Глава I. §3. п.7 Преобразование рациональных выражений — с. 44
167. Представьте в виде отношения многочленов дробь: а) (2 − a/x)/(2 + a/x); б) ((a − b)/c + 3)/((a + b)/c − 1); в) (1/x + 1/y)/(1/x − 1/y); г) (x − y)/(x/y − y/x).
а) Умножим числитель и знаменатель на x: (2x − a)/(2x + a).
б) Умножим числитель и знаменатель на c: (a − b + 3c)/(a + b − c).
в) Умножим числитель и знаменатель на xy: (y + x)/(y − x).
г) x/y − y/x = (x² − y²)/(xy). Тогда (x − y) · xy/((x − y)(x + y)) = xy/(x + y).
Ответ: а) (2x − a)/(2x + a); б) (a − b + 3c)/(a + b − c); в) (x + y)/(y − x); г) xy/(x + y).
б) Умножим числитель и знаменатель на c: (a − b + 3c)/(a + b − c).
в) Умножим числитель и знаменатель на xy: (y + x)/(y − x).
г) x/y − y/x = (x² − y²)/(xy). Тогда (x − y) · xy/((x − y)(x + y)) = xy/(x + y).
Ответ: а) (2x − a)/(2x + a); б) (a − b + 3c)/(a + b − c); в) (x + y)/(y − x); г) xy/(x + y).
168. Выполните подстановку и упростите полученное выражение: а) (x − a)/(x − b), если x = ab/(a + b); б) (a/b − x)/(b/a + x), если x = (a − b)/(a + b).
а) x − a = (ab − a² − ab)/(a + b) = −a²/(a + b); x − b = (ab − ab − b²)/(a + b) = −b²/(a + b). Частное: a²/b².
б) a/b − x = (a(a + b) − b(a − b))/(b(a + b)) = (a² + b²)/(b(a + b)); b/a + x = (b(a + b) + a(a − b))/(a(a + b)) = (a² + b²)/(a(a + b)). Частное: a/b.
Ответ: а) a²/b²; б) a/b.
б) a/b − x = (a(a + b) − b(a − b))/(b(a + b)) = (a² + b²)/(b(a + b)); b/a + x = (b(a + b) + a(a − b))/(a(a + b)) = (a² + b²)/(a(a + b)). Частное: a/b.
Ответ: а) a²/b²; б) a/b.
169. Выполните подстановку и упростите полученное выражение: а) (a + b)/(a − b), если a = 1/(1 − x), b = 1/(1 + x); б) ax/(a + x) − bx/(b − x), если x = ab/(a − b).
а) a + b = (1 + x + 1 − x)/(1 − x²) = 2/(1 − x²); a − b = (1 + x − 1 + x)/(1 − x²) = 2x/(1 − x²). Частное 1/x.
б) a + x = (a² − ab + ab)/(a − b) = a²/(a − b); ax = a²b/(a − b); значит ax/(a + x) = b. b − x = (ab − b² − ab)/(a − b) = −b²/(a − b); bx = ab²/(a − b); значит bx/(b − x) = −a. Разность: b − (−a) = a + b.
Ответ: а) 1/x; б) a + b.
б) a + x = (a² − ab + ab)/(a − b) = a²/(a − b); ax = a²b/(a − b); значит ax/(a + x) = b. b − x = (ab − b² − ab)/(a − b) = −b²/(a − b); bx = ab²/(a − b); значит bx/(b − x) = −a. Разность: b − (−a) = a + b.
Ответ: а) 1/x; б) a + b.
170. Найдите значение выражения: а) (a²/4 − b²/9)/(a/12 + b/18) при a = 2/3, b = −1/2; б) (0,2a − b)/(a²/25 − b²) при a = −8, b = 0,6.
а) a²/4 − b²/9 = (a/2 − b/3)(a/2 + b/3); a/12 + b/18 = (1/6)(a/2 + b/3). Дробь равна 6(a/2 − b/3) = 3a − 2b = 3 · 2/3 − 2 · (−1/2) = 2 + 1 = 3.
б) a²/25 − b² = (a/5 − b)(a/5 + b), а 0,2a − b = a/5 − b. Дробь равна 1/(a/5 + b) = 1/(−1,6 + 0,6) = −1.
Ответ: а) 3; б) −1.
б) a²/25 − b² = (a/5 − b)(a/5 + b), а 0,2a − b = a/5 − b. Дробь равна 1/(a/5 + b) = 1/(−1,6 + 0,6) = −1.
Ответ: а) 3; б) −1.
171. (Для работы в парах.) При каких значениях x имеет смысл выражение: а) 1/(3 − 1/(x − 2)); б) 6x/(2 + 1/(x + 8))?
