Chương VI. Phân thức đại số
SGK Toán 8 — Kết nối tri thức, tập 2 · 7 bài tập, mỗi câu ít nhất 2 cách giải.
Bài 1 · Ví dụ 1★★Trang 13— Rút gọn phân thức và so sánh giá trị tại một điểm xác định
Ví dụ 1 (trang 13). Cho phân thức P=x−2x2−4.
a) Viết điều kiện xác định của P.
b) Rút gọn P và kí hiệu Q là phân thức nhận được.
c) Kiểm tra x=13 có thoả mãn điều kiện xác định của P hay không. Tính giá trị của P và Q tại x=13 rồi so sánh hai kết quả.
Kiến thức cần nhớ- Điều kiện xác định của phân thức BA là B=0.
- Hằng đẳng thức hiệu hai bình phương a2−b2=(a−b)(a+b).
- Hai phân thức bằng nhau tại mọi giá trị của biến thoả mãn ĐKXĐ của phân thức có mẫu phức tạp hơn.
🧠 Phân tích tư duyMẫu thức x−2 chỉ có một hạng tử ẩn nên điều kiện xác định chỉ cần một bất phương trình đơn giản x−2=0. Tử thức x2−4 là hiệu hai bình phương — dấu hiệu để phân tích thành (x−2)(x+2) và rút gọn cho mẫu. Bẫy ở câu c: phải kiểm tra x=13 có thoả ĐKXĐ trước rồi mới thay vào P, vì Q tuy đơn giản hơn nhưng chỉ bằng P tại những x thoả điều kiện xác định.
1Cách 1. Phân tích tử thức bằng hằng đẳng thức rồi rút gọn
Định hướng. Đưa mẫu thức về dạng ĐKXĐ, phân tích tử thức thành nhân tử chứa (x−2) để rút gọn với mẫu.
a) Điều kiện xác định của P là x−2=0 hay x=2.
b) P=x−2x2−4=x−2(x−2)(x+2)=x+2. Kí hiệu Q=x+2.
c) Vì 13=2 nên x=13 thoả mãn ĐKXĐ của P.
P(13)=13−2132−4=11165=15
Q(13)=13+2=15
Vậy P=Q=x+2 với x=2, và P(13)=Q(13)=15, hai kết quả bằng nhau.
2Cách 2. Chia đa thức tử cho mẫu
Định hướng. Không nhớ hằng đẳng thức thì thực hiện phép chia đa thức x2−4 cho x−2 để tìm thương và số dư.
a) ĐKXĐ: x=2.
b) x2−4=(x−2)(x+2)+0 nên x2−4 chia hết cho x−2, thương bằng x+2.
Do đó P=x−2x2−4=x+2=Q.
c) x=13 thoả ĐKXĐ; P(13)=11165=15, Q(13)=15.
Vậy kết quả rút gọn giống Cách 1: P=Q=x+2 và P(13)=Q(13)=15.
3Cách 3. Kiểm tra bằng cách thay hai giá trị khác nhau của x
Định hướng. Xác nhận P và Q=x+2 là cùng một phân thức (khi x=2) bằng cách thay lần lượt hai giá trị x khác nhau, trong đó có x=13 theo yêu cầu câu c.
Tại x=13 (thoả ĐKXĐ): P(13)=13−2132−4=11165=15; Q(13)=13+2=15
Tại x=0 (thoả ĐKXĐ): P(0)=0−20−4=−2−4=2; Q(0)=0+2=2
Vậy ở cả hai giá trị P và Q đều cho cùng kết quả, củng cố P=Q=x+2 với x=2.
Nhận xét. Không được thay x=2 vì đó là giá trị làm mẫu của P bằng 0, P không xác định dù Q=x+2 vẫn tính được — hai phân thức chỉ bằng nhau trên miền xác định của P.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi. Đi thi dùng Cách 1: nhận ra ngay hằng đẳng thức hiệu hai bình phương nên chỉ 1 dòng là rút gọn xong, không cần đặt phép chia dài dòng như Cách 2.
Đáp số. a) x=2. b) P=Q=x+2 (với x=2). c) x=13 thoả ĐKXĐ; P(13)=Q(13)=15.
Sai lầm thường gặp. Nhiều học sinh rút gọn nhầm x−2x2−4 bằng cách "xoá" số 4 và số 2 cho nhau (coi −4 và −2 là hai số hạng tự do độc lập rồi rút gọn theo số), ra kết quả sai P=x−2; phải phân tích x2−4=(x−2)(x+2) thành TÍCH rồi mới rút gọn nhân tử chung x−2, không được rút gọn theo từng số hạng của tổng/hiệu.
🚀 Mở rộng. Cùng cách phân tích, phân thức x−3x2−9 hay tổng quát x−ax2−a2 (với a là hằng số, x=a) đều rút gọn thành x+a.
