Математика — 8 класс

Изучаем квадратные уравнения, квадратичную функцию и основы геометрии треугольников.

1. Квадратные уравнения

Теория

Квадратным уравнением называется уравнение вида:

ax² + bx + c = 0, где a ≠ 0

Числа a, b, c называются коэффициентами, а x — неизвестным.

Для решения квадратного уравнения используется формула корней:

x₁ = (-b + √D) / (2a), x₂ = (-b - √D) / (2a)

где D = b² - 4ac — дискриминант.

Если D > 0 — два различных корня; D = 0 — один корень (двойной); D < 0 — корней нет.

Пример 1

Решите уравнение: x² - 5x + 6 = 0

Решение: a = 1, b = -5, c = 6

D = (-5)² - 4·1·6 = 25 - 24 = 1

x₁ = (5 + 1) / 2 = 3, x₂ = (5 - 1) / 2 = 2

Ответ: x₁ = 3, x₂ = 2

Пример 2

Решите уравнение: 2x² + 3x - 2 = 0

Решение: a = 2, b = 3, c = -2

D = 3² - 4·2·(-2) = 9 + 16 = 25

x₁ = (-3 + 5) / 4 = 2/4 = 0,5

x₂ = (-3 - 5) / 4 = -8/4 = -2

Ответ: x₁ = 0,5, x₂ = -2

Пример 3

Решите уравнение: x² + 4x + 4 = 0

Решение: a = 1, b = 4, c = 4

D = 4² - 4·1·4 = 16 - 16 = 0

x = -4 / 2 = -2 (один корень)

Ответ: x = -2

Пример 4

Решите уравнение: x² + 2x - 15 = 0

Решение: a = 1, b = 2, c = -15

D = 4 + 60 = 64

x₁ = (-2 + 8) / 2 = 3, x₂ = (-2 - 8) / 2 = -5

Ответ: x₁ = 3, x₂ = -5

Пример 5

Решите уравнение: 4x² - 12x + 9 = 0

Решение: a = 4, b = -12, c = 9

D = 144 - 144 = 0

x = 12 / 8 = 1,5 (один корень)

Ответ: x = 1,5

Пример 6

Решите уравнение: x² - 9 = 0

Решение: a = 1, b = 0, c = -9

D = 0 + 36 = 36

x₁ = (0 + 6) / 2 = 3, x₂ = (0 - 6) / 2 = -3

Можно заметить: x² = 9, значит x = ±3

Ответ: x₁ = 3, x₂ = -3

Задание 1

Решите уравнение: x² - 7x + 12 = 0

D = 49 - 48 = 1

x₁ = (7 + 1)/2 = 4, x₂ = (7 - 1)/2 = 3

Ответ: x₁ = 4, x₂ = 3

Задание 2

Решите уравнение: 3x² - x - 2 = 0

D = 1 + 24 = 25

x₁ = (1 + 5)/6 = 1, x₂ = (1 - 5)/6 = -2/3

Ответ: x₁ = 1, x₂ = -2/3

Задание 3

Найдите сумму корней уравнения x² - 9x + 14 = 0

По свойству корней: x₁ + x₂ = -b/a = 9/1 = 9

Ответ: 9

Задание 4

Решите уравнение: 2x² - 7x + 3 = 0

D = 49 - 24 = 25

x₁ = (7 + 5)/4 = 3, x₂ = (7 - 5)/4 = 1/2

Ответ: x₁ = 3, x₂ = 0,5

Задание 5

Сколько корней имеет уравнение x² + 4x + 5 = 0?

D = 16 - 20 = -4 < 0

Дискриминант отрицателен

Ответ: корней нет

Задание 6

Найдите произведение корней уравнения x² - 5x + 6 = 0

По свойству корней: x₁ · x₂ = c/a = 6/1 = 6

Проверим: 3 · 2 = 6 ✓

Ответ: 6

Совет: Сумма корней квадратного уравнения равна -b/a, а произведение — c/a. Это помогает проверять ответы!

Проверь себя

1. Чему равен дискриминант уравнения x² - 4x + 3 = 0?

