Frazioni algebriche
Due rubinetti riempiono la stessa vasca: il primo da solo impiega $x$ ore, il secondo $x+3$ ore. Quale frazione di vasca riempiono in un'ora se sono aperti insieme? La risposta è $\frac{1}{x} + \frac{1}{x+3}$: una somma con l'incognita al denominatore, cioè una frazione algebrica. Funziona come una frazione numerica, ma con polinomi al numeratore e al denominatore.
Che cos'è una frazione algebrica
Il valore di una frazione algebrica si calcola sostituendo un numero alla lettera: per $\frac{x+1}{x-2}$ con $x=4$ si ha $\frac{5}{2}$.
Frazioni equivalenti
Due frazioni algebriche $\dfrac{A}{B}$ e $\dfrac{C}{D}$ sono equivalenti se $A\cdot D=B\cdot C$ (prodotti incrociati), per i valori che non annullano i denominatori.
Calcola il valore numerico della frazione algebrica $\frac{x^2 - 3x + 2}{x^2 + 1}$ per $x = -2$.
Calcola il valore numerico della frazione algebrica $\frac{x^2 - 3x + 2}{x^2 + 1}$ per $x = -2$.
Verifica, eseguendo i prodotti incrociati, se le frazioni algebriche $\frac{x-3}{x+1}$ e $\frac{x^2-9}{x^2+4x+3}$ sono equivalenti.
Verifica, eseguendo i prodotti incrociati, se le frazioni algebriche $\frac{x-3}{x+1}$ e $\frac{x^2-9}{x^2+4x+3}$ sono equivalenti.
Condizioni di esistenza
Una frazione non ha significato se il denominatore vale $0$. Le condizioni di esistenza (C.E.) si scrivono prima di semplificare, leggendole nel denominatore originale. Regola pratica: prima le C.E., poi si semplifica.
Trova una frazione algebrica $\dfrac{P(x)}{Q(x)}$ che soddisfi contemporaneamente le tre condizioni seguenti: 1) La sua forma semplificata ridotta ai minimi termini è…
Trova una frazione algebrica $\dfrac{P(x)}{Q(x)}$ che soddisfi contemporaneamente le tre condizioni seguenti:
1) La sua forma semplificata ridotta ai minimi termini è $\dfrac{2}{x-5}$.
2) Gli unici valori che non appartengono al suo dominio (valori esclusi) sono $x = 5$ e $x = -3$.
3) I polinomi $P(x)$ e $Q(x)$ devono essere completamente sviluppati nella risposta finale (senza prodotti indicati né fattori tra parentesi).
Spiega passo passo come hai dedotto il numeratore e il denominatore a partire dalle restrizioni di dominio date.
La base di un pannello solare rettangolare misura $x+5$ metri e la sua altezza misura $x-5$ metri. Il lato di un pannello solare quadrato misura $x$ metri. Scrivi la…
La base di un pannello solare rettangolare misura $x+5$ metri e la sua altezza misura $x-5$ metri. Il lato di un pannello solare quadrato misura $x$ metri. Scrivi la frazione algebrica che rappresenta il rapporto tra l'area del pannello rettangolare e l'area del pannello quadrato. Calcola il valore numerico di questa frazione se $x = 10$ metri.
Semplificare scomponendo in fattori
Per semplificare si scompongono numeratore e denominatore e si cancellano i fattori uguali. Come con i numeri: $\frac{12}{18}=\frac{2\cdot2\cdot3}{2\cdot3\cdot3}=\frac{2}{3}$. Gli strumenti sono il raccoglimento a fattor comune e i prodotti notevoli.
Semplifica la seguente frazione algebrica raccogliendo a fattor comune al numeratore e al denominatore: $\frac{4x^3 - 2x^2}{6x^2 - 2x}$
Semplifica la seguente frazione algebrica raccogliendo a fattor comune al numeratore e al denominatore: $\frac{4x^3 - 2x^2}{6x^2 - 2x}$
Semplifica la seguente frazione algebrica applicando i prodotti notevoli: $\frac{x^2 - 25}{x^2 - 10x + 25}$
Semplifica la seguente frazione algebrica applicando i prodotti notevoli: $\frac{x^2 - 25}{x^2 - 10x + 25}$
Lucia deve semplificare la frazione algebrica $\dfrac{x^2+4x}{x^2+6x+8}$ in una verifica e scrive sul suo foglio quanto segue: $$\dfrac{x^2+4x}{x^2+6x+8} =…
Lucia deve semplificare la frazione algebrica $\dfrac{x^2+4x}{x^2+6x+8}$ in una verifica e scrive sul suo foglio quanto segue:
$$\dfrac{x^2+4x}{x^2+6x+8} = \dfrac{4x}{6x+8} = \dfrac{4x}{2(3x+4)} = \dfrac{2x}{3x+4}$$- a) Individua l'errore concettuale commesso da Lucia nel primo passaggio e spiega in dettaglio perché non è matematicamente valido cancellare il termine $x^2$. Fornisci un semplice controesempio numerico (usando una frazione con numeri concreti e somme) che dimostri che cancellare gli addendi porta a un risultato errato.