Bài 2 · Ví dụ 2★★Trang 13— Lập phân thức từ bài toán thực tế và tính giá trị
Ví dụ 2 (trang 13). Bạn Nam vẽ lá cờ Tổ quốc là một hình chữ nhật có chiều rộng 12 cm và chiều dài 19 cm.
a) Viết phân thức biểu thị tỉ số giữa chiều rộng và chiều dài của hình chữ nhật nhận được khi tăng mỗi cạnh của hình chữ nhật đã vẽ thêm x (cm).
b) Tính giá trị của phân thức trong câu a tại x=2 và cho biết hình chữ nhật đó có đảm bảo tỉ lệ tiêu chuẩn 2 : 3 của quốc kì Việt Nam không.
Kiến thức cần nhớ- Tỉ số giữa hai đại lượng cùng loại được biểu thị bằng phân thức đại số.
- Muốn so sánh một phân số với tỉ lệ cho trước, đưa phân số đó về dạng tối giản.
- Giá trị của phân thức tại x=x0 là kết quả thay x0 vào cả tử và mẫu.
🧠 Phân tích tư duyĐề cho hai kích thước cụ thể (12 cm và 19 cm) cùng tăng thêm một lượng x như nhau — dấu hiệu của dạng lập phân thức từ đại lượng thay đổi theo một biến chung. Vì cả chiều rộng và chiều dài đều "+x" nên chỉ cần viết đúng thứ tự rộng trên dài là có ngay phân thức, không cần đặt thêm ẩn phụ. Bẫy: câu b hỏi "có đảm bảo tỉ lệ 2:3" chứ không chỉ hỏi giá trị số, nên phải rút gọn 2114 về 32 rồi mới kết luận.
1Cách 1. Lập phân thức tổng quát rồi thay số (theo đúng thứ tự đề)
Định hướng. Viết chiều rộng và chiều dài mới theo x trước, ghép thành phân thức, rồi mới thay x=2.
a) Khi tăng mỗi cạnh thêm x (cm), hình chữ nhật mới có chiều rộng (12+x) cm và chiều dài (19+x) cm.
Tỉ số giữa chiều rộng và chiều dài của hình chữ nhật mới là 19+x12+x.
b) Tại x=2: 19+x12+x=19+212+2=2114=32
Vậy phân thức cần tìm là 19+x12+x; tại x=2 giá trị bằng 32, đúng tỉ lệ tiêu chuẩn 2 : 3 của quốc kì Việt Nam.
2Cách 2. Tính bằng số trước ở trường hợp x=2 rồi khái quát hoá thành phân thức
Định hướng. Làm ngược lại Cách 1: tính riêng trường hợp cụ thể x=2 bằng số học, sau đó khái quát thành công thức chung theo x.
Khi x=2: chiều rộng mới =12+2=14 (cm), chiều dài mới =19+2=21 (cm), tỉ số =2114=32
Khái quát với x bất kì: chiều rộng =12+x, chiều dài =19+x, tỉ số =19+x12+x
Vậy a) phân thức là 19+x12+x; b) tại x=2 tỉ số bằng 32, đảm bảo tỉ lệ chuẩn.
3Cách 3. Lập phương trình kiểm tra đúng tỉ lệ 2 : 3 xảy ra khi nào
Định hướng. Thay vì chỉ thay x=2 rồi tính, giải phương trình 19+x12+x=32 để tìm đúng giá trị x làm hình chữ nhật đạt tỉ lệ chuẩn, rồi đối chiếu với x=2 của đề.
19+x12+x=32 (với x=−19)
⇔3(12+x)=2(19+x)
⇔36+3x=38+2x
⇔x=2
Vậy đúng x=2 là giá trị duy nhất làm tỉ số đạt 32, khớp với đề bài — xác nhận hình chữ nhật của bạn Nam khi x=2 đảm bảo tỉ lệ tiêu chuẩn.
Nhận xét. Cách 3 cho thấy x=2 không phải ngẫu nhiên mà là nghiệm duy nhất của phương trình tỉ lệ — nếu đề đổi số đo ban đầu, có thể dùng cách này để tìm ngay lượng tăng cần thiết.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi. Đi thi dùng Cách 1: đúng theo thứ tự SGK yêu cầu (viết phân thức tổng quát trước), nhanh và ít khả năng nhầm giữa rộng/dài.
Đáp số. a) 19+x12+x. b) Tại x=2, giá trị bằng 32 — hình chữ nhật đảm bảo tỉ lệ tiêu chuẩn 2 : 3.
