức sau:

a) $\frac{24x^2{y}^2}{16x{y}^3}$;

b) $\frac{6x-2y}{9x^2-y^2}$.

Lời giải:

Bài tập 4: Quy đồng mẫu thức các phân thức trong mỗi trường hợp sau:

a) $\frac{2}{x-3y}$ và $\frac{3}{x+3y}$ ;

b) $\frac{7}{4x+24}$ và $\frac{13}{x^2-36}$ .

Lời giải:

a) Ta có MTC: (x – 3y)(x + 3y)

Quy đồng mẫu thức các phân thức, ta được:

.

b) Ta có: 4x + 24 = 4(x + 6); x2 – 36 = (x + 6)(x – 6).

Suy ra MTC: 4(x + 6)(x – 6).

Quy đồng mẫu thức các phân thức, ta được:

Bài tập 5: Cho hình chữ nhật ABCD và MNPQ như Hình 1 (các số đo trên hình tính theo đơn vị centimét).

a) Viết phân thức biểu thị tỉ số diện tích của hình chữ nhật ABCD và hình chữ nhật MNPQ.

b) Tính giá trị của phân thức đó tại x = 2 và tại x = 5.

Lời giải:

a. Diện tích của hình chữ nhật MNPQ là: x(x+1)

Diện tích của hình chữ nhật ABCD là: (x+1)(x+3)

=> Phân thức biểu thị tỉ số diện tích của hình chữ nhật ABCD và hình chữ nhật MNPQ là: 

x(x+1)(x+1)(x+3)=xx+3

b. Tại x=2 thì x+3 khác 0 nên thỏa mãn điều kiện xác định của phân thức. Lúc đó giá trị của phân thức là: 

xx+3=22+3=25.

Tại x=5 thì x+3 khác 0 nên thỏa mãn điều kiện xác định của phân thức. Lúc đó giá trị của phân thức là: 

xx+3 = 55+3 = 58.

Bài tập 6: Chị Hà mở một xưởng thủ công với vốn đầu tư ban đầu (xây dựng nhà xưởng, mua máy móc, ...) là 80 triệu. Biết chi phí để sản xuất (tiền mua vật liệu, lương công nhân) của 1 sản phẩm là 15 nghìn đồng. Gọi x là số sản phẩm mà xưởng của chị Hà làm được.

a) Viết phân thức biểu thị số tiền thực (đơn vị nghìn đồng) đã bỏ ra để làm được x sản phẩm.

b) Viết phân thức biểu thị chi phí thực (đơn vị nghìn đồng) để tạo ra 1 sản phẩm theo x.

c) Tính chi phí thực để tạo ra 1 sản phẩm nếu x = 100; x = 1 000. Nhận xét về chi phí thực để tạo ra 1 sản phẩm nếu x ngày càng tăng.

Lời giải: