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分式是形如A除以B的代数式,其中A和B都是多项式。分式有三个重要特点:第一,A是分子,B是分母,它们都是多项式;第二,分母B中必须含有字母;第三,也是最重要的,分母B不能为零,这是分式有意义的必要条件。
让我们来看一些分式的例子。常见的分式包括:x除以y,x加1除以x减2,1除以a,以及x的平方减4除以x加3。这些都是分式,因为它们都是两个多项式的比值,且分母中含有字母。右侧图表展示了分式f(x)等于x除以x减1的图像。注意,当x等于1时,分母为零,函数无定义,形成了一条垂直渐近线。
分式的定义域是使分母不等于零的所有值。要确定分式的定义域,我们需要解不等式:分母不等于零。以分式(x+2)除以(x²-4)为例,我们需要解不等式x²-4不等于0。将分母因式分解为(x+2)(x-2),得到x不等于-2且x不等于2。因此,该分式的定义域是除了-2和2以外的所有实数,可以表示为区间(-∞,-2)并上(-2,2)并上(2,+∞)。在数轴上,定义域是蓝色线段所示的部分,而红点表示的-2和2不在定义域内。
分式的化简是通过约分来消去分子分母的公因式。约分后的分式与原分式在原分式的定义域内是相等的。以分式x²-4除以x-2为例,我们先将分子因式分解为(x+2)(x-2),得到(x+2)(x-2)除以(x-2)。接下来,我们约去分子分母的公因式(x-2),得到化简结果x+2。但要注意,约分后的分式定义域仍需满足原分母不为零的条件,即x≠2。这是因为在x=2时,原分式是没有意义的,即使约分后的表达式x+2在x=2处有定义。
让我们总结一下分式的基本概念。分式是形如A除以B的代数式,其中A和B是多项式,B含有字母且不为零。分式的定义域是使分母不等于零的所有值。约分是消去分子分母公因式的过程,约分后的分式与原分式在原分式定义域内相等。需要注意的是,即使约分后的表达式在某点有定义,如果该点不在原分式的定义域内,那么该点也不在约分后分式的定义域内。分式在数学和物理中有广泛应用,如函数表示、方程求解和物理公式等。