Bài 26: Phép nhân và phép chia phân số - Lý thuyết, dạng bài và lời giải chi tiết
Toàn bộ lý thuyết Toán 6 Bài 26 Phép nhân và phép chia phân số: quy tắc nhân tử với tử mẫu với mẫu, số nghịch đảo, quy tắc chia là nhân nghịch đảo, tính chất phân phối, 5 chuyên đề nâng cao HSG độc bản có lời giải chi tiết.
Sau khi đã thuần thục phép cộng và phép trừ, chúng ta bước sang hai phép toán quyền năng tiếp theo của thế giới phân số: Phép nhân và Phép chia. Trong cuộc sống, phép nhân phân số xuất hiện vô cùng tự nhiên khi ta muốn tìm "một phần của một phần": Bạn Hà có nửa chiếc bánh pizza (21), Hà chia đều phần bánh đó cho hai em nhỏ, mỗi em nhận được một nửa của một nửa chiếc bánh, tức là 21⋅21=41 chiếc bánh!
Còn phép chia phân số thì giúp ta giải quyết những bài toán phân chia tài nguyên, đo đạc độ dài: Có một cuộn dây dài 215 m, người ta muốn cắt thành các đoạn dây nhỏ mỗi đoạn dài 43 m, hỏi cắt được tất cả bao nhiêu đoạn?
Bài học hôm nay sẽ giúp các em nắm vững kỹ thuật nhân, chia phân số trên tập số nguyên, hiểu thấu đáo bản chất của số nghịch đảo, vận dụng tính chất phân phối để tính nhanh và chinh phục các bài toán nâng cao học sinh giỏi với 100% nội dung độc bản có lời giải chi tiết!
Khởi động — Khám phá quy luật (5–7 phút)
Hãy cùng khởi động bằng 5 câu hỏi tư duy sau:
Câu 1 (Quy tắc dấu số nguyên): Nhắc lại quy tắc nhân hai số nguyên có dấu:
a) (−4)⋅7
b) (−6)⋅(−8)
c) 9⋅(−5)Trả lời: a) −28; b) 48; c) −45. (Cùng dấu tích dương, khác dấu tích âm).
Câu 2 (Rút gọn chéo): Rút gọn phân số 2515 và 27−18.Trả lời:2515=53;27−18=3−2. Kỹ năng rút gọn phân số sẽ giúp phép nhân các số lớn trở nên cực kỳ gọn gàng.
Câu 3 (Khái niệm tích bằng 1): Số nào nhân với 4 thì có kết quả bằng 1? Tương tự, phân số nào nhân với 53 thì bằng 1?Trả lời:4⋅41=1;53⋅35=1. Hai số có tích bằng 1 được gọi là hai số nghịch đảo của nhau!
Câu 4 (Trực quan hình học): Một mảnh vườn hình chữ nhật có chiều dài 54 km và chiều rộng 32 km. Diện tích mảnh vườn đó được tính bằng phép tính nào?
Trả lời: Diện tích hình chữ nhật bằng Chiều dài nhân Chiều rộng: 54⋅32 km2.
Câu 5 (Cắt chia đoạn thẳng): Một sợi dây ruy-băng dài 56 m. Nếu chia đều làm 3 đoạn bằng nhau thì mỗi đoạn dài bao nhiêu mét?
Trả lời: Mỗi đoạn dài 56:3=56⋅31=52 m.
1. Lý thuyết trọng tâm
1.1. Phép nhân hai phân số
Ghi nhớ
Quy tắc nhân hai phân số:
Muốn nhân hai phân số, ta nhân các tử số với nhau và nhân các mẫu số với nhau:
ba⋅dc=b⋅da⋅c(b=0,d=0).
Quy tắc mở rộng và lưu ý quan trọng:
Quy tắc nhân với số nguyên: Muốn nhân một số nguyên n với một phân số, ta nhân số nguyên đó với tử số và giữ nguyên mẫu số:n⋅ba=bn⋅a(b=0).
Quy tắc dấu:
Tích của hai phân số cùng dấu là một phân số dương.
Tích của hai phân số khác dấu là một phân số âm.
