Start › Klasy › Klasa 2 LO — rozszerzony › Równania wymierne

Równania wymierne

Klasa 2 LO — rozszerzony — teoria, wzory, quizy i zadania do tego tematu.

📘Teoria 2

Równania wymierne

Czym jest równanie wymierne

To równanie, w którym niewiadoma występuje w mianowniku. Przez to pojawia się ograniczenie dziedziny, którego nie wolno pominąć.

Schemat rozwiązywania

  1. Wyznacz dziedzinę — przyrównaj każdy mianownik do zera i wyklucz te wartości
  2. sprowadź obie strony do wspólnego mianownika albo pomnóż równanie przez mianowniki
  3. rozwiąż powstałe równanie wielomianowe
  4. Skonfrontuj wyniki z dziedziną i odrzuć te, które do niej nie należą

Krok pierwszy i czwarty są równie ważne jak sam rachunek.

Kiedy ułamek jest zerem

$$\frac{W(x)}{M(x)}=0 \iff W(x)=0 \ \text{ oraz } \ M(x)\neq0$$

O zerowaniu decyduje wyłącznie licznik — mianownik odpowiada tylko za dziedzinę.

Przykład

Równanie $\frac{x+2}{x-1}=2$. Dziedzina: $x\neq1$.

$$x+2=2(x-1) \quad\Rightarrow\quad x+2=2x-2 \quad\Rightarrow\quad x=4$$

Wynik $4$ należy do dziedziny, więc jest rozwiązaniem.

Przykład z odrzuceniem

Równanie $\frac{x+3}{x-2}=1$ prowadzi do $x+3=x-2$, czyli $3=-2$ — sprzeczność. Równanie nie ma rozwiązań.

Działania na wyrażeniach wymiernych

  • skracanie — tylko przez wspólny czynnik licznika i mianownika, nigdy przez składnik
  • dodawanie i odejmowanie — sprowadzamy do wspólnego mianownika
  • mnożenie — licznik przez licznik, mianownik przez mianownik
  • dzielenie — mnożymy przez odwrotność

Funkcja homograficzna

Wykresem $f(x)=\frac{a}{x}$ jest hiperbola z asymptotami $x=0$ i $y=0$. Postać $f(x)=\frac{a}{x-p}+q$ przesuwa ją o wektor $[p,\,q]$, a asymptoty stają się $x=p$ i $y=q$.

Na co uważać

Mnożenie równania przez wyrażenie z niewiadomą może wprowadzić rozwiązania obce — dlatego końcowe sprawdzenie dziedziny jest obowiązkowe. Po skróceniu wyrażenia założenia nadal obowiązują: $\frac{x^2-4}{x+2}=x-2$, ale wyłącznie dla $x\neq-2$.

Równania i nierówności wymierne

Pierwszy krok: dziedzina

W wyrażeniu wymiernym mianownik nie może być zerem. Dziedzinę wyznaczamy zawsze przed rozwiązaniem i na końcu sprawdzamy, czy wynik do niej należy.

Kiedy ułamek jest zerem

$$\frac{L(x)}{M(x)}=0 \iff L(x)=0 \ \text{i} \ M(x)\neq0$$

O zerowaniu decyduje licznik; mianownik musi być tylko różny od zera.

Rozwiązywanie równań

Mnożymy obie strony przez mianownik (lub przez wspólny mianownik), rozwiązujemy i odrzucamy pierwiastki spoza dziedziny. Alternatywnie mnożymy „na krzyż”.

Nierówności — uwaga na znak

Nie wolno mnożyć nierówności przez mianownik o zmiennym znaku — nie wiadomo, czy odwrócić znak. Zamiast tego:

$$\frac{L}{M}>0 \iff L\cdot M>0$$

Iloraz i iloczyn mają ten sam znak, więc badamy znak iloczynu w przedziałach wyznaczonych przez miejsca zerowe licznika i mianownika.

Krańce przedziałów

Przy nierówności nieostrej pierwiastek licznika domykamy (ułamek równy zeru jest dozwolony), ale pierwiastek mianownika zawsze wykluczamy — to punkt spoza dziedziny.

Zadania o wspólnej pracy

Dodajemy wydajności (odwrotności czasów). Gdy jedna ekipa robi coś w $6$ dni, druga w $12$, to $\frac x6+\frac x{12}=1$ daje $x=4$ dni wspólnej pracy.

Na co uważać

Najczęstszy błąd to pominięcie dziedziny i przyjęcie pierwiastka „obcego”, który zeruje mianownik.

∑Wzory 1

Równanie wymierne
$$\frac{W(x)}{V(x)}=0\iff W(x)=0\ \land\ V(x)\neq0$$

Najpierw dziedzina (mianownik ≠ 0), potem przyrównujemy licznik do zera.

