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Conteúdo principal

Simplificação de expressões racionais

Saiba o que significa simplificar uma expressão racional e como isso é feito!

Quais conceitos você deve conhecer antes de iniciar esta lição

Uma expressão racional é uma razão de dois polinômios. O domínio de uma expressão racional é formado por todos os números reais, exceto aqueles que tornam o denominador igual a zero.
Por exemplo, o domínio da expressão racional x+2x+1 é formado por todos os números reais, exceto -1, ou x1.
Se isso é novidade para você, recomendamos que você confira nossa introdução às expressões racionais.
Você também deveria saber como fatorar polinômios para esta lição.

O que você vai aprender nessa lição

Neste artigo, vamos aprender a simplificar expressões racionais vendo vários exemplos.

Introdução

Uma expressão racional é considerada simplificada se o numerador e o denominador não tiverem fatores em comum.
Podemos simplificar as expressões racionais da mesma forma como simplificamos frações numéricas.
Por exemplo, a versão simplificada de 68 é 34. Observe como cancelamos um fator comum igual a 2 do numerador e do denominador:
68=2324=2324=34

Exemplo 1: Simplificação de x2+3xx2+5x

Etapa 1: fatore o numerador e o denominador
A única maneira de saber se o numerador e o denominador compartilham fatores comuns é fatorá-los!
x2+3xx2+5x=x(x+3)x(x+5)
Etapa 2: registre os valores restritos
Neste ponto, é interessante notar quaisquer restrições sobre x. Elas serão mantidas na expressão simplificada.
Como a divisão por 0 é indefinida, vemos aqui que x0 e x5.
x(x+3)x(x+5)
Etapa 3: cancele fatores comuns
Agora, observe que o numerador e o denominador compartilham um fator comum igual a x. Ele pode ser cancelado.
x(x+3)x(x+5)=x(x+3)x(x+5)=x+3x+5
Etapa 4: resposta final
Lembre-se de que a expressão original é definida para x0,5. A expressão simplificada deve ter as mesmas restrições.
Por isso, temos que observar que x0. Não precisamos observar que x5, pois isso é compreendido a partir da expressão.
Conclusão, a forma simplificada é escrita assim:
x+3x+5 para x0

Uma observação sobre expressões equivalentes

Expressão originalExpressão simplificada
x2+3xx2+5xx+3x+5 para x0
As duas expressões acima são equivalentes. Isso significa que seus valores de saída são iguais para todos os valores possíveis de x. A tabela abaixo ilustra isso para x=2.
Expressão originalExpressão simplificada
Cálculo para x=2(2)2+3(2)(2)2+5(2)=1014=2527=2527=572+32+5=57=57=57=57
ObservaçãoO resultado é simplificado ao cancelarmos um fator comum igual a 2.O resultado já está simplificado porque o fator de x (neste caso x=2), já foi cancelado durante o processo de simplificação.
Por isso, as duas expressões têm o mesmo valor para a mesma entrada. No entanto, os valores que tornam a expressão original indefinida costumam quebrar esta regra. Observe que esse é o caso de x=0.
Expressão originalExpressão simplificada (sem restrição)
Cálculo para x=0(0)2+3(0)(0)2+5(0)=00=indefinido0+30+5=35indefinido
Como as duas expressões devem ser equivalentes para todas as entradas possíveis, precisamos exigir x0 para a expressão simplificada.

Alerta de erro de conceito

Observe que não podemos cancelar x na expressão abaixo. Isso porque eles são termos, e não fatores dos polinômios!
x+3x+535
Isso fica claro quando vemos um exemplo numérico. Por exemplo, suponha que x=2.
2+32+535
Como regra, só podemos cancelar se o numerador e o denominador estiverem na forma fatorada!

Resumo do processo de simplificação

  • Etapa 1: fatore o numerador e o denominador.
  • Etapa 2: liste os valores restritos.
  • Etapa 3: cancele os fatores comuns.
  • Etapa 4: simplifique e observe quaisquer valores restritos não indicados pela expressão.

Teste seu conhecimento

Problema 1
Simplifique 6x+202x+10.
Escolha 1 resposta:

Problema 2
Simplifique x33x24x25x.
para x
  • Sua resposta deve ser
  • um número inteiro, como 6
  • uma fração própria simplificada, como 3/5
  • uma fração imprópria simplificada, como 7/4
  • um número misto, como 1 3/4
  • um número decimal exato, como 0,75
  • um múltiplo de pi, como 12 pi ou 2/3 pi

Exemplo 2: Simplificação de x29x2+5x+6

Etapa 1: fatore o numerador e o denominador
x29x2+5x+6=(x3)(x+3)(x+2)(x+3)
Etapa 2: registre os valores restritos
Como a divisão por 0 é indefinida, aqui vemos que x2 e x3.
(x3)(x+3)(x+2)(x+3)
Etapa 3: cancele fatores comuns
Observe que o numerador e o denominador compartilham um fator comum igual a x+3. Ele pode ser cancelado.
(x3)(x+3)(x+2)(x+3)=(x3)(x+3)(x+2)(x+3)=x3x+2
Etapa 4: resposta final
Escrevemos a forma simplificada assim:
x3x+2 para x3
A expressão original exige x2,3. Não precisamos observar que x2, pois isso é compreendido a partir da expressão.

Teste sua compreensão

Problema 3
Simplifique x23x+2x21.
Escolha 1 resposta:

Problema 4
Simplifique x22x15x2+x6.
para x
  • Sua resposta deve ser
  • um número inteiro, como 6
  • uma fração própria simplificada, como 3/5
  • uma fração imprópria simplificada, como 7/4
  • um número misto, como 1 3/4
  • um número decimal exato, como 0,75
  • um múltiplo de pi, como 12 pi ou 2/3 pi

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