Sai lầm thường gặp. Dễ viết ngược phân thức thành 12+x19+x (dài trên rộng) do đọc đề không kỹ thứ tự "tỉ số giữa chiều rộng và chiều dài"; cũng dễ quên cộng x vào chiều dài (chỉ cộng vào chiều rộng) vì đề nói "tăng mỗi cạnh" nghĩa là CẢ HAI cạnh đều tăng thêm x.
🚀 Mở rộng. Nếu đề đổi thành "tăng chiều rộng thêm x nhưng giữ nguyên chiều dài", phân thức sẽ là 1912+x — một biến chỉ xuất hiện ở tử, đơn giản hơn hẳn.
Bài 3 · Bài 6.15★★Trang 14— Quy đồng mẫu thức nhiều phân thức
Bài 6.15 (trang 14). Quy đồng mẫu thức các phân thức sau:
a) 4xy21 và 6x2y5;
b) 4x2−369 và x2+6x+91.
Kiến thức cần nhớ- Muốn quy đồng mẫu thức nhiều phân thức, trước hết phân tích mỗi mẫu thành nhân tử.
- Mẫu thức chung nhỏ nhất lấy mỗi nhân tử với số mũ lớn nhất xuất hiện ở các mẫu.
- Thừa số phụ của một phân thức bằng mẫu thức chung chia cho mẫu thức của phân thức đó; nhân thừa số phụ vào CẢ TỬ VÀ MẪU.
🧠 Phân tích tư duyCâu a có hai mẫu đơn thức khác luỹ thừa của x,y — dấu hiệu tìm mẫu chung bằng cách lấy hệ số bằng BCNN(4,6) và biến lấy số mũ lớn nhất mỗi biến. Câu b hai mẫu là đa thức nên phải phân tích thành nhân tử trước (4x2−36=4(x−3)(x+3), x2+6x+9=(x+3)2) mới thấy mẫu chung thật sự là 4(x−3)(x+3)2. Bẫy: nếu không phân tích nhân tử trước mà lấy tích hai mẫu làm mẫu chung, kết quả tuy đúng nhưng không tối giản, sai với yêu cầu "mẫu thức chung" (phải là mẫu chung NHỎ NHẤT).
1Cách 1. Quy đồng thô bằng tích hai mẫu rồi rút gọn về mẫu chung nhỏ nhất
Định hướng. Cách nghĩ đầu tiên: lấy tích hai mẫu làm mẫu chung tạm thời, nhân chéo tử với mẫu còn lại, rồi rút gọn nhân tử thừa để về đúng mẫu chung nhỏ nhất.
a) Mẫu chung tạm: 4xy2⋅6x2y=24x3y3
4xy21=24x3y31⋅6x2y=24x3y36x2y=12x2y23x
6x2y5=24x3y35⋅4xy2=24x3y320xy2=12x2y210y
b) 4x2−36=4(x−3)(x+3); x2+6x+9=(x+3)2
Mẫu chung tạm (tích hai mẫu): 4(x−3)(x+3)⋅(x+3)2=4(x−3)(x+3)3
4(x−3)(x+3)9=4(x−3)(x+3)39(x+3)2; (x+3)21=4(x−3)(x+3)34(x−3)(x+3)
Cả hai đều dư đúng một nhân tử (x+3) so với mẫu chung nhỏ nhất 4(x−3)(x+3)2, rút gọn nhân tử dư này:
4(x−3)(x+3)39(x+3)2=4(x−3)(x+3)29(x+3)=4(x−3)(x+3)29x+27
4(x−3)(x+3)34(x−3)(x+3)=4(x−3)(x+3)24(x−3)=4(x−3)(x+3)24x−12
Vậy a) 12x2y23x và 12x2y210y; b) 4(x−3)(x+3)29x+27 và 4(x−3)(x+3)24x−12.
2Cách 2. Tìm mẫu thức chung nhỏ nhất trực tiếp bằng phân tích nhân tử
Định hướng. Phân tích mỗi mẫu thành nhân tử ngay từ đầu, xác định mẫu chung nhỏ nhất bằng cách lấy mỗi nhân tử với số mũ lớn nhất, rồi xác định lượng cần nhân thêm cho từng phân thức.
a) 4xy2=22xy2; 6x2y=2⋅3x2y; mẫu thức chung nhỏ nhất =12x2y2
4xy21=4xy2⋅3x1⋅3x=12x2y23x
6x2y5=6x2y⋅2y5⋅2y=12x2y210y
b) 4x2−36=4(x−3)(x+3); x2+6x+9=(x+3)2; mẫu thức chung nhỏ nhất =4(x−3)(x+3)2
4(x−3)(x+3)9=4(x−3)(x+3)⋅(x+3)9(x+3)=4(x−3)(x+3)29x+27
(x+3)21=4(x−3)⋅(x+3)24(x−3)=4(x−3)(x+3)24x−12
Vậy kết quả giống Cách 1 nhưng đi thẳng tới mẫu chung nhỏ nhất, không phải rút gọn lại.
