Équations rationnelles fractionnaires par méthode de remplacement. Comment résoudre des équations avec des fractions. Solution exponentielle d'équations avec des fractions. Comment résoudre des équations avec des fractions - x au numérateur

§ 5. Équations à une variable

Équations rationnelles fractionnaires

Dans chacune des équations

les côtés gauche et droit sont des expressions rationnelles, et soit les deux expressions sont fractionnaires, soit l'une d'elles est une fraction et l'autre est une expression entière. De telles équations, comme vous le savez, sont appelées équations rationnelles fractionnaires. Rappelons que

Résoudre les inégalités par la factorisation

Multipliez ensuite les deux côtés par \\, en n'oubliant pas d'inverser le sens de l'inégalité : \\. Nous examinerons une méthode générale pour résoudre une inégalité dans laquelle un côté de l’inégalité est égal à zéro. Exiger qu’un côté de l’inégalité soit égal à zéro n’est pas une exigence difficile puisque nous pouvons toujours atteindre cet état en une seule étape en soustrayant l’expression d’un côté de l’inégalité des deux côtés de l’inégalité.

Passons à la première inégalité que nous avons examinée ci-dessus : \\. Soustrayez 9 de chaque côté pour obtenir : \\. La partie la plus à droite du graphique se trouve au-dessus de l'axe \\, puisque le coefficient dominant \\ est positif. Ainsi, le graphique se trouve au-dessus de l'axe \\ à droite de \\, et le graphique se trouve en dessous de l'axe \\ à gauche de \\.

Comme vous le savez, lorsque vous résolvez des équations rationnelles fractionnaires, vous procédez généralement comme suit :

  • trouver le dénominateur commun des fractions incluses dans l'équation ;
  • multiplier les deux côtés de l'équation par ce dénominateur ;
  • résoudre l'équation entière résultante ;
  • celles qui font disparaître le dénominateur commun des fractions sont exclues de ses racines.

    Vous avez déjà rencontré les exemples les plus simples de résolution d'équations rationnelles fractionnaires. Regardons des exemples plus complexes.

    Ainsi, nous voyons que \\ à \\. Ainsi, la méthode que nous allons apprendre pour résoudre les inégalités rationnelles consistera à prendre le zéro d’un côté de l’inégalité et l’expression rationnelle de l’autre côté. Nous dessinerons ensuite une expression rationnelle et verrons quelles parties du graphique satisfont aux exigences d’inégalité. L'aire de ces parties est la solution à l'inégalité.

    Il n’est vraiment pas nécessaire de tracer l’intégralité du graphique. Tout ce que nous devons savoir est ce qui suit. Autrement dit, quelles valeurs de variable font que l'expression est \\ ou indéfinie ? Rappelons que le nombre critique \\ est transitif si \\ est un facteur de multiplicité impaire et intransitif si \\ est un facteur de multiplicité paire. Cela est vrai que \\ soit un facteur numérateur ou un facteur dénominateur. L'expression change de signe sur les nombres critiques transitifs, mais pas sur les nombres critiques intransitifs. L'expression est-elle positive ou négative à droite du plus grand nombre critique ? Pour le savoir, prenez le rapport du coefficient dominant du numérateur au coefficient dominant du dénominateur. Si le rapport est positif, alors l’expression est positive à droite du plus grand nombre critique. Si le rapport est négatif, alors l’expression est négative à droite du plus grand nombre critique.

    • Quels sont les nombres critiques d’une expression rationnelle ?
    • Autrement dit, quels sont les zéros du numérateur et quels sont les zéros du dénominateur ?
    • Parmi les nombres critiques, lesquels sont transitifs et lesquels sont intransitifs ?
    Nombres critiques : \\ et \\.

    Exemple 1. Résolvons l'équation

    Le dénominateur commun des fractions de l'équation est x 4 - x 2 - 72. En multipliant les deux côtés de l'équation par le dénominateur commun des fractions, nous obtenons

      6x 2 - 54 + 9x = x 3.

      x 3 - 6x 2 - 9x + 54 = 0. (2)

    Résolvons l'équation entière résultante en utilisant la factorisation du côté gauche.

      (x 3 - 6x 2) - (9x - 54) = 0,
      x 2 (x - 6) - 9 (x - 6) = 0,
      (x - 6)(x 2 - 9) = 0,
      (x - 6)(x - 3)(x + 3) = 0.