A) D = 4
B) D = 12
C) D = -4

2. Сколько корней имеет уравнение 2x² + 1 = 0?

A) Один корень
B) Два корня
C) Нет корней

3. Чему равен x₁ + x₂ для уравнения x² - 5x + 6 = 0?

A) 5
B) 6
C) -5

4. Чему равен дискриминант уравнения x² - 6x + 9 = 0?

A) D = 0
B) D = 36
C) D = -36

5. Уравнение x² + 3x + 10 = 0 имеет:

A) Два корня
B) Один корень
C) Нет корней

2. Квадратичная функция

Теория

Квадратичной функцией называется функция вида:

y = ax² + bx + c, где a ≠ 0

График квадратичной функции — парабола.

Если a > 0 — ветви направлены вверх, если a < 0 — вниз.

Вершина параболы имеет координаты:

x₀ = -b/(2a), y₀ = (4ac - b²)/(4a)

Ось симметрии: x = -b/(2a). Парабола симметрична относительно этой прямой.

Пример 1

Найдите координаты вершины параболы y = x² - 4x + 3

Решение: a = 1, b = -4, c = 3

x₀ = -(-4)/(2·1) = 4/2 = 2

y₀ = 4·1·3 - 16 / (4·1) = (12 - 16)/4 = -1

Ответ: вершина (2; -1)

Пример 2

Постройте график y = -x² + 2x + 3. Определите, куда направлены ветви.

Решение: a = -1 < 0, значит ветви направлены вниз.

Вершина: x₀ = -2/(2·(-1)) = 1, y₀ = -1 + 2 + 3 = 4

Вершина (1; 4). Парабола пересекает ось Ox в точках (-1, 0) и (3, 0).

Ответ: ветви вниз, вершина (1; 4)

Пример 3

При каких значениях x функция y = x² - 6x + 8 принимает положительные значения?

Решение: Найдём корни: x² - 6x + 8 = 0, D = 36 - 32 = 4

x₁ = (6 + 2)/2 = 4, x₂ = (6 - 2)/2 = 2

Парабола направлена вверх (a = 1 > 0), положительна вне корней.

Ответ: x < 2 или x > 4

Пример 4

Найдите точки пересечения параболы y = x² - 2x - 3 с осями координат.

Решение: С осью Ox: x² - 2x - 3 = 0, D = 4 + 12 = 16

x₁ = (2 + 4)/2 = 3, x₂ = (2 - 4)/2 = -1. Точки (3; 0) и (-1; 0).

С осью Oy: x = 0, y = -3. Точка (0; -3).

Ответ: с Ox: (3; 0) и (-1; 0), с Oy: (0; -3)

Пример 5

Найдите наибольшее значение функции y = -x² + 6x - 5

Решение: a = -1 < 0, значит максимум в вершине.

x₀ = -6/(2·(-1)) = 3

y₀ = -9 + 18 - 5 = 4

Ответ: наибольшее значение равно 4

Пример 6

При каких x функция y = -2x² + 8x - 6 ≤ 0?

Решение: Найдём корни: -2x² + 8x - 6 = 0 → x² - 4x + 3 = 0

x₁ = 1, x₂ = 3. a = -2 < 0, парабола вниз, отрицательна вне корней.

Ответ: x ≤ 1 или x ≥ 3

Задание 1

Найдите координаты вершины параболы y = x² + 2x - 3

x₀ = -2/(2·1) = -1

y₀ = 1 - 2 - 3 = -4

Ответ: (-1; -4)

Задание 2

При каких x функция y = -x² + 5x - 6 принимает отрицательные значения?

Корни: x² - 5x + 6 = 0, x₁ = 2, x₂ = 3

a = -1 < 0, парабола вниз, отрицательна вне корней.

Ответ: x < 2 или x > 3

Задание 3

Найдите наибольшее значение функции y = -2x² + 8x - 5

x₀ = -8/(2·(-2)) = 2

y₀ = -2·4 + 16 - 5 = 3

Ответ: 3

Задание 4

Найдите координаты вершины параболы y = -x² + 4x + 1

x₀ = -4/(2·(-1)) = 2

y₀ = -4 + 8 + 1 = 5

Ответ: (2; 5)

Задание 5

При каких x функция y = x² - 4x + 3 ≥ 0?

