Какое число не может находиться в знаменателе дроби

1. Основное свойство алгебраической дроби

если числитель и знаменатель дроби одновременно умножить или разделить на одно и то же число, не равное нулю, то значение дроби не изменится.

Умножение числителя и знаменателя дроби на число называется приведение дроби к новому знаменателю , а деление — сокращением.

2 3 = 2 ⋅ 4 3 ⋅ 4 = 8 12
Числитель и знаменатель дроби умножили на \(4\), т. е. дробь 2 3 привели к знаменателю \(12\)
(знаменатель тоже умножить на \(4\)!)

С алгебраическими дробями можно выполнять те же действия, что и с числовыми дробями — сложение, вычитание, умножение, деление или возведение в степень.

При выполнении этих действий и упрощении результата приходится использовать
основное свойство алгебраической дроби:

значение алгебраической дроби не изменится, если её числитель и знаменатель умножить или разделить на одно и то же выражение, значение которого отлично от нуля.

x − 1 x + 5 = ( x − 1 ) ⋅ 2 x ( x + 5 ) ⋅ 2 x
Числитель и знаменатель умножен на \(2x\);
дробь x − 1 x + 5 приведена к знаменателю \(2x·(x+5)\)
Числитель и знаменатель разделены на \(y + 5\);
дробь 4 ( y + 5 ) y ( y + 5 ) сокращена
Обрати внимание!

При выполнении действий над алгебраическими дробями подразумевается, что все действия выполняются только в области определения этой дроби (т. е. соответствуют допустимым значениям переменной). Поэтому область определения дроби находится только тогда, когда этого требует условие задания.

сократи 26 a 3 bc 169 a 2 c .
1. У чисел \(26\) и \(169\) имеется общий множитель \(13\), поэтому дробь можно сократить:
26 a 3 bc 169 a 2 c = 2 ⋅ 13 a 3 bc 13 ⋅ 13 a 2 c = 2 a 3 bc 13 a 2 c .
2. Сокращаются степени с равными основаниями:
a 3 a 2 = a 2 + 1 a 2 = a 2 ⋅ a 1 a 2 = a 1 1 = a 1 .
2.1 Степени a 3 и a 2 сокращаются делением на меньшую степень a 2 :
2 a 3 bc 13 a 2 c = 2 a 3 bc 13 a 2 c = 2 abc 13 c .

2.2 Сокращаются равные множители \(c\). Переменную \(b\) нельзя сократить, т. к. в знаменателе дроби нет такой переменной:

Как освободиться от иррациональности в знаменателе: способы, примеры, решения

При изучении преобразований иррационального выражения очень важным является вопрос о том, как освободиться от иррациональности в знаменателе дроби. Целью этой статьи является объяснение этого действия на конкретных примерах задач. В первом пункте мы рассмотрим основные правила данного преобразования, а во втором – характерные примеры с подробными пояснениями.

Понятие освобождения от иррациональности в знаменателе

Начнем с пояснения, в чем вообще заключается смысл такого преобразования. Для этого вспомним следующие положения.

Об иррациональности в знаменателе дроби можно говорить в том случае, если там присутствует радикал, он же знак корня. Числа, которые записаны при помощи такого знака, часто относятся к числу иррациональных. Примерами могут быть 1 2 , — 2 x + 3 , x + y x — 2 · x · y + 1 , 11 7 — 5 . К дробям с иррациональными знаменателями также относятся те, что имеют там знаки корней различной степени (квадратный, кубический и т.д.), например, 3 4 3 , 1 x + x · y 4 + y . Избавляться от иррациональности следует для упрощения выражения и облегчения дальнейших вычислений. Сформулируем основное определение:

Освободиться от иррациональности в знаменателе дроби – значит преобразовать ее, заменив на тождественно равную дробь, в знаменателе которой не содержится корней и степеней.

Такое действие может называться освобождением или избавлением от иррациональности, смысл при этом остается тем же. Так, переход от 1 2 к 2 2 , т.е. к дроби с равным значением без знака корня в знаменателе и будет нужным нам действием. Приведем еще один пример: у нас есть дробь x x — y . Проведем необходимые преобразования и получим тождественно равную ей дробь x · x + y x — y , освободившись от иррациональности в знаменателе.

После формулировки определения мы можем переходить непосредственно к изучению последовательности действий, которые нужно выполнить для такого преобразования.

Основные действия для избавления от иррациональности в знаменателе дроби

Для освобождения от корней нужно провести два последовательных преобразования дроби: умножить обе части дроби на число, отличное от нуля, а затем преобразовать выражение, получившееся в знаменателе. Рассмотрим основные случаи.

В наиболее простом случае можно обойтись преобразованием знаменателя. Например, мы можем взять дробь со знаменателем, равным корню из 9 . Вычислив 9 , мы запишем в знаменателе 3 и избавимся таким образом от иррациональности.