      Le nombre critique \\ est intransitif et \\ et \\ transitif. Le coefficient dominant du numérateur est \\ et le coefficient dominant du dénominateur est \\. Ainsi, le rapport des coefficients principaux est un nombre négatif. Ainsi, l'expression est négative à droite de \\, nulle à \\, positive entre \\ et \\, zéro à \\, négative entre \\ et \\, indéfinie à \\ et négative à gauche de \\. Ainsi, le seul endroit où l'expression est supérieure ou égale à zéro est dans l'intervalle \\.

      Ne divisez pas les expressions contenant une variable

      Tout cela peut être déterminé sans réellement dessiner de graphique. Cela peut entraîner une inégalité qui n'est pas équivalente à l'originale, c'est-à-dire une inégalité qui n’a pas la même solution que l’originale. Aussi tentant que cela puisse paraître, nous ne divisons pas les deux côtés par \\. Cela nécessiterait de considérer le cas où \\ est négatif, en plus du cas où \\ est positif. Cela compliquera inutilement la décision. Au lieu de cela, nous soustrayons l’une des deux expressions des deux côtés, trouvons le dénominateur commun et multiplions l’expression.

    Cela signifie que l'équation (2) a trois racines :

      x1 = 6, x2 = 3, x3 = -3.

    Il faut maintenant vérifier si les racines trouvées ne ramènent pas à zéro le dénominateur commun des fractions incluses dans l'équation (1).

      Si x = 6, alors x 4 - x 2 - 72 ≠ 0 ;
      si x = 3, alors x 4 - x 2 - 72 = 0 ;
      si x = -3, alors x 4 - x 2 - 72 = 0.

    Cela signifie que l’équation (1) a une seule racine : le nombre 6.

    L'expression est positive à droite de \\, négative entre \\ et \\, positive entre \\ et \\ et négative à gauche de \\. Parfois, nous devons sélectionner certaines choses avant de procéder à l'autopsie. Nous voulons toujours le faire en premier. Et n'oubliez pas de « groupe » lorsque nous avons quatre conditions.

    Explication du nouveau matériel

    Vous pouvez déterminer la différence des carrés, mais pas la somme des carrés. Pour les binômes cubiques on peut en prendre en compte. Voici quelques exemples de sommes de factorisation et de différences de cubes. Encore une fois, considérons une expression rationnelle comme le rapport de deux polynômes. Voici quelques exemples d’expressions qui sont et ne sont pas des expressions rationnelles.

    Exemple 2. Résolvons l'équation

    Réduire les fractions incluses dans une équation à un dénominateur commun implique des transformations lourdes et ne facilite pas la recherche des racines de l’équation. Faisons-le différemment. Profitons du fait que les dénominateurs des fractions sont des binômes de la forme x + b, où b est un certain nombre. Transformons l'équation pour que les différences de fractions soient écrites sur les côtés gauche et droit, et remplaçons chacune des différences par une fraction.

    La rationalité peut souvent être simplifiée en prenant en compte le numérateur, le dénominateur ou les deux, ainsi que les coefficients d'origine. Ils peuvent être multipliés et divisés comme des factions régulières. Notez que cela semble très compliqué, mais nous utilisons simplement de nombreuses étapes que nous connaissons déjà. Notez également que dans le dernier exemple, nous divisons le raisonnement rationnel, nous inversons donc le second et multiplions.

    N'oubliez pas que lorsque vous rayez des facteurs, vous pouvez rayer du haut et du bas de la même fraction, ou du haut et du bas de différents facteurs que vous multipliez. Vous ne pouvez jamais rayer deux choses en haut ou deux choses en bas. N'oubliez pas non plus qu'à tout moment du problème où les variables sont au dénominateur, nous aurons des restrictions de domaine puisque les dénominateurs ne peuvent pas être \\.



    Après avoir résolu cette équation, nous trouvons qu’elle a deux racines :

      x 1 = 5,2 et x 2 = 10.

    Chacun de ces nombres ne fait pas disparaître les dénominateurs des fractions de l’équation originale. Par conséquent, l’équation originale a deux racines : 5,2 et 10.

    Trouver un dénominateur commun

    Lorsque nous ajoutons ou soustrayons deux ou plusieurs rationnels, nous devons trouver le plus petit dénominateur commun, tout comme lorsque nous ajoutons ou soustrayons des fractions régulières. Si les dénominateurs sont les mêmes, on peut simplement additionner les numérateurs alternativement, en laissant les dénominateurs tels quels.