Корни: x² - 4x + 3 = 0, (x-1)(x-3) = 0, x₁ = 1, x₂ = 3

a = 1 > 0, парабола вверх, положительна вне корней.

Ответ: x ≤ 1 или x ≥ 3

Задание 6

Парабола y = x² + bx + c проходит через точки (0; 3) и (1; 0). Найдите b и c.

Из точки (0; 3): c = 3

Из точки (1; 0): 1 + b + 3 = 0, b = -4

Ответ: b = -4, c = 3

Совет: Если a > 0, у параболы есть минимум (в вершине), а если a < 0 — максимум.

Проверь себя

1. Куда направлены ветви параболы y = 2x² - 4x + 1?

A) Вверх
B) Вниз
C) В стороны

2. Координаты вершины параболы y = x² - 8x + 12:

A) (4; -4)
B) (-4; 4)
C) (8; 12)

3. У какого a парабола y = ax² + 2x + 1 не пересекает ось Ox?

A) a = 1
B) a > 1
C) a = 0

4. Вершина параболы y = x² - 10x + 21 имеет координаты:

A) (5; -4)
B) (-5; -4)
C) (10; 21)

5. Функция y = x² + 2x + 5 принимает значения:

A) Все действительные числа
B) Только неотрицательные
C) Только ≥ 4

3. Основы геометрии треугольников

Теория

Треугольник — это многоугольник с тремя сторонами и тремя углами.

Сумма углов треугольника равна 180°.

Виды треугольников по сторонам:

  • Равносторонний — все стороны равны
  • Равнобедренный — две стороны равны
  • Разносторонний — все стороны различны

Виды треугольников по углам:

  • Остроугольный — все углы острые (< 90°)
  • Прямоугольный — один угол равен 90°
  • Тупоугольный — один угол тупой (> 90°)

Пример 1

В треугольнике два угла равны 45° и 60°. Найдите третий угол.

Решение: Сумма углов = 180°

γ = 180° - 45° - 60° = 75°

Ответ: 75°

Пример 2

Равнобедренный треугольник имеет основание 8 см и боковые стороны по 5 см. Найдите периметр.

Решение: P = 5 + 5 + 8 = 18 см

Ответ: 18 см

Пример 3

Стороны треугольника равны 3, 4 и 5. Определите вид треугольника.

Решение: Все стороны различны — разносторонний.

Проверим: 3² + 4² = 9 + 16 = 25 = 5² — теорема Пифагора выполняется!

Ответ: прямоугольный разносторонний

Пример 4

Периметр равностороннего треугольника равен 36 см. Найдите сторону.

Решение: Все стороны равны, значит a = 36 / 3 = 12 см

Ответ: 12 см

Пример 5

В треугольнике угол A = 40°, угол B = 70°. Определите вид треугольника по углам.

Решение: C = 180° - 40° - 70° = 70°

Все углы меньше 90°, значит треугольник остроугольный.

Также угол B = угол C, значит треугольник равнобедренный.

Ответ: остроугольный равнобедренный

Пример 6

Стороны треугольника равны 5, 5 и 8. Найдите периметр и определите вид.

Решение: P = 5 + 5 + 8 = 18 см

Две стороны равны — равнобедренный.

Проверим неравенство: 5 + 5 > 8 ✓, 5 + 8 > 5 ✓

Ответ: P = 18 см, равнобедренный

Задание 1

Чему равен каждый угол в равностороннем треугольнике?

Все углы равны: 180° / 3 = 60°

Ответ: 60°

Задание 2

Периметр равнобедренного треугольника равен 28 см, основание равно 10 см. Найдите боковую сторону.

28 - 10 = 18 — сумма двух боковых сторон

18 / 2 = 9 см

Ответ: 9 см

Задание 3

Два угла треугольника равны 35° и 95°. Какой это треугольник по углам?

Третий угол: 180° - 35° - 95° = 50°

Один угол тупой (95° > 90°)

Ответ: тупоугольный

Задание 4

Стороны треугольника равны 7, 24 и 25. Какой это треугольник по сторонам?