1. Обсудите, о каких значениях переменной x в заданиях а) и б) можно сказать сразу, что они не являются допустимыми. Что надо сделать, чтобы найти другие значения x, которые не являются допустимыми?
2. Распределите, кто выполняет задание а), а кто — задание б), и выполните их.
3. Проверьте друг у друга, правильно ли выполнены преобразования. Исправьте замеченные ошибки.
1) Сразу видно, что недопустимы значения, при которых обращается в нуль знаменатель внутренней дроби: в а) x = 2, в б) x = −8. Кроме того, надо потребовать, чтобы не равнялся нулю и весь знаменатель внешней дроби, то есть решить уравнение «знаменатель = 0» и исключить его корни.
2) а) Условия: x − 2 ≠ 0 и 3 − 1/(x − 2) ≠ 0. Упростим: 3 − 1/(x − 2) = (3x − 7)/(x − 2), это равно нулю при x = 7/3. Выражение равно (x − 2)/(3x − 7).
б) Условия: x + 8 ≠ 0 и 2 + 1/(x + 8) ≠ 0. Упростим: 2 + 1/(x + 8) = (2x + 17)/(x + 8), это равно нулю при x = −8,5. Выражение равно 6x(x + 8)/(2x + 17).
3) Проверка подстановкой: при x = 7/3 в а) 1/(x − 2) = 3 и знаменатель 3 − 3 = 0; при x = −8,5 в б) 1/(x + 8) = −2 и знаменатель 2 − 2 = 0.
Ответ: а) при x ≠ 2 и x ≠ 7/3; б) при x ≠ −8 и x ≠ −8,5.
2) а) Условия: x − 2 ≠ 0 и 3 − 1/(x − 2) ≠ 0. Упростим: 3 − 1/(x − 2) = (3x − 7)/(x − 2), это равно нулю при x = 7/3. Выражение равно (x − 2)/(3x − 7).
б) Условия: x + 8 ≠ 0 и 2 + 1/(x + 8) ≠ 0. Упростим: 2 + 1/(x + 8) = (2x + 17)/(x + 8), это равно нулю при x = −8,5. Выражение равно 6x(x + 8)/(2x + 17).
3) Проверка подстановкой: при x = 7/3 в а) 1/(x − 2) = 3 и знаменатель 3 − 3 = 0; при x = −8,5 в б) 1/(x + 8) = −2 и знаменатель 2 − 2 = 0.
Ответ: а) при x ≠ 2 и x ≠ 7/3; б) при x ≠ −8 и x ≠ −8,5.
172. Найдите среднее гармоническое чисел: а) 3, 5; б) 2, 4, 8; в) 5, 10, 15, 20.
Среднее гармоническое n чисел равно n/(1/a₁ + … + 1/aₙ).
а) 2/(1/3 + 1/5) = 2/(8/15) = 15/4 = 3,75.
б) 3/(1/2 + 1/4 + 1/8) = 3/(7/8) = 24/7 = 3 3/7.
в) 4/(1/5 + 1/10 + 1/15 + 1/20) = 4/(25/60) = 240/25 = 9,6.
Ответ: а) 3,75; б) 3 3/7; в) 9,6.
а) 2/(1/3 + 1/5) = 2/(8/15) = 15/4 = 3,75.
б) 3/(1/2 + 1/4 + 1/8) = 3/(7/8) = 24/7 = 3 3/7.
в) 4/(1/5 + 1/10 + 1/15 + 1/20) = 4/(25/60) = 240/25 = 9,6.
Ответ: а) 3,75; б) 3 3/7; в) 9,6.
173. Из пункта A в пункт B автобус ехал со скоростью 90 км/ч. На обратном пути из-за непогоды он снизил скорость до 60 км/ч. Какова средняя скорость автобуса на всём пути следования?
Пусть расстояние между A и B равно s км. Время в пути туда s/90 ч, обратно s/60 ч. Весь путь 2s км. Средняя скорость: 2s/(s/90 + s/60) = 2/(1/90 + 1/60) = 2/(5/180) = 72 км/ч (это среднее гармоническое 90 и 60).
Ответ: 72 км/ч.
Ответ: 72 км/ч.
174. Мастер может выполнить заказ на изготовление деталей за 4 ч, а его ученик — за 6 ч. За какое время они смогут выполнить два заказа, работая совместно?
Производительность мастера 1/4 заказа в час, ученика 1/6 заказа в час. Вместе: 1/4 + 1/6 = 5/12 заказа в час. Два заказа выполнят за 2 : 5/12 = 24/5 = 4,8 ч.
Ответ: за 4,8 ч.
Ответ: за 4,8 ч.