3Cách 3. Kiểm tra lại bằng cách thay giá trị số cụ thể
Định hướng. Thay x=2,y=1 (câu a) và x=1 (câu b, thoả x=3,−3) vào cả phân thức gốc lẫn phân thức đã quy đồng để đối chiếu giá trị.
a) tại x=2,y=1: 4xy21=81; 12x2y23x=486=81, khớp
6x2y5=245; 12x2y210y=4810=245, khớp
b) tại x=1: 4x2−369=−329; 4(x−3)(x+3)29x+27=−12836=−329, khớp
x2+6x+91=161; 4(x−3)(x+3)24x−12=−128−8=161, khớp
Vậy mọi cặp phân thức quy đồng ở Cách 1, Cách 2 đều được xác nhận đúng bằng số.
Nhận xét. Cách 2 nhanh hơn Cách 1 vì không phải rút gọn lại lần hai; Cách 3 chỉ nên dùng để kiểm tra, không thay cho việc trình bày quy đồng.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi. Đi thi dùng Cách 2: phân tích nhân tử trước rồi tìm mẫu chung nhỏ nhất ngay, tránh phải rút gọn thừa như Cách 1.
Đáp số. a) 12x2y23x và 12x2y210y. b) 4(x−3)(x+3)29x+27 và 4(x−3)(x+3)24x−12.
Sai lầm thường gặp. Ở câu b, nhiều học sinh lấy mẫu chung là tích (4x2−36)(x2+6x+9) (không phân tích nhân tử trước) — vẫn quy đồng được nhưng KHÔNG phải mẫu thức chung nhỏ nhất theo yêu cầu đề, vì (x+3) đã lặp ở cả hai mẫu.
🚀 Mở rộng. Với ba phân thức mẫu a, a2b, ab2 thì mẫu chung nhỏ nhất luôn là a2b2 — lấy mỗi biến với số mũ lớn nhất xuất hiện, không cộng dồn các số mũ lại.
Bài 4 · Bài 6.16★★Trang 14— Rút gọn phân thức và tính giá trị tại một điểm
Bài 6.16 (trang 14). Cho phân thức P=(x+2)2x3−4x.
a) Viết điều kiện xác định của phân thức.
b) Rút gọn phân thức P.
c) Tính giá trị của phân thức đã cho tại x=98.
Kiến thức cần nhớ- Đặt nhân tử chung rồi mới xét hằng đẳng thức bên trong ngoặc.
- Hằng đẳng thức hiệu hai bình phương a2−b2=(a−b)(a+b).
- Chỉ rút gọn được đúng số lần nhân tử chung xuất hiện ở cả tử và mẫu, không rút gọn quá số mũ.
🧠 Phân tích tư duyMẫu (x+2)2 chỉ triệt tiêu tại một giá trị x=−2 nên ĐKXĐ chỉ có một điều kiện. Tử x3−4x có nhân tử chung x, sau khi đặt ra còn lại x2−4 — đúng dạng hiệu hai bình phương nên phân tích tiếp thành (x−2)(x+2), rút gọn được một nhân tử (x+2) với mẫu. Bẫy: mẫu là bình phương (x+2)2 nên chỉ rút gọn được MỘT nhân tử (x+2), còn lại một nhân tử (x+2) vẫn ở mẫu — không được rút gọn hết.
1Cách 1. Đặt nhân tử chung rồi dùng hằng đẳng thức
Định hướng. Đặt nhân tử chung x ở tử, nhận ra phần còn lại là hiệu hai bình phương để phân tích tiếp và rút gọn với mẫu.
a) ĐKXĐ: (x+2)2=0 hay x=−2.
b) P=(x+2)2x3−4x=(x+2)2x(x2−4)=(x+2)2x(x−2)(x+2)=x+2x(x−2)
c) P(98)=98+298(98−2)=10098⋅96=1009408=252352
Vậy a) x=−2; b) P=x+2x(x−2) (với x=−2); c) P(98)=252352.
2Cách 2. Chia đa thức tử cho một nhân tử của mẫu
Định hướng. Thay vì phân tích hết tử, chia trực tiếp x3−4x cho x+2 (một nhân tử của mẫu) để tìm thương, rồi so mẫu còn lại.
a) ĐKXĐ: x=−2.
b) Thực hiện phép chia: x3−4x=(x+2)(x2−2x)+0, tức x3−4x chia hết cho x+2, thương x2−2x=x(x−2)
P=(x+2)2(x+2)⋅x(x−2)=x+2x(x−2)
c) P(98)=10098⋅96=252352
Vậy kết quả giống hệt Cách 1: P=x+2x(x−2) và P(98)=252352.