Все стороны различны — разносторонний.

Ответ: разносторонний

Задание 5

Один угол треугольника равен 60°, а два других равны между собой. Найдите все углы.

Пусть два равных угла = α. Тогда 60° + 2α = 180°

2α = 120°, α = 60°

Все углы = 60° — равносторонний

Ответ: 60°, 60°, 60°

Задание 6

Могут ли стороны 2, 3 и 6 образовать треугольник?

Проверяем: 2 + 3 = 5 < 6

Сумма двух сторон меньше третьей — треугольник невозможен.

Ответ: нет, не могут

Важно: Сумма любых двух сторон треугольника всегда больше третьей стороны! Это неравенство треугольника.

Проверь себя

1. Сумма углов треугольника равна:

A) 90°
B) 180°
C) 360°

2. Стороны 5, 5, 8 — это треугольник:

A) Равносторонний
B) Равнобедренный
C) Разносторонний

3. Если один угол треугольника = 90°, то треугольник:

A) Остроугольный
B) Тупоугольный
C) Прямоугольный

4. Стороны 3, 4, 6 — это треугольник:

A) Равносторонний
B) Равнобедренный
C) Разносторонний

5. Можно ли построить треугольник со сторонами 1, 2, 3?

A) Да
B) Нет
C) Только равнобедренный

4. Теорема Пифагора

Теория

Теорема Пифагора: в прямоугольном треугольнике квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов:

c² = a² + b²

где c — гипотенуза (сторона против прямого угла), a и b — катеты.

Обратная теорема: если в треугольнике квадрат одной стороны равен сумме квадратов двух других, то этот треугольник прямоугольный.

Числа Пифагора — тройки натуральных чисел, удовлетворяющих теореме Пифагора: (3, 4, 5), (5, 12, 13), (8, 15, 17) и т.д.

Пример 1

В прямоугольном треугольнике катеты равны 6 и 8. Найдите гипотенузу.

Решение: c² = 6² + 8² = 36 + 64 = 100

c = √100 = 10

Ответ: 10

Пример 2

В прямоугольном треугольнике гипотенуза равна 13, один катет — 5. Найдите второй катет.

Решение: b² = c² - a² = 13² - 5² = 169 - 25 = 144

b = √144 = 12

Ответ: 12

Пример 3

Треугольник имеет стороны 7, 24 и 25. Является ли он прямоугольным?

Решение: Проверяем: 7² + 24² = 49 + 576 = 625 = 25²

Условие теоремы Пифагора выполняется.

Ответ: да, прямоугольный

Пример 4

Найдите катет прямоугольного треугольника, если гипотенуза = 15, а второй катет = 9.

Решение: a² = c² - b² = 225 - 81 = 144

a = √144 = 12

Ответ: 12

Пример 5

Стороны треугольника 15, 20, 25. Является ли он прямоугольным? Найдите площадь.

Решение: 15² + 20² = 225 + 400 = 625 = 25²

Да, прямоугольный. Катеты: 15 и 20.

S = (15 · 20) / 2 = 150

Ответ: прямоугольный, площадь = 150

Пример 6

В прямоугольном треугольнике один катет в 3 раза больше другого, гипотенуза = 10. Найдите катеты.

Решение: Пусть a = x, b = 3x

x² + 9x² = 100 → 10x² = 100 → x² = 10 → x = √10

Ответ: a = √10, b = 3√10

Задание 1

Катеты равны 9 и 12. Найдите гипотенузу.

c² = 81 + 144 = 225

c = √225 = 15

Ответ: 15

Задание 2

Гипотенуза равна 17, катет = 8. Найдите второй катет.

b² = 289 - 64 = 225

b = 15

Ответ: 15

Задание 3

Стороны треугольника: 10, 24, 26. Найдите площадь, если это прямоугольный треугольник.

Проверяем: 10² + 24² = 100 + 576 = 676 = 26² — прямоугольный

Катеты: 10 и 24

S = (10 · 24) / 2 = 120

Ответ: 120

Задание 4

Гипотенуза = 20, один катет = 12. Найдите второй катет.

b² = 400 - 144 = 256

b = √256 = 16

Ответ: 16

Задание 5

Стороны треугольника: 8, 15, 17. Найдите его площадь.