- b) Risolvi la semplificazione in modo corretto scomponendo in fattori numeratore e denominatore, e indica quali valori di $x$ non appartengono al dominio della frazione originale.
Semplifica la seguente frazione algebrica scomponendo prima in fattori il numeratore e il denominatore: $\frac{x^3 - 4x^2 + 4x}{x^3 - 2x^2 - 4x + 8}$
Semplifica la seguente frazione algebrica scomponendo prima in fattori il numeratore e il denominatore: $\frac{x^3 - 4x^2 + 4x}{x^3 - 2x^2 - 4x + 8}$
Moltiplicare e dividere
Per moltiplicare si moltiplicano numeratore con numeratore e denominatore con denominatore. Per dividere si moltiplica per l'inversa della seconda frazione (e si aggiungono alle C.E. anche i valori che annullano il suo numeratore). Conviene scomporre prima, così si semplifica lungo il percorso.
Moltiplica le seguenti frazioni algebriche e scrivi il risultato nella forma più semplificata possibile: $\frac{x}{x+2} \cdot \frac{x^2-4}{x^2}$
Moltiplica le seguenti frazioni algebriche e scrivi il risultato nella forma più semplificata possibile: $\frac{x}{x+2} \cdot \frac{x^2-4}{x^2}$
Esegui la divisione di frazioni algebriche e semplifica: $\frac{2x+2}{x-1} : \frac{4x+4}{x^2-1}$
Esegui la divisione di frazioni algebriche e semplifica: $\frac{2x+2}{x-1} : \frac{4x+4}{x^2-1}$
Esegui la seguente operazione combinata con frazioni algebriche e semplifica il risultato: $\left( \frac{1}{x} - \frac{2}{x+2} \right) : \frac{x-2}{x^2+2x}$
Esegui la seguente operazione combinata con frazioni algebriche e semplifica il risultato: $\left( \frac{1}{x} - \frac{2}{x+2} \right) : \frac{x-2}{x^2+2x}$
Sommare e sottrarre
Serve un denominatore comune: si scompone ogni denominatore e si prende il mcm, cioè ogni fattore una sola volta, con l'esponente maggiore. Poi si divide il mcm per ciascun denominatore e si moltiplica per il numeratore.
Esegui la seguente somma di frazioni algebriche e semplifica il risultato: $\frac{3x+2}{x-2} + \frac{-x-6}{x-2}$
Esegui la seguente somma di frazioni algebriche e semplifica il risultato: $\frac{3x+2}{x-2} + \frac{-x-6}{x-2}$
Esegui la seguente operazione e semplifica il risultato: $\frac{x^2+5x}{x+3} - \frac{x^2-9}{x+3}$
Esegui la seguente operazione e semplifica il risultato: $\frac{x^2+5x}{x+3} - \frac{x^2-9}{x+3}$
Esegui le seguenti operazioni riducendo allo stesso denominatore e semplifica il risultato: $\frac{2}{x-1} + \frac{x}{x+1} - \frac{2x}{x^2-1}$
Esegui le seguenti operazioni riducendo allo stesso denominatore e semplifica il risultato: $\frac{2}{x-1} + \frac{x}{x+1} - \frac{2x}{x^2-1}$
Esegui la seguente sottrazione di frazioni algebriche e semplifica al massimo: $\frac{x^2+x}{x^2-1} - \frac{x}{x-1}$
Esegui la seguente sottrazione di frazioni algebriche e semplifica al massimo: $\frac{x^2+x}{x^2-1} - \frac{x}{x-1}$
Esegui e semplifica il più possibile la seguente espressione: $\frac{x^2-1}{x^2+2x+1} \cdot \left( \frac{2x}{x-1} - \frac{x+1}{x} \right)$
Esegui e semplifica il più possibile la seguente espressione: $\frac{x^2-1}{x^2+2x+1} \cdot \left( \frac{2x}{x-1} - \frac{x+1}{x} \right)$
Frazioni algebriche nei problemi
Tempi, costi e aree si esprimono spesso con frazioni algebriche. Il tempo è $\frac{\text{spazio}}{\text{velocità}}$; se un rubinetto riempie la vasca in $x$ ore, in un'ora ne riempie $\frac1x$.
