Skracanie wyrażenia wymiernego
Czasami wyrażenie wymierne można skrócić (podobnie jak ułamek – w końcu wyrażenie wymierne też jest ułamkiem). Aby skrócić wyrażenie wymierne \frac{P(x)}{Q(x)}, zarówno licznik P(x), jak i mianownik Q(x) należy rozłożyć na czynniki.
Przed skracaniem zawsze należy wyznaczyć dziedzinę wyrażenia wymiernego.
Przykład. Skróć wyrażenie \frac{x+2}{x^{2}-x-6}.
Wyznaczmy dziedzinę. Mianownik musi być różny od 0, zatem:
x^{2}-x-6 = 0
\Delta = (-1)^{2} - 4 \cdot 1 \cdot (-6) = 1 + 24 = 25
x_{1} = \frac{-1 - \sqrt{25}}{2\cdot (-1)} = \frac{-1 - 5}{-2} = \frac{-6}{-2} = 3
x_{2} = \frac{-1 + \sqrt{25}}{2\cdot (-1)} = \frac{-1 + 5}{-2} = \frac{4}{-2} = -2
Zatem:
D = \mathbb{R}\setminus\left\{-2, 3\right\}
Dziedzina jest określona. Możemy przystąpić do skracania wyrażenia wymiernego. Rozkładamy mianownik na czynniki:
x^{2}-x-6 = (x-3)(x+2)
Zapisujemy wyrażenie w postaci iloczynowej:
\frac{x+2}{x^{2}-x-6} = \frac{x+2}{(x-3)(x+2)}
Jak widać i w liczniku i w mianowniku występuje czynnik (x+2), możemy go zatem skrócić:
\frac{x+2}{(x-3)(x+2)}= \frac{1}{x-3}
To wszystko. Skróciliśmy wyrażenie wymierne.
Przykład. Skróć wyrażenie \frac{2x^{2}-x-1}{x-1}.
Najpierw wyznaczamy dziedzinę:
x-1 = 0
x = 1
Czyli:
D = \mathbb{R}\setminus\left\{1\right\}
Rozkładamy licznik na czynniki (postać iloczynowa funkcji kwadratowej):
2x^{2}-x-1 = 0
\Delta = (-1)^{2} - 4 \cdot 2 \cdot (-1) = 1 + 8 = 9
x_{1} = \frac{1 - \sqrt{9}}{2\cdot2} = \frac{1 - 3}{-2} = \frac{-2}{4} = -\frac{1}{2}
x_{2} = \frac{1 + \sqrt{9}}{2\cdot2} = \frac{1 + 3}{4} = \frac{4}{4} = 1
Zatem:
2x^{2}-x-1 = 2(x+\frac{1}{2})(x-1) = (2x+1)(x-1)
Zapisujemy wyrażenie w postaci iloczynowej:
\frac{2x^{2}-x-1}{x-1} = \frac{(2x+1)(x-1)}{x-1}
Jak widać i w liczniku i w mianowniku występuje czynnik (x-1), możemy go zatem skrócić:
\frac{(2x+1)(x-1)}{x-1} = \frac{2x+1}{1} = 2x + 1
Nic więcej nie możemy skrócić. Dokonaliśmy skrócenia wyrażenia wymiernego.
Skracanie wyrażeń wymiernych ma na celu ich uproszczenie. Przed skracaniem należy wyznaczyć dziedzinę, ponieważ usunięcie wspólnego czynnika z licznika i mianownika może zmienić dziedzinę wyrażenia.
Jeśli wyrażenie jest już zapisane w postaci iloczynowej, np.:
\frac{(x-2)(x+3)}{3(x+3)^{2}(x-2)}
to od razu przystępujemy do skracania (po wcześniejszym wyznaczeniu dziedziny):
D = \mathbb{R}\setminus\left\{-3, 2\right\}
\frac{(x-2)(x+3)}{3(x+3)^{2}(x-2)} = \frac{1}{3(x+3)}\quad (skróciliśmy wspólne czynniki (x-2) i (x+3))