Kỹ thuật rút gọn chéo trước khi nhân: Để tránh phải nhân các số quá lớn rồi mới rút gọn, ta nên phân tích các tử và mẫu thành thừa số rồi triệt tiêu các thừa số chung trước khi nhân:25−14⋅2815=25⋅28−14⋅15=5⋅2(−1)⋅3=10−3.
1.2. Tính chất của phép nhân phân số
Phép nhân phân số trên tập số nguyên sở hữu 4 tính chất nền tảng giúp việc tính toán trở nên nhẹ nhàng:
Quan trọng
Bốn tính chất cơ bản:
Giao hoán:ba⋅dc=dc⋅ba.
Kết hợp:(ba⋅dc)⋅qp=ba⋅(dc⋅qp).
Nhân với số 1:ba⋅1=1⋅ba=ba.
Phân phối của phép nhân đối với phép cộng (và trừ):ba⋅(dc+qp)=ba⋅dc+ba⋅qp.ba⋅(dc−qp)=ba⋅dc−ba⋅qp.
Dạng 3: Tìm số chưa biết x trong phép nhân, chia phân số
Phương pháp giải:
Tìm thừa số chưa biết: x=Tích:Thừa số đã biết.
Tìm số bị chia: x=Thương⋅Số chia.
Tìm số chia: x=Số bị chia:Thương.
Khi giải, thu gọn các vế trước khi tìm x.
Ví dụ 3: Tìm x, biết:
a) 74⋅x=21−8
b) x:12−5=209
c) 83:x=169
d) 32⋅x−21=65
Lời giải:
a) x là thừa số chưa biết:
x=21−8:74=21−8⋅47=3−2.
Vậy x=3−2.
b) x là số bị chia:
x=209⋅12−5=20⋅129⋅(−5)=4⋅43⋅(−1)=16−3.
Vậy x=16−3.
c) x là số chia:
x=83:169=83⋅916=1⋅31⋅2=32.
Vậy x=32.
d) Chuyển vế −21 trước:
32⋅x=65+21=65+63=68=34.
Tìm x:
x=34:32=34⋅23=2.
Vậy x=2.
Dạng 4: Bài toán thực tế ứng dụng phép nhân và phép chia phân số
Ví dụ 4: Một mảnh đất hình chữ nhật có diện tích là 445 m2, chiều rộng mảnh đất là 25 m.
a) Tính chiều dài của mảnh đất.
b) Người ta dùng lưới rào xung quanh mảnh đất đó (để lại cửa ra vào rộng 1 m). Tính chiều dài đoạn lưới cần dùng.
Chuyên đề 1: Tích chuỗi phân số rút gọn dây chuyền (Telescoping product)
Mẹo hay
Phương pháp giải:
Viết gọn từng biểu thức trong dấu ngoặc thành phân số, sau đó viết phép nhân các phân số liền nhau. Quan sát thấy tử số của phân số này triệt tiêu với mẫu số của phân số liền trước hoặc liền sau. Kết quả chỉ còn lại một vài phần tử ở đầu và cuối.
Ta thấy mẫu số của phân số đứng trước triệt tiêu hoàn toàn với tử số của phân số liền sau:
Số 2 ở mẫu phân số thứ nhất triệt tiêu với số 2 ở tử phân số thứ hai.
Số 3 ở mẫu phân số thứ hai triệt tiêu với số 3 ở tử phân số thứ ba.
Cứ như vậy, toàn bộ các thừa số ở giữa đều bị triệt tiêu, chỉ còn lại số 1 ở tử đầu tiên và 2026 ở mẫu cuối cùng.
Do đó:P=20261.
Chuyên đề 2: Tích phân số chứa hiệu hai bình phương 1−n21
Mẹo hay
Kỹ thuật phân tích:
Ta có: 1−n21=n2n2−1=n⋅n(n−1)(n+1).
Khi nhân chuỗi phân số này, ta tách thành hai tích độc lập:
Tích thứ nhất gồm các thừa số (n−1), tích thứ hai gồm các thừa số (n+1).
Bài toán HSG 2: Tính giá trị của biểu thức:
Q=(1−41)⋅(1−91)⋅(1−161)⋅⋯⋅(1−1001).
Lời giải chi tiết:
Viết lại biểu thức:
Q=(1−221)⋅(1−321)⋅(1−421)⋅⋯⋅(1−1021).