3Cách 3. Tính giá trị bằng phân thức gốc (không rút gọn) để kiểm tra
Định hướng. Thay x=98 trực tiếp vào phân thức gốc (x+2)2x3−4x mà không rút gọn trước, để đối chiếu với kết quả tính từ phân thức đã rút gọn.
983−4⋅98=941192−392=940800
(98+2)2=1002=10000
P(98)=10000940800=252352
Vậy tính từ phân thức gốc cũng ra 252352, khớp với Cách 1 và Cách 2, xác nhận bước rút gọn ở câu b là đúng.
Nhận xét. Cách 3 cho số lớn, khó tính hơn hẳn — đây chính là lí do SGK yêu cầu rút gọn ở câu b trước khi tính giá trị ở câu c.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi. Đi thi dùng Cách 1: đặt nhân tử chung rồi áp hằng đẳng thức là phản xạ nhanh nhất, không cần đặt phép chia dài như Cách 2.
Đáp số. a) x=−2. b) P=x+2x(x−2) (với x=−2). c) P(98)=252352=94,08.
Sai lầm thường gặp. Sai hay gặp: rút gọn thẳng (x+2) ở tử với CẢ HAI nhân tử (x+2) ở mẫu (x+2)2, cho ra P=x(x−2) — trong khi tử chỉ có ĐÚNG MỘT nhân tử (x+2) (từ x2−4=(x−2)(x+2)), nên chỉ rút gọn được một lần, mẫu còn lại đúng một nhân tử (x+2).
🚀 Mở rộng. Với phân thức tổng quát (x+a)2x3−a2x (a là hằng số, x=−a), cùng cách làm cho kết quả x+ax(x−a).
Bài 5 · Bài 6.17★★★Trang 14— Rút gọn rồi quy đồng mẫu thức hai phân thức
Bài 6.17 (trang 14). Cho hai phân thức (x−10)(x2+10x+25)x2+5x và x4−100x2x2+10x.
a) Rút gọn hai phân thức đã cho. Kí hiệu P và Q là hai phân thức nhận được.
b) Quy đồng mẫu thức hai phân thức P và Q.
Kiến thức cần nhớ- Đặt nhân tử chung trước khi xét hằng đẳng thức.
- Hằng đẳng thức bình phương một tổng a2+2ab+b2=(a+b)2 và hiệu hai bình phương a2−b2=(a−b)(a+b).
- Mẫu thức chung của nhiều phân thức lấy đủ mọi nhân tử xuất hiện ở các mẫu, mỗi nhân tử với số mũ lớn nhất.
🧠 Phân tích tư duyCả hai tử đều có nhân tử chung x đặt ra ngay được; mẫu thứ nhất chứa x2+10x+25=(x+5)2 (hằng đẳng thức bình phương một tổng), mẫu thứ hai x4−100x2 có nhân tử chung x2 rồi còn lại hiệu hai bình phương x2−100 — dấu hiệu phải phân tích theo hai bước liên tiếp mới rút gọn hết. Bẫy: sau khi rút gọn, P còn mẫu (x−10)(x+5) và Q còn mẫu x(x−10) — hai mẫu này CÓ CHUNG nhân tử (x−10) nhưng khác nhân tử còn lại (x+5 và x), nên mẫu thức chung của P,Q phải lấy đủ ba nhân tử x,(x−10),(x+5), không được quên nhân tử nào.
1Cách 1. Đặt nhân tử chung rồi hằng đẳng thức, đi tuần tự từng mẫu
Định hướng. Rút gọn lần lượt từng phân thức bằng cách đặt nhân tử chung ở tử rồi phân tích mẫu thành nhân tử, sau đó tìm mẫu thức chung của hai kết quả.
a) (x−10)(x2+10x+25)x2+5x=(x−10)(x+5)2x(x+5)=(x−10)(x+5)x=P
x4−100x2x2+10x=x2(x2−100)x(x+10)=x2(x−10)(x+10)x(x+10)=x(x−10)1=Q
b) Mẫu thức chung của P,Q: x(x−10)(x+5)
P=(x−10)(x+5)x=x(x−10)(x+5)x⋅x=x(x−10)(x+5)x2
Q=x(x−10)1=x(x−10)(x+5)1⋅(x+5)=x(x−10)(x+5)x+5
Vậy a) P=(x−10)(x+5)x, Q=x(x−10)1 (với x=0,10,−5); b) P=x(x−10)(x+5)x2, Q=x(x−10)(x+5)x+5.