Однако гораздо чаще приходится предварительно умножать числитель и знаменатель на такое число, которое потом позволит привести знаменатель к нужному виду (без корней). Так, если мы выполним умножение 1 x + 1 на x + 1 , мы получим дробь x + 1 x + 1 · x + 1 и сможем заменить выражение в ее знаменателе на x + 1 . Так мы преобразовали 1 x + 1 в x + 1 x + 1 , избавившись от иррациональности.

Иногда преобразования, которые нужно выполнить, бывают довольно специфическими. Разберем несколько наглядных примеров.

Как преобразовать выражение в знаменателе дроби

Как мы уже говорили, проще всего выполнить преобразование знаменателя.

Условие: освободите дробь 1 2 · 18 + 50 от иррациональности в знаменателе.

Решение

Для начала раскроем скобки и получим выражение 1 2 · 18 + 2 · 50 . Используя основные свойства корней, перейдем к выражению 1 2 · 18 + 2 · 50 . Вычисляем значения обоих выражений под корнями и получаем 1 36 + 100 . Здесь уже можно извлечь корни. В итоге у нас получилась дробь 1 6 + 10 , равная 1 16 . На этом преобразования можно закончить.

Запишем ход всего решения без комментариев:

1 2 · 18 + 50 = 1 2 · 18 + 2 · 50 = = 1 2 · 18 + 2 · 50 = 1 36 + 100 = 1 6 + 10 = 1 16

Ответ: 1 2 · 18 + 50 = 1 16 .

Условие: дана дробь 7 — x ( x + 1 ) 2 . Избавьтесь от иррациональности в знаменателе.

Решение

Ранее в статье, посвященной преобразованиям иррациональных выражений с применением свойств корней, мы упоминали, что при любом A и четных n мы можем заменить выражение A n n на | A | на всей области допустимых значений переменных. Следовательно, в нашем случае мы можем записать так: 7 — x x + 1 2 = 7 — x x + 1 . Таким способом мы освободились от иррациональности в знаменателе.

Ответ: 7 — x x + 1 2 = 7 — x x + 1 .

Избавление от иррациональности методом умножения на корень

Если в знаменателе дроби находится выражение вида A и само выражение A не имеет знаков корней, то мы можем освободиться от иррациональности, просто умножив обе части исходной дроби на A . Возможность этого действия определяется тем, что A на области допустимых значений не будет обращаться в 0 . После умножения в знаменателе окажется выражение вида A · A , которое легко избавить от корней: A · A = A 2 = A . Посмотрим, как правильно применять этот метод на практике.

Условие: даны дроби x 3 и — 1 x 2 + y — 4 . Избавьтесь от иррациональности в их знаменателях.

Решение

Выполним умножение первой дроби на корень второй степени из 3 . Получим следующее:

x 3 = x · 3 3 · 3 = x · 3 3 2 = x · 3 3

Во втором случае нам надо выполнить умножение на x 2 + y — 4 и преобразовать получившееся выражение в знаменателе:

— 1 x 2 + y — 4 = — 1 · x 2 + y — 4 x 2 + y — 4 · x 2 + y — 4 = = — x 2 + y — 4 x 2 + y — 4 2 = — x 2 + y — 4 x 2 + y — 4

Ответ: x 3 = x · 3 3 и — 1 x 2 + y — 4 = — x 2 + y — 4 x 2 + y — 4 .

Если же в знаменателе исходной дроби имеются выражения вида A n m или A m n (при условии натуральных m и n ), нам нужно выбрать такой множитель, чтобы получившееся выражение можно было преобразовать в A n n · k или A n · k n (при натуральном k ). После этого избавиться от иррациональности будет несложно. Разберем такой пример.

Условие: даны дроби 7 6 3 5 и x x 2 + 1 4 15 . Избавьтесь от иррациональности в знаменателях.

Решение

Нам нужно взять натуральное число, которое можно разделить на пять, при этом оно должно быть больше трех. Чтобы показатель 6 стал равен 5 , нам надо выполнить умножение на 6 2 5 . Следовательно, обе части исходной дроби нам придется умножить на 6 2 5 :

7 6 3 5 = 7 · 6 2 5 6 3 5 · 6 2 5 = 7 · 6 2 5 6 3 5 · 6 2 = 7 · 6 2 5 6 5 5 = = 7 · 6 2 5 6 = 7 · 36 5 6

Во втором случае нам потребуется число, большее 15 , которое можно разделить на 4 без остатка. Берем 16 . Чтобы получить такой показатель степени в знаменателе, нам надо взять в качестве множителя x 2 + 1 4 . Уточним, что значение этого выражения не будет 0 ни в каком случае. Вычисляем:

x x 2 + 1 4 15 = x · x 2 + 1 4 x 2 + 1 4 15 · x 2 + 1 4 = = x · x 2 + 1 4 x 2 + 1 4 16 = x · x 2 + 1 4 x 2 + 1 4 4 4 = x · x 2 + 1 4 x 2 + 1 4

Ответ: 7 6 3 5 = 7 · 36 5 6 и x x 2 + 1 4 15 = x · x 2 + 1 4 x 2 + 1 4 .