Biến đổi từng số hạng:
1−k21=k2k2−1=k⋅k(k−1)(k+1).
Do đó:
Q=2⋅21⋅3⋅3⋅32⋅4⋅4⋅43⋅5⋅⋯⋅10⋅109⋅11.
Tách thành tích của hai phân số:
Nhóm thứ nhất: 2⋅3⋅4⋅⋯⋅101⋅2⋅3⋅⋯⋅9=101.
Nhóm thứ hai: 2⋅3⋅4⋅⋯⋅103⋅4⋅5⋅⋯⋅11=211.
Nhân hai kết quả lại với nhau:Q=101⋅211=2011.
Chuyên đề 3: Tìm số nguyên nhỏ nhất thỏa mãn phép nhân phân số nguyên
Bài toán HSG 3: Tìm số tự nhiên a nhỏ nhất khác 0 sao cho khi nhân a với mỗi phân số 43;65;107 thì mỗi tích nhận được đều là một số tự nhiên.
Lời giải chi tiết:
Theo đề bài, các tích sau đều là số tự nhiên:
a⋅43=43a∈N;a⋅65=65a∈N;a⋅107=107a∈N.
Vì ƯCLN(3,4)=1 nên để 3a⋮4 thì a phải chia hết cho 4 (a⋮4).
Vì ƯCLN(5,6)=1 nên để 5a⋮6 thì a phải chia hết cho 6 (a⋮6).
Vì ƯCLN(7,10)=1 nên để 7a⋮10 thì a phải chia hết cho 10 (a⋮10).
Như vậy, a là bội chung của 4,6,10.
Vì a là số tự nhiên nhỏ nhất khác 0 nên:
a=BCNN(4,6,10).
Phân tích ra thừa số nguyên tố:
4=22;6=2⋅3;10=2⋅5⟹BCNN(4,6,10)=22⋅3⋅5=60.
Thử lại:
60⋅43=45∈N;60⋅65=50∈N;60⋅107=42∈N.
Vậy số tự nhiên nhỏ nhất cần tìm là a=60.
Chuyên đề 4: Tìm phân số tối giản lớn nhất thỏa mãn phép chia nguyên
Bài toán HSG 4: Tìm phân số dương tối giản ba lớn nhất sao cho khi chia các phân số 1514;2021;2435 cho ba, ta đều nhận được các thương là các số tự nhiên.
Lời giải chi tiết:
Giả sử ba là phân số dương tối giản, tức là a,b∈N∗ và ƯCLN(a,b)=1.
Các phép chia cho kết quả là số tự nhiên:
Xét mẫu số a:
Vì ƯCLN(a,b)=1 nên từ các điều kiện trên, 14⋮a,21⋮a và 35⋮a.
Do đó a∈ƯC(14,21,35).
Để phân số ba lớn nhất thì tử số a phải lớn nhất, do đó:a=ƯCLN(14,21,35)=7.
Xét tử số b:
Cũng do ƯCLN(a,b)=1, từ các điều kiện trên, b phải chia hết cho 15,20 và 24.
Do đó b∈BC(15,20,24).
Để phân số ba lớn nhất thì mẫu số b phải nhỏ nhất, do đó:b=BCNN(15,20,24).Ta có: 15=3⋅5;20=22⋅5;⟹24=23⋅3BCNN(15,20,24)=23⋅3⋅5=120.
Vậy phân số tối giản lớn nhất cần tìm là:ba=1207.
Chuyên đề 5: Bất đẳng thức tích lũy thừa phân số
Bài toán HSG 5: Cho tích A=21⋅43⋅65⋅⋯⋅10099. Chứng minh rằng:
A<101.
Lời giải chi tiết:
Xét tích phụ B:
B=32⋅54⋅76⋅⋯⋅101100.
So sánh từng thừa số tương ứng của A và B:
21<32;43<54;65<76;…;10099<101100.
Vì tất cả các thừa số đều dương nên nhân vế theo vế ta được:
Bài 7 (Hình học thực tế): Một phòng học hình chữ nhật có chiều dài là 427 m, chiều rộng bằng 32 chiều dài.
a) Tính chiều rộng của phòng học.
b) Tính diện tích của phòng học đó.