2Cách 2. Xem mẫu thứ hai là hiệu hai bình phương của hai đơn thức trước khi đặt nhân tử chung
Định hướng. Câu a có thể phân tích x4−100x2 theo một hướng khác: coi đó là hiệu hai bình phương (x2)2−(10x)2 ngay từ đầu, không cần đặt x2 ra trước.
x4−100x2=(x2)2−(10x)2=(x2−10x)(x2+10x)
=x(x−10)⋅x(x+10)=x2(x−10)(x+10)
x4−100x2x2+10x=x2(x−10)(x+10)x(x+10)=x(x−10)1=Q, khớp Cách 1
Tương tự, (x−10)(x2+10x+25)x2+5x=(x−10)(x+5)x=P như Cách 1
b) Mẫu thức chung x(x−10)(x+5); P=x(x−10)(x+5)x2, Q=x(x−10)(x+5)x+5
Vậy kết quả rút gọn và quy đồng giống hệt Cách 1, chỉ khác đường phân tích mẫu x4−100x2.
3Cách 3. Kiểm tra lại bằng cách thay giá trị số cụ thể
Định hướng. Thay x=2 (thoả x=0,10,−5) vào các phân thức gốc và các phân thức đã rút gọn, quy đồng để đối chiếu.
Tại x=2: (x−10)(x2+10x+25)x2+5x=(−8)(49)14=−39214=−281; P=(−8)(7)2=−281, khớp
x4−100x2x2+10x=16−40024=−38424=−161; Q=2⋅(−8)1=−161, khớp
Quy đồng: x(x−10)(x+5)x2=2⋅(−8)⋅74=−1124=−281, bằng P; x(x−10)(x+5)x+5=−1127=−161, bằng Q
Vậy mọi kết quả ở câu a và câu b đều được xác nhận đúng bằng số tại x=2.
Nhận xét. Hai phân thức P,Q có chung nhân tử (x−10) ở mẫu nhưng khác nhân tử còn lại — đây là tình huống quy đồng điển hình khi các mẫu vừa có phần chung vừa có phần riêng.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi. Đi thi dùng Cách 1: đặt nhân tử chung trước rồi mới xét hằng đẳng thức là thứ tự an toàn nhất, tránh nhầm lẫn dấu khi khai triển bình phương một tổng.
Đáp số. a) P=(x−10)(x+5)x, Q=x(x−10)1 (với x=0,10,−5). b) P=x(x−10)(x+5)x2, Q=x(x−10)(x+5)x+5.
Sai lầm thường gặp. Khi tìm mẫu thức chung ở câu b, dễ bỏ sót nhân tử x (chỉ lấy (x−10)(x+5)) vì mắt chỉ nhìn thấy x ở MỘT mẫu (Q); phải liệt kê hết tất cả nhân tử xuất hiện ở cả hai mẫu P,Q, kể cả nhân tử chỉ xuất hiện ở một bên.
🚀 Mở rộng. Nếu đổi x2+10x+25 thành x2−10x+25=(x−5)2, cách làm hoàn toàn tương tự nhưng nhân tử chung với mẫu còn lại đổi thành (x−5) thay vì (x+5) — luôn kiểm tra đúng dấu hằng đẳng thức trước khi rút gọn.
Bài 6 · Bài 6.18★★★Trang 14— Lập phân thức và tính toán bài toán thực tế về vận tốc, thời gian, quãng đường
Bài 6.18 (trang 14). Lúc 6 giờ sáng, bác Vinh lái ô tô xuất phát từ Hà Nội đi huyện Tĩnh Gia (Thanh Hoá). Khi đến Phủ Lý (Hà Nam), cách Hà Nội khoảng 60 km, bác Vinh dừng lại ăn sáng trong 20 phút. Sau đó, bác Vinh tiếp tục đi về Tĩnh Gia và phải tăng vận tốc thêm 10 km/h để đến nơi đúng giờ dự định.
a) Gọi x (km/h) là vận tốc ô tô đi trên quãng đường Hà Nội – Phủ Lý. Hãy viết các phân thức biểu thị thời gian bác Vinh chạy xe trên các quãng đường Hà Nội – Phủ Lý và Phủ Lý – Tĩnh Gia, biết rằng quãng đường Hà Nội – Tĩnh Gia có chiều dài khoảng 200 km.
b) Nếu vận tốc ô tô đi trên quãng đường Hà Nội – Phủ Lý là 60 km/h thì bác Vinh đến Tĩnh Gia lúc mấy giờ?
Kiến thức cần nhớ- Công thức thời gian t=vs với s là quãng đường, v là vận tốc.
- Tổng thời gian thực tế bằng tổng thời gian di chuyển cộng thời gian nghỉ.
- Cộng hai phân thức khác mẫu: quy đồng về mẫu chung rồi cộng tử.
🧠 Phân tích tư duyĐề cho vận tốc đoạn đầu là ẩn x và vận tốc đoạn sau bằng x+10 — dấu hiệu của dạng lập phân thức thời gian bằng quãng đường chia vận tốc cho từng đoạn đường riêng biệt. Quãng đường Phủ Lý – Tĩnh Gia phải tính bằng hiệu 200−60=140 (km), không phải một số cho sẵn. Bẫy ở câu b: phải cộng cả 20 phút nghỉ ăn sáng vào tổng thời gian di chuyển mới ra đúng giờ đến nơi, không được quên khoảng nghỉ này.