    Tout comme pour les fractions régulières, nous souhaitons utiliser des facteurs dans les dénominateurs de chaque fraction, mais nous ne les compterons pas comme des doubles s'ils apparaissent dans tous les dénominateurs. Quand il n’y a rien, multipliez simplement les facteurs. Trouvons les plus petits dénominateurs communs pour les dénominateurs suivants.

    Une expression entière est une expression mathématique composée de nombres et de variables littérales utilisant les opérations d'addition, de soustraction et de multiplication. Les nombres entiers incluent également des expressions qui impliquent une division par un nombre autre que zéro.

    Le concept d'expression rationnelle fractionnaire

    Une expression fractionnaire est une expression mathématique qui, en plus des opérations d'addition, de soustraction et de multiplication effectuées avec des variables numériques et alphabétiques, ainsi que la division par un nombre différent de zéro, contient également une division en expressions avec des variables alphabétiques.

    Domaines bornés de fonctions rationnelles

    Maintenant, ajoutons et soustrayons les expressions rationnelles suivantes. Comme nous l'avons noté, puisque les fonctions rationnelles ont des variables dans les dénominateurs, nous devons nous assurer que les dénominateurs ne finissent pas par être 0. Ces « réponses » que nous ne pouvons pas utiliser sont appelées solutions superflues. Nous le verrons dans le premier exemple ci-dessous.

    Lorsque nous résolvons des équations rationnelles, nous pouvons multiplier les deux côtés des équations par le plus petit dénominateur commun sans même avoir à nous soucier de travailler avec des fractions ! Les dénominateurs seront annulés et nous résoudrons simplement l’équation en utilisant les numérateurs. N'oubliez pas qu'avec un carré, nous devons tout obtenir dans un sens avec un 0 de l'autre côté et soit un facteur, soit une aide.

    Les expressions rationnelles sont toutes des expressions entières et fractionnaires. Les équations rationnelles sont des équations dans lesquelles les côtés gauche et droit sont des expressions rationnelles. Si dans une équation rationnelle les côtés gauche et droit sont des expressions entières, alors une telle équation rationnelle est appelée un nombre entier.

    Si dans une équation rationnelle les côtés gauche ou droit sont des expressions fractionnaires, alors une telle équation rationnelle est appelée fractionnaire.

    Notez que parfois vous devrez résoudre des équations littéraires, ce qui signifie simplement que vous devrez résoudre l’équation pour une variable, mais vous obtiendrez d’autres variables en retour. Il existe certains types de collocations qui utilisent généralement des expressions rationnelles. Ils ont tendance à traiter des tarifs, puisque les taux sont généralement des fractions. Nous voyons également des problèmes avec des fractions simples ou des pourcentages sous forme de fractions.

    Le dénominateur de la fraction 2 est inférieur à deux fois le numérateur. Si 7 est ajouté au numérateur et au dénominateur, la fraction résultante est égale. Quelle est la faction d'origine ? Ce problème est un peu délicat car nous ne voulons pas définir la variable sur ce que définit le problème : la fraction d'origine. Puisque le dénominateur est exprimé en termes de numérateur, il est plus facile de faire de la variable le numérateur.

    Exemples d'expressions rationnelles fractionnaires

    1. x-3/x = -6*x+19

    2. (x-4)/(2*x+5) = (x+7)/(x-2)

    3. (x-3)/(x-5) + 1/x = (x+5)/(x*(x-5))

    Schéma de résolution d'une équation rationnelle fractionnaire

    1. Trouvez le dénominateur commun de toutes les fractions incluses dans l’équation.

    2. Multipliez les deux côtés de l’équation par un dénominateur commun.

    3. Résolvez l’équation entière résultante.

    4. Vérifiez les racines et excluez celles qui font disparaître le dénominateur commun.

    Ainsi, dès la première phrase du problème, la fraction originale est. Maintenant, pour résoudre, il nous suffit d’ajouter 7 au numérateur et au dénominateur et de définir. Bethany a réalisé 10 lancers francs en 18 tentatives. Elle aimerait vraiment que sa moyenne de lancer atteigne 68 %. Combien de lancers francs consécutifs faut-il pour arriver à 68% ?

    Encore une fois, nous pouvons utiliser des fractions, et cette fois elles représenteront la proportion de lancers francs qu'elle réalise. Nous commencerons par son pourcentage actuel de lancers francs consécutifs, puis ajouterons le nombre dont elle a besoin pour le numérateur et le dénominateur. La plupart des problèmes semblent être liés aux temps de comparaison ou à l'ajout de temps. Shalini peut marcher 3 miles par heure plus vite que sa sœur Meena. Si Shalini a couru 12 milles en même temps, il avait besoin que Meena parcoure 8 milles, quelle est la vitesse de chaque sœur dans ce cas ?

