Mnożenie wyrażeń wymiernych
Aby wymnożyć dwa wyrażenia wymierne należy:
- Wyznaczyć ich dziedzinę.
- Zapisać ich liczniki i mianowniki w postaci iloczynowej (rozłożyć wielomiany z liczników i mianowników na czynniki).
- Wymnożyć wyrażenia (tak jak ułamki, czyli licznik razy licznik i mianownik razy mianownik), skracając te same czynniki ze sobą (o ile są).
Przykład. Wykonaj działanie: \frac{x-1}{x} \cdot \frac{2x}{x+1}.
1. Wyznaczmy dziedzinę. Mianowniki muszą być różne od 0, zatem:
x \neq 0\hspace{4mm}\wedge\hspace{4mm} x+1 \neq 0
x \neq 0\hspace{4mm}\wedge\hspace{4mm} x \neq -1
Czyli:
D = \mathbb{R}\setminus\left\{-1, 0\right\}
2. Wszystkie wielomiany w mnożonych wyrażeniach to wielomiany stopnia 1, więc nie ma z czego robić postaci iloczynowych.
3. Wymnóżmy wyrażenia i skróćmy (o ile można):
\frac{x-1}{\cancel{x}} \cdot \frac{2\cancel{x}}{x+1} = \frac{2(x-1)}{x+1}
Gotowe.
Przykład. Wykonaj działanie: \frac{x-1}{x^{2}+x-2} \cdot \frac{x^{2}+2x}{x^{2}+4}.
1. Wyznaczmy dziedzinę. Mianowniki muszą być różne od 0, więc szukamy tych x, dla których się one zerują. Najpierw mianownik pierwszego wyrażenia:
x^{2}+x-2 = 0\hspace{4mm} (mamy równanie kwadratowe)
\Delta = 1^{2} - 4 \cdot 1 \cdot (-2) = 1 + 8 = 9 > 0, zatem mamy dwa rozwiązania:
x_{1} = \frac{-1 - \sqrt{9}}{2\cdot1} = \frac{-1 - 3}{2} = \frac{-4}{2} = -2
x_{2} = \frac{-1 + \sqrt{9}}{2\cdot1} = \frac{-1 + 3}{2} = \frac{2}{2} = 1
Czyli na pewno odrzucimy liczby -2 i 1. I mianownik drugiego wyrażenia:
x^{2}+4 = 0
x^{2} = -4 co nigdy nie zachodzi, bo zawsze x^{2} \ge 0
x \in \varnothing
Ostatecznie musimy odrzucić liczby -2 i 1, czyli:
D = \mathbb{R}\setminus\left\{-2, 1\right\}
2. Zapiszmy teraz wyrażenia w postaciach iloczynowych. Ponieważ miejscami zerowymi x^{2}+x-2 są liczby -2 i 1 (tak nam wyszło przy wyznaczaniu dziedziny) to:
\frac{x-1}{x^{2}+x-2} = \frac{\cancel{x-1}}{(x+2)\cancel{(x-1)}} = \frac{1}{x+2}
I drugie wyrażenie:
\frac{x^{2}+2x}{x^{2}+4} = \frac{x(x+2)}{x^{2}+4}\hspace{4mm} (mianownik jest nierozkładalny, bo jest postaci x^{2}+b)
3. Wymnóżmy wyrażenia i skróćmy (o ile można):
\frac{x-1}{x^{2}+x-2} \cdot \frac{x^{2}+2x}{x^{2}+4} = \frac{1}{\cancel{x+2}} \cdot \frac{x\cancel{(x+2)}}{x^{2}+4} = \frac{x}{x^{2}+4}
I w takiej postaci pozostawiamy rozwiązanie. Nic więcej nie uprościmy.