1Cách 1. Lập phân thức từng đoạn rồi tính riêng từng khoảng thời gian
Định hướng. Viết đúng công thức t=vs cho từng đoạn đường theo yêu cầu đề, sau đó thay số tính từng đoạn rồi cộng lại với thời gian nghỉ.
a) Quãng đường Phủ Lý – Tĩnh Gia dài 200−60=140 (km); vận tốc đoạn này là (x+10) km/h
Thời gian đi Hà Nội – Phủ Lý: x60 (giờ)
Thời gian đi Phủ Lý – Tĩnh Gia: x+10140 (giờ)
b) Với x=60: thời gian đoạn 1 =6060=1 (giờ); vận tốc đoạn 2 =60+10=70 (km/h); thời gian đoạn 2 =70140=2 (giờ)
Tổng thời gian đi =1+2=3 (giờ); cộng thời gian nghỉ 20 phút =31 giờ: 3+31 giờ =3 giờ 20 phút
Giờ đến: 6 giờ + 3 giờ 20 phút =9 giờ 20 phút
Vậy a) thời gian hai đoạn là x60 và x+10140 (giờ); b) bác Vinh đến Tĩnh Gia lúc 9 giờ 20 phút.
2Cách 2. Cộng hai phân thức thời gian thành một biểu thức chung rồi mới thay số
Định hướng. Thay vì tính từng đoạn rồi cộng bằng số, cộng hai phân thức x60 và x+10140 (quy đồng mẫu chung x(x+10)) thành một phân thức tổng thời gian di chuyển theo x, rồi mới thay x=60 một lần duy nhất.
x60+x+10140=x(x+10)60(x+10)+x(x+10)140x=x(x+10)60x+600+140x=x(x+10)200x+600
Tại x=60: tổng thời gian di chuyển =60⋅70200⋅60+600=420012600=3 (giờ)
Cộng 20 phút nghỉ: 3 giờ +20 phút =3 giờ 20 phút; giờ đến =6 giờ +3 giờ 20 phút =9 giờ 20 phút
Vậy tổng thời gian di chuyển là x(x+10)200x+600 (giờ); tại x=60 bác Vinh vẫn đến Tĩnh Gia lúc 9 giờ 20 phút, khớp Cách 1.
3Cách 3. Ước lượng bằng vận tốc trung bình cả quãng đường để kiểm tra tính hợp lí
Định hướng. Không tính lại chi tiết mà dùng vận tốc trung bình toàn tuyến bằng tổng quãng đường chia tổng thời gian để kiểm tra kết quả 3 giờ ở Cách 1 có hợp lí không, vì vận tốc trung bình phải nằm giữa 60 km/h và 70 km/h.
Vận tốc trung bình =3200≈66,7 (km/h)
60<66,7<70
Vậy 66,7 km/h nằm đúng giữa hai vận tốc 60 và 70 km/h, xác nhận thời gian 3 giờ ở Cách 1 và Cách 2 là hợp lí.
Nhận xét. Cách 3 chỉ dùng để kiểm tra sự hợp lí của đáp số, không thay được việc tính chính xác giờ đến ở câu b.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi. Đi thi dùng Cách 1: tính riêng từng đoạn bằng số cụ thể là cách chắc chắn và dễ kiểm tra từng bước nhất khi câu b đã cho vận tốc cụ thể.
Đáp số. a) Thời gian đoạn Hà Nội – Phủ Lý là x60 (giờ), đoạn Phủ Lý – Tĩnh Gia là x+10140 (giờ). b) Bác Vinh đến Tĩnh Gia lúc 9 giờ 20 phút.
Sai lầm thường gặp. Hay quên quãng đường đoạn hai phải tính bằng 200−60=140 (km) mà lấy nhầm luôn 200 km; cũng hay quên cộng 20 phút nghỉ ăn sáng vào tổng thời gian di chuyển khi tính giờ đến ở câu b.
🚀 Mở rộng. Nếu đề đổi mốc dừng nghỉ ở một địa điểm khác cách Hà Nội d km với thời gian nghỉ p phút, cách lập phân thức và tính giờ đến hoàn toàn tương tự, chỉ thay số 60 và 20 bằng d và p.