Избавление от иррациональности методом умножения на сопряженное выражение

Следующий метод подойдет для тех случаев, когда в знаменателе исходной дроби стоят выражения a + b , a — b , a + b , a — b , a + b , a — b . В таких случаях нам надо взять в качестве множителя сопряженное выражение. Поясним смысл этого понятия.

Для первого выражения a + b сопряженным будет a — b , для второго a — b – a + b . Для a + b – a — b , для a — b – a + b , для a + b – a — b , а для a — b – a + b . Иначе говоря, сопряженное выражение – это такое выражение, в котором перед вторым слагаемым стоит противоположный знак.

Давайте рассмотрим, в чем именно заключается данный метод. Допустим, у нас есть произведение вида a — b · a + b . Оно может быть заменено разностью квадратов a — b · a + b = a 2 — b 2 , после чего мы переходим к выражению a − b , лишенному радикалов. Таким образом, мы освободились от иррациональности в знаменателе дроби с помощью умножения на сопряженное выражение. Возьмем пару наглядных примеров.

Условие: избавьтесь от иррациональности в выражениях 3 7 — 3 и x — 5 — 2 .

Решение

В первом случае берем сопряженное выражение, равное 7 + 3 . Теперь производим умножение обеих частей исходной дроби на него:

3 7 — 3 = 3 · 7 + 3 7 — 3 · 7 + 3 = 3 · 7 + 3 7 2 — 3 2 = = 3 · 7 + 3 7 — 9 = 3 · 7 + 3 — 2 = — 3 · 7 + 3 2

Во втором случае нам понадобится выражение — 5 + 2 , которое является сопряженным выражению — 5 — 2 . Умножим на него числитель и знаменатель и получим:

x — 5 — 2 = x · — 5 + 2 — 5 — 2 · — 5 + 2 = = x · — 5 + 2 — 5 2 — 2 2 = x · — 5 + 2 5 — 2 = x · 2 — 5 3

Возможно также перед умножением выполнить преобразование: если мы вынесем из знаменателя сначала минус, считать будет удобнее:

x — 5 — 2 = — x 5 + 2 = — x · 5 — 2 5 + 2 · 5 — 2 = = — x · 5 — 2 5 2 — 2 2 = — x · 5 — 2 5 — 2 = — x · 5 — 2 3 = = x · 2 — 5 3

Ответ: 3 7 — 3 = — 3 · 7 + 3 2 и x — 5 — 2 = x · 2 — 5 3 .

Важно обратить внимание на то, чтобы выражение, полученное в итоге умножения, не обращалось в 0 ни при каких переменных из области допустимых значений для данного выражения.

Условие: дана дробь x x + 4 . Преобразуйте ее так, чтобы в знаменателе не было иррациональных выражений.

Решение

Начнем с нахождения области допустимых значений переменной x . Она определена условиями x ≥ 0 и x + 4 ≠ 0 . Из них можно сделать вывод, что нужная область представляет собой множество x ≥ 0 .

Сопряженное знаменателю выражение представляет собой x — 4 . Когда мы можем выполнить умножение на него? Только в том случае, если x — 4 ≠ 0 . На области допустимых значений это будет равносильно условию x≠16. В итоге мы получим следующее:

x x + 4 = x · x — 4 x + 4 · x — 4 = = x · x — 4 x 2 — 4 2 = x · x — 4 x — 16

Если x будет равен 16 , то мы получим:

x x + 4 = 16 16 + 4 = 16 4 + 4 = 2

Следовательно, x x + 4 = x · x — 4 x — 16 при всех значениях x , принадлежащих области допустимых значений, за исключением 16 . При x = 16 получим x x + 4 = 2 .

Ответ: x x + 4 = x · x — 4 x — 16 , x ∈ [ 0 , 16 ) ∪ ( 16 , + ∞ ) 2 , x = 16 .

Преобразование дробей с иррациональностью в знаменателе с использованием формул суммы и разности кубов

В предыдущем пункте мы выполняли умножение на сопряженные выражения с тем, чтобы потом использовать формулу разности квадратов. Иногда для избавления от иррациональности в знаменателе полезно воспользоваться и другими формулами сокращенного умножения, например, разностью кубов a 3 − b 3 = ( a − b ) · ( a 2 + a · b + b 2 ) . Этой формулой удобно пользоваться, если в знаменателе исходной дроби стоят выражения с корнями третьей степени вида A 3 — B 3 , A 3 2 + A 3 · B 3 + B 3 2 . и т.д. Чтобы применить ее, нам нужно умножить знаменатель дроби на неполный квадрат суммы A 3 2 + A 3 · B 3 + B 3 2 или разность A 3 — B 3 . Точно также можно применить и формулу суммы a 3 + b 3 = ( а ) · ( a 2 − a · b + b 2 ) .

Условие: преобразуйте дроби 1 7 3 — 2 3 и 3 4 — 2 · x 3 + x 2 3 так, чтобы избавиться от иррациональности в знаменателе.

