分子有理化是什麼意思

分子有理化是一種數學技巧,通常用於簡化分式或將其轉換為更易於處理的形式。在分式中,如果分子的次數(即變數的最高次數)高於分母的次數,那麼這個分式被稱為「分子有理化」。分子有理化的目的是通過某種數學運算(通常是平方、立方或使用平方根)將分子轉換為一個完全平方數或完全立方數,從而簡化分式。

分子有理化的步驟通常包括:

  1. 找到一個數,它的平方或立方等於分子。
  2. 將這個數乘以分母,得到一個新的分母。
  3. 將分子和新的分母進行適當的運算,以簡化分式。

例如,考慮分式 ( \frac{x^2+1}{x^2-1} )。為了有理化這個分式,我們需要找到一個數,它的平方等於分子 ( x^2+1 )。這個數是 ( x+1 ),因為 ( (x+1)^2 = x^2 + 2x + 1 = x^2 + 1 )。

現在,我們將 ( x+1 ) 乘以分母 ( x^2-1 ),得到一個新的分母 ( (x+1)(x-1) )。然後,我們將分子和新的分母進行運算,以簡化分式:

[ \frac{x^2+1}{x^2-1} = \frac{(x+1)(x-1)}{(x+1)(x-1)} = \frac{x+1}{x-1} ]

這樣,我們就將原分式有理化了。在數學和物理學中,分子有理化是一種常見的技巧,用於簡化表達式和解決問題。