Torniamo ai rubinetti. Con il mcm $x(x+3)$ si ha $\dfrac{x+3}{x(x+3)}+\dfrac{x}{x(x+3)}=\dfrac{2x+3}{x^2+3x}$ di vasca riempita ogni ora.
Che cosa succede per $x$ molto grande?
Per $x$ molto grande contano solo i termini di grado maggiore. Per $\dfrac{2x^2+3x}{x^2+1}$ con $x=1000$ si ha circa $\dfrac{2\,003\,000}{1\,000\,001}\approx 2{,}003$: la frazione si avvicina a $\dfrac{2x^2}{x^2}=2$.
Considera l'espressione algebrica $F(x) = \dfrac{3x^2 - 5x}{x^2 - 1} - 3$. a) Stima: prima di metterti a operare con carta e penna, analizza mentalmente che cosa succede…
Considera l'espressione algebrica $F(x) = \dfrac{3x^2 - 5x}{x^2 - 1} - 3$.
- a) Stima: prima di metterti a operare con carta e penna, analizza mentalmente che cosa succede quando la variabile $x$ assume un valore positivo enorme (per esempio $x = 100\,000$). Verso quale valore pensi che tenda il quoziente $\dfrac{3x^2-5x}{x^2-1}$ trascurando i termini di grado inferiore? Sulla base di questa deduzione, stima in modo motivato a quale valore tenderà $F(x)$ per numeri molto grandi e se ti aspetti che il risultato sia leggermente positivo o leggermente negativo.
- b) Verifica: riduci la sottrazione allo stesso denominatore, esegui le operazioni al numeratore e semplifica $F(x)$ in un'unica frazione algebrica ridotta ai minimi termini.
- c) Sostituisci $x = 100$ nella frazione semplificata ottenuta al punto b), calcola il suo valore decimale e ragiona se conferma la stima che hai formulato al punto a).
Un rubinetto dell'acqua calda impiega $x$ ore a riempire una vasca da bagno, mentre il rubinetto dell'acqua fredda ne impiega $x+3$. Scrivi una frazione algebrica…
Un rubinetto dell'acqua calda impiega $x$ ore a riempire una vasca da bagno, mentre il rubinetto dell'acqua fredda ne impiega $x+3$. Scrivi una frazione algebrica semplificata che rappresenti la parte di vasca che si riempie in un'ora se si aprono entrambi i rubinetti contemporaneamente.
Il costo totale in euro per produrre $x$ biciclette è dato dal polinomio $C(x) = 3x^2 + 150x$. I ricavi totali in euro dalla vendita di quelle $x$ biciclette sono…
Il costo totale in euro per produrre $x$ biciclette è dato dal polinomio $C(x) = 3x^2 + 150x$. I ricavi totali in euro dalla vendita di quelle $x$ biciclette sono espressi dal polinomio $I(x) = 5x^2 + 200x$. Scrivi la frazione algebrica ridotta ai minimi termini che rappresenta il rapporto tra i ricavi e i costi.
Un treno percorre una distanza di $120$ km a una velocità costante di $v$ km/h. Nel viaggio di ritorno, a causa della pioggia, la sua velocità diminuisce di $10$ km/h.…
Un treno percorre una distanza di $120$ km a una velocità costante di $v$ km/h. Nel viaggio di ritorno, a causa della pioggia, la sua velocità diminuisce di $10$ km/h. Scrivi la frazione algebrica che rappresenta il tempo totale del viaggio di andata e ritorno in funzione di $v$, riducendo a un'unica frazione.
Si vuole costruire una scatola senza coperchio a partire da un foglio rettangolare di cartone di dimensioni $x+6$ e $x+4$ centimetri, ritagliando quadrati di $2$ cm di…
Si vuole costruire una scatola senza coperchio a partire da un foglio rettangolare di cartone di dimensioni $x+6$ e $x+4$ centimetri, ritagliando quadrati di $2$ cm di lato nei quattro angoli e piegando le alette. Scrivi la frazione algebrica ridotta ai minimi termini che rappresenta il rapporto tra il volume della scatola e l'area della sua base.