Решение

Для первой дроби нам нужно воспользоваться методом умножения обеих частей на неполный квадрат суммы 7 3 и 2 3 , поскольку потом мы сможем выполнить преобразование с помощью формулы разности кубов:

1 7 3 — 2 3 = 1 · 7 3 2 + 7 3 · 2 3 + 2 3 2 7 3 — 2 3 · 7 3 2 + 7 3 · 2 3 + 2 3 2 = = 7 3 2 + 7 3 · 2 3 + 2 3 2 7 3 3 — 2 3 3 = 7 2 3 + 7 · 2 3 + 2 2 3 7 — 2 = = 49 3 + 14 3 + 4 3 5

Во второй дроби представим знаменатель как 2 2 — 2 · x 3 + x 3 2 . В этом выражении виден неполный квадрат разности 2 и x 3 , значит, мы можем умножить обе части дроби на сумму 2 + x 3 и воспользоваться формулой суммы кубов. Для этого должно быть соблюдено условие 2 + x 3 ≠ 0 , равносильное x 3 ≠ — 2 и x ≠ − 8 :

3 4 — 2 · x 3 + x 2 3 = 3 2 2 — 2 · x 3 + x 3 2 = = 3 · 2 + x 3 2 2 — 2 · x 3 + x 3 2 · 2 + x 3 = 6 + 3 · x 3 2 3 + x 3 3 = = 6 + 3 · x 3 8 + x

Подставим в дробь — 8 и найдем значение:

3 4 — 2 · 8 3 + 8 2 3 = 3 4 — 2 · 2 + 4 = 3 4

Подведем итоги. При всех x , входящих в область значений исходной дроби (множество R ), за исключением — 8 , мы получим 3 4 — 2 · x 3 + x 2 3 = 6 + 3 · x 3 8 + x . Если x = 8 , то 3 4 — 2 · x 3 + x 2 3 = 3 4 .

Ответ: 3 4 — 2 · x 3 + x 2 3 = 6 + 3 · x 3 8 + x , x ≠ 8 3 4 , x = — 8 .

Последовательное применение различных способов преобразования

Часто на практике встречаются более сложные примеры, когда мы не можем освободиться от иррациональности в знаменателе с помощью всего одного метода. Для них нужно последовательно выполнять несколько преобразований или подбирать нестандартные решения. Возьмем одну такую задачу.

Условие: преобразуйте 5 7 4 — 2 4 , чтобы избавиться от знаков корней в знаменателе.

Решение

Выполним умножение обеих частей исходной дроби на сопряженное выражение 7 4 + 2 4 с ненулевым значением. Получим следующее:

5 7 4 — 2 4 = 5 · 7 4 + 2 4 7 4 — 2 4 · 7 4 + 2 4 = = 5 · 7 4 + 2 4 7 4 2 — 2 4 2 = 5 · 7 4 + 2 4 7 — 2

А теперь применим тот же способ еще раз:

5 · 7 4 + 2 4 7 — 2 = 5 · 7 4 + 2 4 · 7 + 2 7 — 2 · 7 + 2 = = 5 · 7 4 + 2 4 · 7 + 2 7 2 — 2 2 = 5 · 7 4 + 7 4 · 7 + 2 7 — 2 = = 5 · 7 4 + 2 4 · 7 + 2 5 = 7 4 + 2 4 · 7 + 2

Ответ: 5 7 4 — 2 4 = 7 4 + 2 4 · 7 + 2 .

Рациональные числа

Тема рациональных чисел достаточно обширна. О ней можно говорить бесконечно и писать целые труды, каждый раз удивляясь новым фишкам.

Чтобы не допускать в будущем ошибок, в данном уроке мы немного углубимся в тему рациональных чисел, почерпнём из неё необходимые сведения и двинемся дальше.

Что такое рациональное число

Рациональное число — это число, которое может быть представлено в виде дроби , где a — это числитель дроби, b — знаменатель дроби. Причем b не должно быть нулём, поскольку деление на ноль не допускается.

К рациональным числам относятся следующие категории чисел:

• целые числа (например −2, −1, 0 1, 2 и т.д.)

• обыкновенные дроби (например , , и т.п.)

• смешанные числа (например , , и т.п.)

• десятичные дроби (например 0,2 и т.п.)

• бесконечные периодические дроби (например 0,(3) и т.п.)

Каждое число из этой категории может быть представлено в виде дроби .

Пример 1. Целое число 2 может быть представлено в виде дроби . Значит число 2 относится не только к целым числам, но и к рациональным.

Пример 2. Смешанное число может быть представлено в виде дроби . Данная дробь получается путём перевода смешанного числа в неправильную дробь

Значит смешанное число относится к рациональным числам.

Пример 3. Десятичная дробь 0,2 может быть представлена в виде дроби . Данная дробь получилась путём перевода десятичной дроби 0,2 в обыкновенную дробь. Если испытываете затруднения на этом моменте, повторите тему десятичных дробей.

Поскольку десятичная дробь 0,2 может быть представлена в виде дроби , значит она тоже относится к рациональным числам.

Пример 4. Бесконечная периодическая дробь 0, (3) может быть представлена в виде дроби . Данная дробь получается путём перевода чистой периодической дроби в обыкновенную дробь. Если испытываете затруднения на этом моменте, повторите тему периодические дроби.

