繁分数是分子和分母中都有分数的分数。因此,繁分数有时也被称为是“叠分数”。根据分子和分母中分数的个数、变量的个数以及变量的复杂度的不同,化简繁分数的难易程度也不同。阅读本文,学习如何化简繁分数。
方法
1:反转相乘法化简繁分数
1:必要的话,将分子和分母化简成一个分数。并不是所有的繁分数都很难算,事实上,分子和分母中分别只含有一个分数的繁分数就很容易化简。所以,如果繁分数的分子或分母(或者分子和分母),包含了多个分数或者分数和整数,那么你需要先将分子或分母上的分数化简成一个分数。你有可能会需要求几个分数的最小公分母。
例如,化简(3/5 + 2/15)/(5/7 - 3/10)。首先,先将分子和分母中的式子计算出来,得到一个分数。
先化简分子。最小公分母为15,所以,用3/5乘上3/3,这样,分子就变成了9/15 + 2/15,结果为11/15。
再化简分母。最小公分母为70,所以,用5/7乘上10/10,用3/10乘上7/7。这样,分母就变成了50/70 - 21/70,结果为29/70。
因此,繁分数就变成了(11/15)/(29/70)。
2:求分母位置上分数的倒数。根据定义,除以一个数,就相当于乘以这个数的倒数。现在,繁分数的分子和分母上都只有一个分数,我们可以利用除法的这一性质,化简繁分数。首先,求出繁分数分母位置上分数的倒数。方法很简单,只需要交换分子和分母即可。
本例中,繁分数(11/15)/(29/70)分母位置上的分数是29/70。要求它的倒数,只需要交换29和70的位置即可,得到70/29。
注意,如果分母上的数字是整数,你需要将它视为分数,然后再求出它的倒数。比如,如果繁分数是(11/15)/(29),那么分母可以看做是29/1,所以它的倒数是1/29。
3:用繁分数的分子乘以分母的倒数。现在,你得到了分母的倒数,下面就是用它乘以分子上的分数,这样就能得到简分数了。不要忘了,分数乘法的口诀是,“分子乘以分子得到分子,分母乘以分母得到分母”。
本例中,是用11/15 × 70/29。70 × 11 = 770,15 × 29 = 435,所以,简分数是770/435。
4:求分子和分母的最大公约数,从而进一步化简分数。现在,我们得到了一个简分数,下面要做的就是尽可能化简它。方法就是找到分子和分母的最大公约数,然后用分子分母同时除以它。
770和435的最大公约数是5。所以,用分子分母除以5,得到154/87。而154和87没有公约数,所以,这就是最终的化简结果了。
方法
2:化简含有变量的繁分数
1:尽可能使用反转相乘法。几乎所有繁分数的分子和分母,都可以分别化简成一个分数,然后再使用反转相乘法,得到简分数。带变量的繁分数也不例外,不过,变量的形式越复杂,整个化简过程也越难,需要的时间也越多。对于那些含有简单变量的繁分数来说,使用反转相乘法是个不错的选择,但是对于分子分母中带有多个变量的繁分数来说,使用下面的化简方法可能会更简单。
例如,(1/x)/(x/6)可以用反转相乘法化简。1/x × 6/x = 6/x2。本题中就不需要使用别的方法。
然而,对于(((1)/(x+3)) + x - 10)/(x +4 +((1)/(x - 5)))来说,使用反转相乘法化简是比较复杂的。将分子和分母分别简化成一个分数,然后反转相乘,再将结果进一步化简——整个过程可能会有点复杂,这种情况下,你就需要使用下面提到的方法。
2:如果反转相乘法不是很实际的话,你就需要求出繁分数中,分子和分母的最小公分母。这个方法的第一步是求出繁分数中所有分式(分子和分母中的)的最小公分母。通常,如果分数的分母中有变量,那么最小公分母就是它们的乘积。
举例说明。就化简上文提到的式子,(((1)/(x+3)) + x - 10)/(x +4 +((1)/(x - 5)))。这个繁分数中的分数项是(1)/(x+3)和(1)/(x-5)。这两个分数的最小公分母就是:(x+3)(x-5)。
3:用繁分数的分子部分乘以最小公分母。求出最小公分母之后,再用它乘以繁分数的分子部分。换句话说,我们需要用整个繁分数乘以(最小公分母)/(最小公分母)。由于(最小公分母)/(最小公分母)的值为1,所以我们这么做没有任何问题。首先,先乘分子。
本例中,我们需要用(((1)/(x+3)) + x - 10)/(x +4 +((1)/(x - 5))),乘以((x+3)(x-5))/((x+3)(x-5))。分子和分母,分别乘以(x+3)(x-5)。
首先,先计算分子。(((1)/(x+3)) + x - 10) ×(x+3)(x-5)
= (((x+3)(x-5)/(x+3)) + x((x+3)(x-5)) - 10((x+3)(x-5))
= (x-5) + (x(x2 - 2x - 15)) - (10(x2 - 2x - 15))
= (x-5) + (x3 - 2x2 - 15x) - (10x2 - 20x - 150)
= (x-5) + x3 - 12x2 + 5x + 150
= x3 - 12x2 + 6x + 145
4:用繁分数的分母部分乘以最小公分母。继续用你求得的最小公分母,乘以分母部分。分母中的每一项都要乘上最小公分母。
((1)/(x+3)) + x - 10)/(x +4 +((1)/(x - 5)))的分母部分是(x +4 +((1)/(x - 5))),我们需要用它乘上最小公分母。
(x +4 +((1)/(x - 5))) × (x+3)(x-5)
= x((x+3)(x-5)) + 4((x+3)(x-5)) + (1/(x-5))(x+3)(x-5)
= x(x2 - 2x - 15) + 4(x2 - 2x - 15) + ((x+3)(x-5))/(x-5)
= x3 - 2x2 - 15x + 4x2 - 8x - 60 + (x+3)
= x3 + 2x2 - 23x - 60 + (x+3)
= x3 + 2x2 - 22x - 57
5:通过上面的步骤,我们就得到了新的分子和分母。用繁分数乘以(最小公分母)/(最小公分母),并且合并同类项之后,你就得到了分子和分母中不含分数的简分数。也许你已经注意到了,繁分数中的每个分数乘以最小公分母之后,这些分数的分母就都约去了,只留下了变量和整数。
用新的分子和分母,我们可以构建新的分数。新分数的值和原繁分数相等,但是其中不含有分数项。分子是x3 - 12x2 + 6x + 145,分母是x3 + 2x2 - 22x - 57,所以,新的分数就是(x3 - 12x2 + 6x + 145)/(x3 + 2x2 - 22x - 57)
小提示
计算过程中,最好把每一步都写出来。在化简分数的过程中,计算过快或者心算,很容易出现计算错误。
在网上或者课本上找一个繁分数,然后按照上文的方法尝试化简。