    Puisque nous résolvons des équations rationnelles fractionnaires, il y aura des variables dans les dénominateurs des fractions. Cela signifie qu’ils constitueront un dénominateur commun. Et dans le deuxième point de l'algorithme, nous multiplions par un dénominateur commun, des racines superflues peuvent alors apparaître. À ce moment-là, le dénominateur commun sera égal à zéro, ce qui signifie que multiplier par celui-ci n'aura aucun sens. Par conséquent, à la fin, il est nécessaire de vérifier les racines obtenues.

    Passons maintenant à la partie intéressante : les calculs. C'est là le problème quand on utilise les vitesses du bateau qui monte et descend pour ajouter du temps. Le temps passé en canot à parcourir 3 milles en amont et revenir 3 milles en aval est de 4 heures. Le courant dans le lac est de 1 mile par heure. Trouver vitesse moyenne canoë en eau calme.

    On ajoute le temps amont au temps aval et cela devrait être égal à 4 heures. Note. Si l’on nous donnait la vitesse d’un canoë en eau calme et que nous devions connaître la vitesse du courant, nous poserions le problème de la même manière. Il faudrait ajouter et soustraire des variables aux nombres des dénominateurs.

    Regardons un exemple :

    Résolvez l'équation rationnelle fractionnaire : (x-3)/(x-5) + 1/x = (x+5)/(x*(x-5)).

    Nous nous en tiendrons au schéma général : trouvons d'abord le dénominateur commun de toutes les fractions. On obtient x*(x-5).

    Multipliez chaque fraction par un dénominateur commun et écrivez l’équation entière résultante.

    (x-3)/(x-5) * (x*(x-5))= x*(x+3);
    1/x * (x*(x-5)) = (x-5);
    (x+5)/(x*(x-5)) * (x*(x-5)) = (x+5);
    x*(x+3) + (x-5) = (x+5);

    Les problèmes de travail sont généralement associés à personnes différentes ou des affaires, travaillant ensemble et seul, avec à des vitesses différentes. Des taux individuels pour chaque employé, et lorsque vous multipliez le taux par le temps de travail, vous obtenez. Additionnez le tout et réglez-le sur 1 tâche. Erica peut peindre sa chambre en 5 heures. Si elle a une amie Rachel, aide-la, elles peuvent peindre une pièce ensemble en 3 heures. Combien de temps faudrait-il à Rachel pour peindre la pièce seule si Erica voulait jouer au tennis l'après-midi ?

    Simplifions l'équation résultante. On a:

    x^2+3*x + x-5 - x-5 =0 ;
    x^2+3*x-10=0 ;

    Nous avons une simple réduction équation quadratique. Nous le résolvons par l’une des méthodes connues, nous obtenons les racines x=-2 et x=5.

    Vérifions maintenant les solutions obtenues :

    Remplacez les nombres -2 et 5 par le dénominateur commun. À x=-2, le dénominateur commun x*(x-5) ne disparaît pas, -2*(-2-5)=14. Cela signifie que le nombre -2 sera la racine de l’équation rationnelle fractionnaire originale.

    Équations fractionnaires. ODZ

    Nous savons que le temps pendant lequel les filles peignent la pièce ensemble est de 3 heures, et le temps qu'Erica peint la pièce est de 5 heures. La formule ci-dessus peut également être dérivée en utilisant le concept dans lequel vous pouvez découvrir combien de travail les filles font en une heure, ensemble et seules.

    Vous pouvez ensuite ajouter des « tarifs » individuels pour obtenir le « tarif » de leurs peintures. Nous ajoutons en fait le travail qu'ils effectuent en utilisant la formule où le temps est de 1 heure. Dans cet exemple, le tarif horaire d'Erica est : La vitesse de Rachel par heure ; nous pouvons additionner leurs tarifs pour obtenir leurs tarifs de peinture. Si on multiplie tous les termes par 3, on arrive à l’équation ci-dessus !

    À x=5, le dénominateur commun x*(x-5) devient zéro. Par conséquent, ce nombre n’est pas la racine de l’équation rationnelle fractionnaire originale, puisqu’il y aura une division par zéro.

    Réponse : x=-2.

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