Поскольку бесконечная периодическая дробь 0, (3) может быть представлена в виде дроби , значит она тоже относится к рациональным числам.

В дальнейшем, все числа которые можно представить в виде дроби, мы всё чаще будем называть одним словосочетанием — рациональные числа.

Рациональные числа на координатной прямой

Координатную прямую мы рассматривали, когда изучали отрицательные числа. Напомним, что это прямая линия на которой лежат множество чисел. Выглядит следующим образом:

На этом рисунке приведен небольшой фрагмент координатной прямой от −5 до 5.

Отметить на координатной прямой целые числа вида 2, 0, −3 не составляет особого труда.

Намного интереснее дела обстоят с остальными числами: с обыкновенными дробями, смешанными числами, десятичными дробями и т.д. Эти числа лежат между целыми числами и этих чисел бесконечно много.

Например, отметим на координатной прямой рациональное число . Данное число располагается ровно между нулём и единицей

Попробуем понять, почему дробь вдруг расположилась между нулём и единицей.

Как уже говорилось выше, между целыми числами лежат остальные числа — обыкновенные дроби, десятичные дроби, смешанные числа и т.д. К примеру, если увеличить участок координатной прямой от 0 до 1, то можно увидеть следующую картину

Видно, что между целыми числами 0 и 1 лежат уже другие рациональные числа, которые являются знакомыми для нас десятичными дробями. Здесь же видна наша дробь , которая расположилась там же, где и десятичная дробь 0,5. Внимательное рассмотрение этого рисунка даёт ответ на вопрос почему дробь расположилась именно там.

Дробь означает разделить 1 на 2. А если разделить 1 на 2, то мы получим 0,5

Десятичную дробь 0,5 можно замаскировать и под другие дроби. Из основного свойства дроби мы знаем, что если числитель и знаменатель дроби умножить или разделить на одно и то же число, то значение дроби не изменится.

Если числитель и знаменатель дроби умножить на любое число, например на число 4, то мы получим новую дробь , а эта дробь также как и равна 0,5

А значит на координатной прямой дробь можно расположить там же, где и располагалась дробь

Пример 2. Попробуем отметить на координатной рациональное число . Данное число располагается ровно между числами 1 и 2

Значение дроби равно 1,5

Если увеличить участок координатной прямой от 1 до 2, то мы увидим следующую картину:

Видно, что между целыми числами 1 и 2 лежат уже другие рациональные числа, которые являются знакомыми для нас десятичными дробями. Здесь же видна наша дробь , которая расположилась там же, где и десятичная дробь 1,5.

Мы увеличивали определенные отрезки на координатной прямой, чтобы увидеть остальные числа, лежащие на этом отрезке. В результате, мы обнаруживали десятичные дроби, которые имели после запятой одну цифру.

Но это были не единственные числа, лежащие на этих отрезках. Чисел, лежащих на координатной прямой бесконечно много.

Нетрудно догадаться, что между десятичными дробями, имеющими после запятой одну цифру, лежат уже другие десятичные дроби, имеющие после запятой две цифры. Другими словами, сотые части отрезка.

К примеру, попробуем увидеть числа, которые лежат между десятичными дробями 0,1 и 0,2

Ещё пример. Десятичные дроби, имеющие две цифры после запятой и лежащие между нулём и рациональным числом 0,1 выглядят так:

Пример 3. Отметим на координатной прямой рациональное число . Данное рациональное число будет располагаться очень близко к нулю

Значение дроби равно 0,02

Если мы увеличим отрезок от 0 до 0,1 то увидим где точно расположилось рациональное число

Видно, что наше рациональное число расположилось там же, где и десятичная дробь 0,02.

Пример 4. Отметим на координатной прямой рациональное число 0, (3)

Рациональное число 0, (3) является бесконечной периодической дробью. Его дробная часть никогда не заканчивается, она бесконечная

0,33333….и так далее до бесконечности..

И поскольку у числа 0,(3) дробная часть является бесконечной, это означает, что мы не сможем найти точное место на координатной прямой, где это число располагается. Мы можем лишь указать это место приблизительно.

Рациональное число 0,33333… будет располагаться очень близко к обычной десятичной дроби 0,3

Данный рисунок не показывает точное место расположения числа 0,(3). Это лишь иллюстрация, показывающая как близко может располагаться периодическая дробь 0,(3) к обычной десятичной дроби 0,3.

Пример 5. Отметим на координатной прямой рациональное число . Данное рациональное число будет располагаться посередине между числами 2 и 3

это есть 2 (две целых) и (одна вторая). Дробь по другому ещё называют «половиной». Поэтому мы отметили на координатной прямой два целых отрезка и ещё половину отрезка.

Если перевести смешанное число в неправильную дробь, то получим обыкновенную дробь . Эта дробь на координатной прямой будет располагаться там же, где и дробь

Значение дроби равно 2,5

Если увеличить участок координатной прямой от 2 до 3, то мы увидим следующую картину:

Видно, что наше рациональное число расположилось там же, где и десятичная дробь 2,5

Минус перед рациональным числом

В предыдущем уроке, который назвался умножение и деление целых чисел мы научились делить целые числа. В роли делимого и делителя могли стоять как положительные, так и отрицательные числа.

