本計算器的功能
本工具對兩個有理式進行加法或減法運算——有理式是指分子與分母皆為變數 x 的多項式的分數。它將兩個分數改寫到同一個公分母上,合併分子,並將結果化簡為單一最簡有理式。每個運算式以線性項之比的形式輸入,\(\frac{a x + b}{c x + d}\),涵蓋了代數中最常見的形式:普通常數、單項,以及線性的分子與分母。
使用方法
對於第一個運算式,先輸入分子的 x 係數 a 與常數 b,再輸入分母的 x 係數 c 與常數 d。選擇加法或減法,然後以相同方式輸入第二個運算式。若要輸入 5 這類普通常數,將它的 x 係數設為 0、常數設為 5。計算器會傳回化簡到最簡形式的合併運算式,並附上分子與分母係數(x 平方項、x 項與常數項)的表格。
公式詳解
將兩個分數寫到它們分母的乘積(公分母)之上,再對交叉相乘後的分子進行加法或減法,即可完成合併:
$$\frac{a_1 x + b_1}{c_1 x + d_1} \pm \frac{a_2 x + b_2}{c_2 x + d_2} = \frac{(a_1 x + b_1)(c_2 x + d_2) \pm (a_2 x + b_2)(c_1 x + d_1)}{(c_1 x + d_1)(c_2 x + d_2)}$$當兩個分母相等(或其中一個是另一個的常數倍)時,計算器會使用這個單一分母而非乘積,使結果保持最簡形式。接著,凡是能整除分子與分母每個係數的整數都會被約去。
範例演算
計算 \(\frac{3}{x+2}\) 加 \(\frac{5}{x-1}\)。兩個分母沒有公因式,因此公分母是它們的乘積 \((x+2)(x-1)\):
$$\frac{3}{x+2} + \frac{5}{x-1} = \frac{3(x-1) + 5(x+2)}{(x+2)(x-1)} = \frac{8x + 7}{x^2 + x - 2}$$分子展開為 \(3x - 3 + 5x + 10 = 8x + 7\),分母展開為 \(x^2 + x - 2\)。由於 8、7 與分母係數沒有公因式,最簡答案為 \(\frac{8x + 7}{x^2 + x - 2}\)。
常見問題
兩個分母必須相同嗎? 不必。如果它們不同,計算器會將它們相乘以構成公分母,再合併分子。如果它們相等或成比例,則保留這個單一分母,因此結果本身已是最簡形式。
x 會使某個分母等於零嗎? 會,這些數值將從定義域中排除。例如,\(\frac{3}{x+2}\) 在 \(x = -2\) 處無定義。化簡後的運算式會繼承與原分數相同的限制。
它能處理平方項或更高次項嗎? 你輸入的每個運算式都是線性項之比,但合併後的答案可能含有 x 平方項,因為兩個線性分母相乘會得到二次式。本身為二次或更高次的輸入不在其處理範圍之內。