8² + 15² = 64 + 225 = 289 = 17² — прямоугольный!

Катеты: 8 и 15

S = (8 · 15) / 2 = 60

Ответ: 60

Задание 6

Стороны треугольника: 5, 7, 10. Является ли он прямоугольным?

5² + 7² = 25 + 49 = 74

10² = 100

74 ≠ 100 — теорема Пифагора не выполняется.

Ответ: нет, не является

Важно: Теорема Пифагора работает только для прямоугольных треугольников! Для других треугольников используется теорема косинусов (в старших классах).

Проверь себя

1. Катеты 3 и 4. Чему равна гипотенуза?

A) 6
B) 7
C) 5

2. Гипотенуза = 10, катет = 6. Второй катет равен:

A) 8
B) 4
C) 7

3. Треугольник со сторонами 9, 12, 15 — это:

A) Прямоугольный
B) Остроугольный
C) Тупоугольный

4. Чему равен второй катет, если гипотенуза = 13, катет = 5?

A) 11
B) 12
C) 10

5. Треугольник со сторонами 6, 8, 11:

A) Прямоугольный
B) Не является прямоугольным
C) Вырожденный

5. Задачи с квадратными уравнениями

Теория

Многие задачи нахождения неизвестных размеров приводят к квадратным уравнениям.

Типичные ситуации:

  • Задачи на нахождение сторон прямоугольника по периметру и площади
  • Задачи на движение (встречное, попутное)
  • Задачи на части работы

Алгоритм решения: 1) Обозначить неизвестное; 2) Составить уравнение; 3) Решить; 4) Проверить и записать ответ.

Пример 1

Длина прямоугольника на 3 см больше ширины. Площадь равна 70 см². Найдите стороны.

Решение: Пусть ширина = x, тогда длина = x + 3

x(x + 3) = 70 → x² + 3x - 70 = 0

D = 9 + 280 = 289 = 17²

x = (-3 + 17)/2 = 7, x = (-3 - 17)/2 = -10 (не подходит)

Ответ: ширина 7 см, длина 10 см

Пример 2

Сколько будет 5² + 12²? Является ли число суммой двух квадратов?

Решение: 25 + 144 = 169 = 13²

Да, это квадрат числа 13.

Ответ: 169, да (это тройка Пифагора 5-12-13)

Пример 3

Брат старше сестры на 4 года. Через 6 лет сумма их возрастов будет 30 лет. Сколько лет каждому сейчас?

Решение: Пусть сестре x лет, тогда брату x + 4

(x + 6) + (x + 4 + 6) = 30 → 2x + 16 = 30 → 2x = 14 → x = 7

Ответ: сестре 7 лет, брату 11 лет

Пример 4

Число и его обратное число в сумме дают 2,5. Найдите число.

Решение: Пусть число = x, тогда 1/x — обратное.

x + 1/x = 2,5 → x² - 2,5x + 1 = 0 → 2x² - 5x + 2 = 0

D = 25 - 16 = 9

x₁ = (5 + 3)/4 = 2, x₂ = (5 - 3)/4 = 0,5

Ответ: 2 или 0,5

Пример 5

В прямоугольнике диагональ равна 10 см, а одна сторона на 2 см больше другой. Найдите стороны.

Решение: Пусть сторона = x, другая = x + 2

x² + (x + 2)² = 100 → 2x² + 4x + 4 = 100 → 2x² + 4x - 96 = 0

x² + 2x - 48 = 0, D = 4 + 192 = 196

x = (-2 + 14)/2 = 6, x = (-2 - 14)/2 = -8 (не подходит)

Ответ: 6 см и 8 см

Пример 6

Сумма числа и его удвоенного квадрата равна 20. Найдите число.