Рассмотрим простейшее выражение

В данном выражении делимое (−6) является отрицательным числом.

Теперь рассмотрим второе выражение

Здесь уже отрицательным числом является делитель (−2). Но в обоих случаях мы получаем один и тот же ответ −3.

Учитывая, что любое деление можно записать в виде дроби, мы можем рассмотренные выше примеры также записать в виде дроби:

А поскольку в обоих случаях значение дроби одинаково, минус стоящий либо в числителе либо в знаменателе можно сделать общим, поставив его перед дробью

Поэтому между выражениями и и можно поставить знак равенства, потому что они несут одно и то же значение

В дальнейшем работая с дробями, если минус будет нам встречаться в числителе или в знаменателе, мы будем делать этот минус общим, ставя его перед дробью.

Противоположные рациональные числа

Как и целое число, рациональное число имеет своё противоположное число.

Например, для рационального числа противоположным числом является . Располагается оно на координатной прямой симметрично расположению относительно начала координат. Другими словами, оба этих числа равноудалены от начала координат

Перевод смешанных чисел в неправильные дроби

Мы знаем что для того, чтобы перевести смешанное число в неправильную дробь, нужно целую часть умножить на знаменатель дробной части и прибавить к числителю дробной части. Полученное число будет числителем новой дроби, а знаменатель остаётся прежним..

Например, переведём смешанное число в неправильную дробь

Умножим целую часть на знаменатель дробной части и прибавим числитель дробной части:

Вычислим данное выражение:

(2 × 2) + 1 = 4 + 1 = 5

Полученное число 5 будет числителем новой дроби, а знаменатель останется прежним:

Полностью данная процедура записывается следующим образом:

Чтобы вернуть изначальное смешанное число, достаточно выделить целую часть в дроби

Но этот способ перевода смешанного числа в неправильную дробь применим только в том случае, если смешанное число является положительным. Для отрицательного числа данный способ не сработает.

Рассмотрим дробь . Выделим в этой дроби целую часть. Получим

Чтобы вернуть изначальную дробь нужно перевести смешанное число в неправильную дробь. Но если мы воспользуемся старым правилом, а именно умножим целую часть на знаменатель дробной части и к полученному числу прибавим числитель дробной части, то получим следующее противоречие:

Мы получили дробь , а должны были получить дробь .

Делаем вывод, что смешанное число в неправильную дробь переведено неправильно:

Чтобы правильно перевести отрицательное смешанное число в неправильную дробь, нужно целую часть умножить на знаменатель дробной части, и из полученного числа вычесть числитель дробной части. В этом случае у нас всё встанет на свои места

Отрицательное смешанное число является противоположным для смешанного числа . Если положительное смешанное число располагается в правой части и выглядит так

то отрицательное смешанное число будет располагаться в левой части симметрично относительное начала координат

И если читается как «две целых и одна вторая», то читается как «минус две целых и минус одна вторая». Поскольку числа −2 и располагаются в левой части координатной прямой — они оба являются отрицательными.

Любое смешанное число можно записать в развёрнутом виде. Положительное смешанное число в развёрнутом виде записывается как .

А отрицательное смешанное число записывается как

Теперь мы можем понять, почему смешанное число расположилось в левой части координатной прямой. Минус перед двойкой указывает, что мы сдвинулись от нуля на два шага влево, в результате оказались в точке, где находится число −2

Затем, начиная от числа −2 сдвинулись ещё влево на шага. А поскольку значение равно −0,5 то наш шаг будет половиной от полного шага.

В итоге, мы окажемся посередине между числами −3 и −2

Пример 2. Выделить в неправильной дроби целую часть, затем полученное смешанное число обратно перевести в неправильную дробь

Выполним первую часть задания, а именно выделим в неправильной дроби целую часть

Выполним вторую часть задания, а именно переведём полученное смешанное число в неправильную дробь. Для этого умножим целую часть на знаменатель дробной части и из полученного числа вычтем числитель дробной части:

Если нет желания путаться и привыкать к новому правилу, то можно смешанное число заключить в скобки, а минус оставить за скобкой. Тогда можно будет применить старое доброе правило: умножить целую часть на знаменатель дробной части и к полученному числу прибавить числитель дробной части.

Выполним предыдущее задание этим способом, а именно переведём смешанное число в неправильную дробь

Понравился урок?
Вступай в нашу новую группу Вконтакте и начни получать уведомления о новых уроках

Возникло желание поддержать проект?
Используй кнопку ниже

Опубликовано Автор

18 thoughts on “Рациональные числа”

Всеволод :

Было бы лучше, чтоб после каждого шага было много задач. Так как без задач, не возможно закрепление и запоминание темы. Только ни в коем случае «один вопрос и пять вариантов ответа». Человек решая, должен быть уверен, что правильно решил задачу.

Брончик :

К каждому шагу дано более одного примера. Вы можете, прочитав условие, самостоятельно попытаться решить примеры.