Przykład: $\frac{x^2-9}{x-3}=0$: $x=\pm3$, ale $x\neq3$, więc $x=-3$.

🧩Quizy 2

✍Zadania dodatkowe 19

Zadania ćwiczeniowe ze zbiorów Matematix — z rozwiązaniami krok po kroku.

Zadanie nr 1

Jaka jest dziedzina funkcji $f(x)=\frac{3}{x}$?

A wszystkie liczby rzeczywiste
B $\mathbb{R}\setminus\{0\}$
C $x>0$
D $\mathbb{R}\setminus\{3\}$
Zadanie nr 2

Wyznacz dziedzinę funkcji $f(x)=\frac{2x+1}{x-4}$.

Zadanie nr 3

Dla funkcji $f(x)=\frac{6}{x}$ oblicz $f(2)$, $f(3)$ i $f(-6)$.

Zadanie nr 4

Wykresem funkcji $f(x)=\frac{a}{x}$ dla $a>0$ jest hiperbola leżąca w ćwiartkach:

A drugiej i czwartej
B pierwszej i drugiej
C pierwszej i trzeciej
D trzeciej i czwartej
Zadanie nr 5

Skróć wyrażenie $\frac{6x}{9x^2}$ i podaj założenia.

Zadanie nr 6

Wykonaj dodawanie $\frac{1}{x}+\frac{1}{2x}$ (dla $x\neq0$).

Zadanie nr 7

Oblicz $\frac{2}{3}\cdot\frac{9}{x}$ (dla $x\neq0$).

A $\frac{6}{3x}$
B $\frac{11}{3x}$
C $\frac{18}{3x}$
D $\frac{6}{x}$
Zadanie nr 9

Rozwiąż równanie $\frac{6}{x}=3$.

Zadanie nr 10

Wykres funkcji $f(x)=\frac{1}{x}$ ma asymptoty:

A poziomą $y=0$ i pionową $x=0$
B tylko poziomą $y=0$
C poziomą $y=1$ i pionową $x=1$
D nie ma asymptot
Zadanie nr 11

Wykonaj odejmowanie $\frac{3}{x}-\frac{1}{x+1}$ (dla $x\neq0$ i $x\neq-1$).

Zadanie nr 12

Rozwiąż równanie $\frac{x+2}{x-1}=2$.

Zadanie nr 13

Wielkości $x$ i $y$ są odwrotnie proporcjonalne, a ich wykres to hiperbola $y=\frac{a}{x}$. Jeśli $y=4$ dla $x=3$, to ile wynosi współczynnik $a$?

A $\frac43$
B $12$
C $7$
D $\frac34$
Zadanie nr 14

Wyznacz dziedzinę funkcji $f(x)=\frac{x+5}{x^2-9}$.

Zadanie nr 15

Skróć wyrażenie $\frac{x^2-4}{x+2}$ i podaj założenia.

Zadanie nr 16

Funkcja homograficzna $f(x)=\frac{1}{x-3}+2$ powstaje z $y=\frac{1}{x}$ przez przesunięcie:

A o $3$ w lewo i $2$ w dół
B o $3$ w prawo i $2$ w dół
C o $3$ w prawo i $2$ w górę
D o $3$ w lewo i $2$ w górę
Zadanie nr 17

Rozwiąż równanie $\frac{2}{x}+\frac{3}{x}=\frac{5}{4}$.

Zadanie nr 18

Rozwiąż równanie $\frac{x}{x-2}=\frac{4}{x-2}$.

Zadanie nr 19

Dwaj malarze mają pomalować ścianę. Pierwszy zrobiłby to sam w $6$ godzin, drugi w $12$ godzin. W ile godzin pomalują ścianę razem?

Zadanie nr 20

Rozwiąż równanie $\frac{1}{x-1}+\frac{1}{x+1}=\frac{1}{2}$ (podaj założenia).

📄Zadania z arkuszy 2

Prawdziwe zadania z arkuszy egzaminacyjnych (matura, egzamin ósmoklasisty, próbne) dotyczące tego tematu.

Zadanie nr 8 · Matura 2022

Rozwiąż nierówność

\(\frac{3x+1}{2x+1}\le\frac{3x+4}{2x+3}\)

Zadanie nr 5 · Matura 2008

Dane jest równanie \(\left|\dfrac{2}{x}+3\right|=p\) z niewiadomą \(x\). Wyznacz liczbę rozwiązań tego równania w zależności od parametru \(p\).

Zacznij dziś

Zacznij naukę już dziś — to nic nie kosztuje

Załóż bezpłatne konto i otwórz dostęp do pełnego śledzenia postępów, planów nauki i quizów. Arkusze i zadania podstawowe są dostępne bez rejestracji. Już ponad 5 000 uczniów uczy się z Matematix.