Решение: x + 2x² = 20 → 2x² + x - 20 = 0

D = 1 + 160 = 161

x = (-1 ± √161) / 4

Приближённо: x ≈ 2,76 или x ≈ -3,26

Ответ: x ≈ 2,76 или x ≈ -3,26

Задание 1

Периметр прямоугольника равен 28 см, а площадь — 48 см². Найдите стороны.

x(14 - x) = 48 → x² - 14x + 48 = 0

D = 196 - 192 = 4

x₁ = (14 + 2)/2 = 8, x₂ = (14 - 2)/2 = 6

Ответ: 6 см и 8 см

Задание 2

Сумма числа и его квадрата равна 56. Найдите число.

x² + x = 56 → x² + x - 56 = 0

D = 1 + 224 = 225

x = (-1 + 15)/2 = 7, x = (-1 - 15)/2 = -8

Ответ: 7 или -8

Задание 3

Отрезок AB = 10. На нем от точки A отложили отрезок AD, а от точки B — BC так, что CD = 2. Найдите AD и BC, если AD = 3·BC.

Пусть BC = x, тогда AD = 3x

AB = AD + DC + CB = 3x + 2 + x = 4x + 2 = 10

4x = 8, x = 2

Ответ: BC = 2, AD = 6

Задание 4

Сторона квадрата увеличена на 3 см. Площадь увеличилась на 39 см². Найдите сторону квадрата.

(x + 3)² - x² = 39 → x² + 6x + 9 - x² = 39

6x = 30, x = 5

Ответ: 5 см

Задание 5

Два автомобиля едут навстречу друг другу со скоростями 60 км/ч и 80 км/ч. Расстояние между ними 280 км. Через сколько часов они встретятся?

Скорость сближения: 60 + 80 = 140 км/ч

Время: 280 / 140 = 2 часа

Ответ: через 2 часа

Задание 6

Длина прямоугольника в 2 раза больше ширины. Если длину увеличить на 4 см, а ширину уменьшить на 1 см, площадь не изменится. Найдите стороны.

Пусть ширина = x, длина = 2x

2x · x = (2x + 4)(x - 1)

2x² = 2x² + 2x - 4 → 2x = 4 → x = 2

Ответ: ширина 2 см, длина 4 см

Совет: Всегда проверяй, подходят ли найденные значения условиям задачи! Например, длина не может быть отрицательной.

Проверь себя

1. Прямоугольник с периметром 20 и площадью 24. Каковы стороны?

A) 4 и 6
B) 3 и 7
C) 2 и 8

2. Сумма числа и его квадрата = 20. Число равно:

A) 4
B) 5
C) 3

3. Тройка (6, 8, 10) — это:

A) Числа Пифагора
B) Не является тройкой Пифагора
C) Тройка неверна

4. Площадь прямоугольника 56 см², одна сторона на 1 см длиннее другой. Найдите стороны.

A) 7 и 8
B) 6 и 9
C) 5 и 11

5. Число и его квадрат в сумме дают 30. Число равно:

A) 5
B) 6
C) 3

6. Степени и корни

Теория

Степень числа — это число, возведённое в степень:

aⁿ = a · a · ... · a (n раз)

Свойства степеней:

  • aᵐ · aⁿ = aᵐ⁺ⁿ
  • aᵐ / aⁿ = aᵐ⁻ⁿ
  • (aᵐ)ⁿ = aᵐⁿ
  • (ab)ⁿ = aⁿ · bⁿ
  • a⁰ = 1 (при a ≠ 0)

Корень n-й степени: √ⁿ(a) — число, которое при возведении в степень n даёт a.

Квадратный корень: √a — число, квадрат которого равен a (a ≥ 0).

Пример 1

Вычислите: 2³ · 2⁴

Решение: 2³ · 2⁴ = 2³⁺⁴ = 2⁷ = 128

Ответ: 128

Пример 2

Вычислите: (3²)⁴

Решение: (3²)⁴ = 3²ˣ⁴ = 3⁸ = 6561

Ответ: 6561

Пример 3

Вычислите: √144 + ∛27

Решение: √144 = 12, ∛27 = 3

12 + 3 = 15

Ответ: 15

Задание 1

Вычислите: 5⁰ + 5¹ + 5²

5⁰ = 1, 5¹ = 5, 5² = 25

1 + 5 + 25 = 31

Ответ: 31

Задание 2

Вычислите: ∛64 · √81

∛64 = 4, √81 = 9

4 · 9 = 36

Ответ: 36

Задание 3

При каком n числа 2ⁿ = 1024?