Bài 8 (Năng suất lao động): Một máy gặt lúa làm việc liên tục trong 25 giờ thì gặt xong 415 héc-ta lúa. Hỏi trung bình mỗi giờ máy gặt được bao nhiêu héc-ta lúa?
Phần 3: Mức độ Vận dụng cao & Học sinh giỏi
Bài 9: Tính giá trị biểu thức:
M=(1+21)⋅(1+31)⋅(1+41)⋅⋯⋅(1+991).
Bài 10: Tính giá trị biểu thức:
N=(1−91)⋅(1−161)⋅(1−251)⋅⋯⋅(1−4001).
Bài 11: Tìm số tự nhiên n nhỏ nhất khác 0 sao cho khi nhân n với các phân số 125;2110;2815 ta đều nhận được kết quả là số tự nhiên.
Bài 12: Cho biểu thức:
S=21⋅43⋅65⋅⋯⋅200199.
Chứng minh rằng: S<141.
Lời giải chi tiết phiếu bài tập tự luyện
Lời giải Bài 1:
a) 12⋅205⋅9=4⋅41⋅3=163.
b) 18⋅35−7⋅6=3⋅5−1⋅1=15−1.
c) Tích hai số âm là số dương: 28⋅2515⋅14=2⋅53⋅1=103.
d) 8⋅24−5=248⋅(−5)=3−5.
Lời giải Bài 2:
Nghịch đảo của 94 là 49.
Nghịch đảo của 11−3 là 3−11.
Nghịch đảo của −157 là 7−15.
Nghịch đảo của −8 là 8−1.
Nghịch đảo của 1 là 1.
Nghịch đảo của 6−1 là −6.
Lời giải Bài 3:
a) 94:158=94⋅815=3⋅21⋅5=65.
b) 21−10:145=21−10⋅514=3⋅1−2⋅2=3−4.
c) 16−9:20−27=169⋅2720=4⋅31⋅5=125.
d) 815:(−5)=815⋅5−1=83⋅(−1)=8−3.
Lời giải Bài 4:
a) A=73⋅(115+116)=73⋅1=73.
b) B=158⋅(197+1912−1)=158⋅(1−1)=158⋅0=0.
Lời giải Bài 5:
a) x=27−10:95=27−10⋅59=3−2.
b) x=1621⋅7−4=43⋅(−1)=4−3.
c) x=158:5−4=158⋅4−5=32⋅(−1)=3−2.
d) 43⋅x=32−61=64−61=63=21.
Suy ra x=21:43=21⋅34=32.
Nhầm lẫn số đối và số nghịch đảo: Số đối thì đổi dấu (tổng bằng 0), còn số nghịch đảo thì đảo ngược tử mẫu và giữ nguyên dấu (tích bằng 1). Nghịch đảo của 3−2 là 2−3, tuyệt đối không được bỏ dấu trừ!
Quên đảo ngược phân số chia: Khi làm phép chia, nhiều bạn nhân thẳng tử với tử và mẫu với mẫu của hai phân số. Hãy nhớ: Phép chia là nhân với số nghịch đảo của phân số đứng sau.
Đảo lộn số bị chia: Chia ba:dc thì chỉ đảo ngược dc thành cd, phân số ba đứng trước phải giữ nguyên vẹn.
Rút gọn nhầm khi có phép cộng: Chỉ được rút gọn chéo trong phép nhân, tuyệt đối không được triệt tiêu tử mẫu khi giữa các phân số là phép cộng hoặc trừ!
Mẹo hay
Khẩu quyết phép nhân chia phân số:"Phép nhân tử mẫu rõ ràng,Tử nhân cùng tử, mẫu màng mẫu thôi!Rút gọn chéo trước chớ lười,Số to hóa nhỏ, điểm mười trong tay!Phép chia biến hóa như bay,Lộn ngược số đứng sau ngay tức thì!Chuyển thành phép nhân ngọt ngào,Nghịch đảo giữ dấu, bài nào cũng xong!"
NHỚ LẠI · ĐỐI CHIẾU · ÔN TẬP
Tự kiểm tra kiến thức
Các thẻ lấy từ nội dung bài học. Với câu điền khuyết, bấm vào dấu “…” để chọn cụm từ phù hợp; với thẻ nhớ lại, em tự đối chiếu và đánh giá.