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Algebra · real student question

化简分子为 L² − R²、分母为 H + R 的分式。

Question

化简:

L2−R2H+R\frac{L^2-R^2}{H+R}

Step-by-step solution

  1. 用平方差公式把分子分解。 因为 L2−R2L^2-R^2 就是取 a=La=L、b=Rb=R 的 a2−b2a^2-b^2,

    L2−R2=(L−R)(L+R)L^2-R^2=(L-R)(L+R)

    于是分式成为 (L−R)(L+R)H+R\dfrac{(L-R)(L+R)}{H+R}。先分解永远是正确的第一步:约分只可能发生在因式之间,绝不可能发生在单个项之间。

  2. 把手上的因式和分母比一比。 分子提供了 (L−R)(L-R) 和 (L+R)(L+R);分母是 (H+R)(H+R)。它们并不是同一个式子 —— (L+R)(L+R) 与 (H+R)(H+R) 在 RR 上一致,但打头的字母不同,而且没有任何法则允许拿 LL 去约掉 HH。

  3. 写出化简后的形式。 既然没有公因式,做到这里就该停:

    L2−R2H+R=(L−R)(L+R)H+R\frac{L^2-R^2}{H+R}=\frac{(L-R)(L+R)}{H+R}

    这里说的「化简」,指的是分子已经完全因式分解;分式本身是约不下去的。

  4. 指出唯一的特殊情形。 如果题目额外告诉你 H=LH=L,那么分母就变成 L+RL+R,这时它确实能和一个因式对上:

    (L−R)(L+R)L+R=L−R(L+R≠0)\frac{(L-R)(L+R)}{L+R}=L-R\qquad (L+R\neq 0)

  5. 用具体数字说明一般情况下为什么不能约。 取 L=5L=5、R=3R=3、H=2H=2:分式是 25−92+3=165=3.2\frac{25-9}{2+3}=\frac{16}{5}=3.2,而 L−R=2L-R=2。两者不等,可见约掉就是错的。若改成 H=L=5H=L=5:168=2=L−R\frac{16}{8}=2=L-R ✓,正如特殊情形所预言的那样。

Answer

L2−R2H+R=(L−R)(L+R)H+R,且仅当 H=L 时=L−R\frac{L^2-R^2}{H+R}=\frac{(L-R)(L+R)}{H+R},\qquad\text{且仅当 }H=L\ \text{时}=L-R

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