2¹ = 2, 2² = 4, 2³ = 8, 2⁴ = 16, 2⁵ = 32, 2⁶ = 64, 2⁷ = 128, 2⁸ = 256, 2⁹ = 512, 2¹⁰ = 1024

Ответ: n = 10

Совет: Запомни степени двойки до 2¹⁰: 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024. Это часто встречается!

Проверь себя

1. Чему равно 10⁰?

A) 0
B) 1
C) 10

2. √49 равен:

A) 7
B) 24,5
C) 49

3. 3⁴ равен:

A) 12
B) 81
C) 27

4. (2³)² равен:

A) 8
B) 64
C) 16

5. ∛125 равен:

A) 25
B) 15
C) 5

7. Рациональные выражения и уравнения

Теория

Рациональное выражение — дробь, в числителе и знаменателе которой стоят многочлены.

Основные операции:

  • Сложение/вычитание одинаковых дробей: a/c ± b/c = (a ± b)/c
  • Сложение/вычитание разных дробей: a/b ± c/d = (ad ± bc)/(bd)
  • Умножение: a/b · c/d = (ac)/(bd)
  • Деление: (a/b) : (c/d) = (a/b) · (d/c) = (ad)/(bc)

Сокращение дробей: можно сократить числитель и знаменатель на общий множитель.

Решение уравнений: приводим к общему знаменателю, затем приравниваем числители.

Пример 1

Выполните: (x + 1)/3 + (x - 2)/6

Решение: Общий знаменатель = 6

2(x + 1)/6 + (x - 2)/6 = (2x + 2 + x - 2)/6 = 3x/6 = x/2

Ответ: x/2

Пример 2

Решите: 1/x + 1/(x + 1) = 3/2

Решение: Общий знаменатель: x(x + 1)

(x + 1 + x) / (x(x + 1)) = 3/2

(2x + 1) / (x² + x) = 3/2

2(2x + 1) = 3(x² + x) → 4x + 2 = 3x² + 3x

3x² - x - 2 = 0, D = 1 + 24 = 25

x₁ = (1 + 5)/6 = 1, x₂ = (1 - 5)/6 = -2/3

Ответ: x₁ = 1, x₂ = -2/3

Пример 3

Упростите: (x² - 9)/(x² + 5x + 6)

Решение: Числитель: x² - 9 = (x - 3)(x + 3)

Знаменатель: x² + 5x + 6 = (x + 2)(x + 3)

(x - 3)(x + 3) / ((x + 2)(x + 3)) = (x - 3)/(x + 2)

Ответ: (x - 3)/(x + 2)

Задание 1

Выполните: (x - 1)/2 - (x + 3)/4

2(x - 1)/4 - (x + 3)/4 = (2x - 2 - x - 3)/4 = (x - 5)/4

Ответ: (x - 5)/4

Задание 2

Решите: 2/(x - 1) = 3/(x + 1)

2(x + 1) = 3(x - 1)

2x + 2 = 3x - 3

x = 5

Ответ: x = 5

Задание 3

Упростите: (x² - 4x + 4)/(x² - 4)

Числитель: (x - 2)²

Знаменатель: (x - 2)(x + 2)

(x - 2)² / ((x - 2)(x + 2)) = (x - 2)/(x + 2)

Ответ: (x - 2)/(x + 2)

Важно: При решении дробных уравнений обязательно проверяй, чтобы знаменатель не обращался в ноль!

Проверь себя

1. (x + 2)/5 + (x - 2)/5 = ?

A) 2x/5
B) (2x + 4)/10
C) 2x/10

2. (x² - 1)/(x + 1) = ?

A) x - 1
B) x + 1
C) x²

3. Решите: 1/(x - 2) = 1/3

A) x = 3
B) x = 5
C) x = 1

4. Упростите: (2x + 4)/(x² + 2x)

A) 2/x
B) 2/(x + 2)
C) 2(x + 2)/x

5. (3/4) : (1/2) = ?

A) 3/8
B) 3/2
C) 6/4