Bài 7 · Bài 6.19★★Trang 14— Tính giá trị phân thức thực tế và biện luận điều kiện xác định
Bài 6.19 (trang 14). Để loại bỏ x% chất gây ô nhiễm không khí từ khí thải của một nhà máy, ước tính cần chi phí là 100−x1,7x (tỉ đồng).
a) Nếu muốn loại bỏ 90% chất gây ô nhiễm từ khí thải nhà máy thì cần chi phí là bao nhiêu?
b) Viết điều kiện xác định của phân thức 100−x1,7x. Hỏi có thể loại bỏ được 100% chất gây ô nhiễm từ khí thải nhà máy hay không?
Kiến thức cần nhớ- Giá trị của phân thức tại x0 chỉ tính được khi x0 thoả mãn điều kiện xác định.
- Điều kiện xác định của BA là B=0.
- Khi mẫu tiến gần 0 (tử khác 0), giá trị tuyệt đối của phân thức tăng không giới hạn.
🧠 Phân tích tư duyMẫu 100−x chỉ triệt tiêu khi x=100 — đúng bằng giá trị "loại bỏ 100%" mà câu b hỏi tới, đây là dấu hiệu chính để trả lời câu b bằng lí luận ĐKXĐ chứ không cần thử số. Câu a chỉ là thay số trực tiếp x=90. Bẫy: x=100 làm mẫu bằng 0 nên phân thức KHÔNG XÁC ĐỊNH tại đó — không phải chi phí bằng 0 hay vô nghĩa theo nghĩa khác, mà đúng nghĩa toán học là biểu thức không có giá trị.
1Cách 1. Thay số trực tiếp vào công thức cho sẵn
Định hướng. Thay x=90 vào công thức chi phí cho câu a; xét mẫu 100−x=0 để tìm ĐKXĐ và trả lời câu b.
a) x=90: chi phí =100−901,7⋅90=10153=15,3 (tỉ đồng)
b) ĐKXĐ: 100−x=0 hay x=100
Loại bỏ 100% nghĩa là x=100, mà x=100 không thoả ĐKXĐ nên phân thức không xác định
Vậy a) cần 15,3 tỉ đồng; b) ĐKXĐ là x=100, do đó KHÔNG THỂ loại bỏ 100% chất gây ô nhiễm theo mô hình chi phí này.
2Cách 2. Đổi số thập phân thành phân số rồi rút gọn trước khi thay số
Định hướng. Viết lại 1,7=1017 để đưa phân thức về dạng chỉ có số nguyên, tránh tính toán với số thập phân.
100−x1,7x=10(100−x)17x
a) x=90: chi phí =10⋅1017⋅90=1001530=15,3 (tỉ đồng)
b) ĐKXĐ: 10(100−x)=0 hay x=100, giống Cách 1
Vậy kết quả giống hệt Cách 1: chi phí 15,3 tỉ đồng, và x=100 vẫn không thoả ĐKXĐ nên không thể loại bỏ 100%.
3Cách 3. Lập luận bằng xu hướng chi phí khi x tiến gần 100
Định hướng. Thay vì chỉ khẳng định x=100 không thoả ĐKXĐ, xét xu hướng chi phí khi x càng gần 100 để thấy rõ vì sao KHÔNG THỂ loại bỏ hết 100% trong thực tế.
Tại x=99: chi phí =100−991,7⋅99=1168,3=168,3 (tỉ đồng)
Tại x=99,9: chi phí =100−99,91,7⋅99,9=0,1169,83=1698,3 (tỉ đồng)
x càng gần 100 thì mẫu 100−x càng gần 0, chi phí tăng không giới hạn
Vậy chi phí tăng vọt tới vô hạn khi x tiến gần 100, nên trong thực tế KHÔNG THỂ loại bỏ hết 100% chất gây ô nhiễm.
Nhận xét. Đây là hình ảnh trực quan cho ĐKXĐ x=100: không phải vì công thức "cấm" mà vì chi phí sẽ lớn vô hạn, khớp với ý nghĩa thực tế bài toán.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi. Đi thi dùng Cách 1: thay số trực tiếp là nhanh nhất cho câu a, và lí luận ĐKXĐ cho câu b đã đủ chặt chẽ, không cần tính thêm giá trị trung gian như Cách 3.
Đáp số. a) 15,3 tỉ đồng. b) ĐKXĐ: x=100; không thể loại bỏ được 100% chất gây ô nhiễm.
Sai lầm thường gặp. Nhầm lẫn cho rằng khi x=100 thì chi phí bằng 0 (vì hiểu nhầm "không còn gì để làm") hoặc vẫn tính được một số rất lớn — thực chất mẫu 100−x=0 khiến phân thức KHÔNG XÁC ĐỊNH, không có giá trị nào cả, đây là lí do toán học chứ không phải chi phí quá cao.
🚀 Mở rộng. Với mô hình chi phí tổng quát 100−xkx (với k>0 là hằng số), cùng lập luận cho thấy không đơn vị nào loại bỏ được 100% một đại lượng nếu chi phí tỉ lệ nghịch với 100−x.