Максим :

С большим удовольствием прошёлся по материалу и освежил знания. Жаль нет продолжения. Очень всё доходчиво, спасибо.

Здравствуйте admin! С большим удовольствием повторил математику, скажите пожалуйста какие дальше темы?Очень нужно экспрессом к вышке добраться

Спасибо за сайт с удовольствием изучаю то что пропустил многие годы назад. Но хотелось бы узнать профессию автора и квалификацию и о том дойдет ли админ до разделов высшей математики.

По вашим статьям надо учебники писать. Если бы в у нас в книгах все так понятно писали все бы были отличниками.

Здравствуйте мы продолжаем учится товарищ ленин сказал учиться не поздно а ещё желаю увидеть вышие матиматику в адресе

Very cool site .
Дорабатывать и перерабатывать .
Добавлять примеры . Возможно даже из курса Сканави для школы и тд .
Тогда нужно это преобразовать в различные уровни .
Всего 14 дней объяснений и можно первые 3 класса
пропустить в школе .
Very cool site .

Огромное вам спасибо!
Алексей :

Жаль не понимаю почему если в калькуляторе разделить — 27÷5 то выходит — 5,4 а значит — 5 4/5 а значить ошибка. Тежело понят пока ((

5,4 это десятичная дробь, если ее перевести в обычную, то будет 5 4\10 = 5 2\5, а не 5 4\5
5,4 это означает 5 целое четыре десятых. А если сократить, то получится 5 целое две пятых
Алексей :

Потому что 5,4 это (пять целых четыре десятых), а вы записали (пять целых четыре пятых), пятых не бывает, есть десятые, сотые. Хотя если фантазия есть, тогда по логике можно представить результат деления 27:5 как 5 2/5 (пять целых две пятых)

Хорошо бы отметить ещё тот нюанс, что при сравнении смешанных чисел удобно поменять тот же приём что и при сравнении десятичных дробей, о котором вы пишите. Просто смотрим целую часть смешанной дроби по ней делаем сравнение. Если же целые части дробей равны, то вывод о сравнении смешанных дробей можно сделать по сравнению дробных частей. Перевод в неправильную дробь для сравнения может и имеет право на жизнь для методического понимания, но технически излишен для сравнения смешанных дробей. Кроме того, сравнение описаным обычным способом также дает некоторое понимание сути смешанных дробей.

Автор — умница!
Юличка :

Спасибо огромное! Всё очень понятно! Вот если бы по вашему сайту писали учебники, все знали бы математику на 5. Спасибо огромное.

Казбек :

Почему знаменатель рационального числа может быть только натуральным числом? А целые отрицательные числа, а дробные? Нулём быть не может, это понятно.

Добавить комментарий Отменить ответ

© 2015-2023 Математика с нуля. Пошаговое изучение математики для начинающих.
Копирование материалов и размещение их на других ресурсах строго запрещено.

Числа и цифры: план урока по математике

Понятие числа возникло из-за практической необходимости подсчета предметов. Сначала предметы считали при помощи подручных средств: пальцев, камней, еловых шишек и т. д. На ранних стадиях развития человечества запас чисел был весьма ограничен. Ряд известных и используемых натуральных чисел был конечен и удлинялся не очень быстро. Осознание же неограниченной продолжительности натурального ряда чисел стало уже признаком достаточно высокого уровня знаний и культуры.

Хотите ученика как Джордж Данциг? Узнайте, какое направление в Skysmart подарит его вам

Вместе с использованием увеличивающихся чисел развивались и сами символы, которыми обозначались числа, а сами числа образовывали системы.

Развитие человечества постепенно приводило и к совершенствованию систем счисления. Употребляемая сейчас позиционная десятичная система счисления является итогом длительного исторического развития.

Сейчас мы поговорим о системе действительных чисел, дадим их классификацию и опишем свойства, но сначала запомним интересные вопросы, которые потом можно будет задавать в беседах со своими друзьями и знакомыми:

• Вопрос 1: кто придумал 0?
• Вопрос 2: единица — это простое число или составное?
• Вопрос 3: сколько множеств чисел проходят в школе?
• Вопрос 4: где находится основание и что такое показатель?
• Вопрос 5: может ли когда-нибудь случиться так, что иррациональное число станет рациональным или наоборот?
• Вопрос на миллион (дополнительно для продвинутых): как называются числа, которые можно нарисовать в виде вектора?

План урока:

1. Действительные числа
2. Модуль и свойства модуля
3. Дроби
4. Множества
5. Интервалы
6. Степени
7. Рациональные степени

1. Действительные числа

• Положительные числа — числа, которые больше нуля.
• Отрицательные числа — числа, которые меньше нуля.
• 0 (ноль) — число, находящееся между положительными и отрицательными числами (это число придумал индийский математик Брахмагупта).
• Натуральные числа — числа, появившиеся при счете: 1, 2, 3, 4 и т. д.
• Целые числа — числа, которые состоят из натуральных чисел, нуля и чисел, противоположных натуральным: …, −5, −4, −3, −2, −1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, …
• Простые числа — числа, которые имеют ровно два делителя, то есть 1 и само число.
• Составные числа — числа, которые имеют более двух делителей, то есть, помимо деления на 1 и на само число, составное число также можно разделить как минимум на одно положительное целое число.
• 1 не является простым или составным числом.
• Рациональные числа — числа, которые могут быть представлены в виде дроби p/_q, где числа p и q целые, отличные от нуля.

Все целые числа также являются рациональными, так как любое целое число может быть представлено в виде дроби целое число/₁.

Кроме этого, дробь p/_q может быть также представлена:

— либо как конечное десятичное число: 7/₄=1,75;

— либо как повторяющееся десятичное число: 7/₃=2,333333333…

• Иррациональные числа — числа, которые невозможно представить в виде рациональной дроби p/_q.

Иррациональное число не может быть представлено в виде дроби p/q с целыми p и q.

Типичные примеры иррациональных чисел:

Иррациональные числа не могут быть рациональными и наоборот!

Итак, действительные числа — все рациональные и иррациональные числа.

Есть еще одна очень важная классификация чисел:

• Четные числа — числа, которые при делении на 2 дают в остатке 0.
• Нечетные числа — числа, которые при делении на 2 не дают в остатке 0.

Примеры:

1. Каким числом является число 5? (За полный ответ полагается соответствующая оценка.)

Ответ: положительное, натуральное, целое, рациональное, действительное.

1. Каким числом является число −4,2?

Ответ: отрицательное, рациональное, действительное.

1. Каким числом является число 666/13?

Ответ: положительное, иррациональное, действительное.

Множество действительных чисел может быть графически представлено вещественной числовой линией, то есть прямой линией, на которой выбраны начало координат (нулевое число) и масштаб.

Существует однозначное соответствие между набором действительных чисел и точками на прямой с действительными числами: каждая точка на этой прямой соответствует действительному числу и наоборот. Все положительные действительные числа представлены точками, лежащими справа от числа ноль, а все отрицательные действительные числа представлены точками слева от числа ноль. Все положительные числа расположены в порядке возрастания слева направо — справа от нуля; все отрицательные целые числа расположены в порядке убывания справа налево — слева от нуля.

Если действительное число является целым числом, его точка на числовой прямой совпадает с одной из отметок для целого числа; в противном случае его точка лежит между двумя последовательными отметками.

Большинство алгебраических манипуляций основано на свойствах действительных чисел. Все действительные числа обладают следующими свойствами:

• Свойство симметричности: «Равенство a=b подразумевает равенство b=a».

Пример: равенство x+y=z подразумевает равенство z=x+y.

• Свойство транзитивности (переходное свойство): «Два числа равны друг другу, если каждое из них равно одному и тому же числу».

Другими словами: «Уравнения a=b и c=b подразумевают, что a=c».

Пример: уравнения x+y=z и z=b+c подразумевают, что x+y=b+c.

• Свойство замены: «Любое число может быть заменено на равное ему в любом выражении».

Если a=b, то a может быть заменено на b в любом математическом выражении.

Пример: если x=a и x+b=c, то a+b=c.

• Свойство сложения и вычитания: «Если к равным числам прибавляются равные числа, то суммы равны. Если из равных чисел вычесть равные числа, то разности равны».

Пример: если a=b и c=d, то a ± c=b ± d.

• Свойство умножения: «Если равные числа умножаются на равные числа, то произведения равны».

Пример: если a=b и c=d, то ac=bd.

Числа в произведениях называются сомножителями.

• Коммутативные законы сложения и умножения: «Числа могут складываться в любом порядке: a+b=b+a. Числа могут умножаться в любом порядке: ab=ba».
• Ассоциативные законы сложения и умножения: «Слагаемые могут сочетаться в любые группы: a+(b+c)=(a+b)+c. Сомножители могут сочетаться в любые группы: a(bc)=(ab)c».
• Дистрибутивный закон: «Скобки можно раскрыть; общий множитель можно вынести за скобки».

• Аксиома тождества для суммы: «Сумма любого действительного числа и числа 0 есть само это число: a+0=a».
• Аксиома тождества для произведения: «Произведение любого действительного числа и числа 1 есть само это число: a×1=a».
• Аксиома инверсии для сложения: «Для любого действительного числа a существует уникальное число (-a), такое, что a+(-a)= -a+a=0. Число (-a) называется противоположным числу a».

Можно сказать, что вычитание — это действие, обратное сложению, а сложение — это действие, обратное вычитанию.

Сложение и вычитание являются операциями, обратными друг другу.

• Аксиома инверсии для произведения: «Для любого ненулевого числа a существует уникальное действительное число (1/_a), такое, что a×(1/_a)=(1/_a)×a=1. Число (1/_a) называется обратным числу a».

Умножение и деление являются операциями, обратными друг другу.

Осторожно: «дырка»! Произведение числа ноль и любого действительного числа равно числу ноль: 0×a=a×0=0.

• Для любых действительных чисел a и b истинным может быть только одно соотношение: a>b, a=b, a