3. Opérations sur les fractions rationnelles

\blacktriangleright L'addition et la soustraction

Pour additionner ou soustraire des fractions rationnelles, il faut :

  1. Transformer chacune des fractions sur un dénominateur commun.
  2. Additionner (ou soustraire) les numérateurs et diviser par le dénominateur commun.
  3. Simplifier la fraction, si possible.

Exemple : Effectuons l'addition suivante : \dfrac{x-1}{x^3+3x^2} + \dfrac{x+4}{2x^2+5x-3}.

On factorise tout d'abord les dénominateurs afin de trouver un dénominateur commun :

\dfrac{x-1}{x^3+3x^2} + \dfrac{x+4}{2x^2+5x-3}=\dfrac{x-1}{x^2(x+3)}+\dfrac{x+4}{(2x-1)(x+3)}

Le domaine de cette fraction est donc : \mathbb{R}\setminus\lbrace -3,0,\frac{1}{2}\rbrace.

On ramène les fractions sur le dénominateur commun : x^2(x+3)(2x-1)

\begin{array}{ll} \dfrac{x-1}{x^2(x+3)}+\dfrac{x+4}{(2x-1)(x+3)}&\\=\dfrac{(x-1)\pmb{(2x-1)}}{x^2(x+3)\pmb{(2x-1)}}+\dfrac{\pmb{x^2}(x+4)}{\pmb{x^2}(2x-1)(x+3)}&\\=\dfrac{(x-1)(2x-1)+x^2(x+4)}{x^2(x+3)(2x-1)}&\small\text{; on additionne les numérateurs}\\=\dfrac{2x^2-x-2x+1+x^3+4x^2}{x^2(x+3)(2x-1)}&\\=\boxed{\dfrac{x^3+6x^2-3x+1}{x^2(x+3)(2x-1)}}&\small\text{; on simplifie le numérateur}\end{array}



\blacktriangleright La multiplication et la division

  • Pour multiplier deux fractions rationnelles, il faut multiplier leurs numérateurs entre eux et leurs dénominateurs entre eux.

    \dfrac{P}{Q} \times \dfrac{R}{S} = \dfrac{PR}{QS}

  • Pour diviser deux fractions rationnelles, il faut multiplier la première fraction par l'inverse de la deuxième.

    \dfrac{\dfrac{P}{Q}}{\dfrac{R}{S}} = \dfrac{P}{Q} \div \dfrac{R}{S} = \dfrac{P}{Q} \times \dfrac{S}{R}

Exemple : Effectuons la multiplication suivante : \dfrac{x^2+6x-7}{2x^2-10x} \times \dfrac{x^4-5x^3}{x^2+x-2}.

Il faut factoriser et multiplier les numérateurs et les dénominateurs des deux fractions. La factorisation permet de simplifier plus facilement.

\begin{array}{ll}\dfrac{x^2+6x-7}{2x^2-10x} \times \dfrac{x^4-5x^3}{x^2+x-2}&\\=\dfrac{(x+7)(x-1)}{2x(x-5)} \times \dfrac{x^3(x-5)}{(x+2)(x-1)}&\small\text{; on factorise}\\=\dfrac{(x+7)(x-1)\cdot x^3(x-5)}{2x(x-5)\cdot(x+2)(x-1)}&\small\text{; on multiplie les numérateurs}\\=\dfrac{(x+7)\cancel{(x-1)}\cdot \cancel{x}^3\cancel{(x-5)}}{2\cancel{x}\cancel{(x-5)}\cdot(x+2)\cancel{(x-1)}}=\dfrac{(x+7)\cdot x^2}{2\cdot(x+2)}&\small{\text{; on divise par }x, (x-1), (x-5)}\end{array}

On a pu diviser par les facteurs communs x, (x-1) et (x-5), car le domaine de cette fraction est : \mathbb{R}\setminus\lbrace -2,0, 1,5\rbrace-2, 0, 1 et 5 sont les valeurs de x pour lesquelles les dénominateurs 2x(x-5) et (x+2)(x-1) sont nuls.

Par conséquent, \dfrac{x^2+6x-7}{2x^2-10x} \times \dfrac{x^4-5x^3}{x^2+x-2}=\dfrac{x^2(x+7)}{2(x+2)} ou \dfrac{x^3+7x^2}{2x+4}.

Exemples : Effectuons les opérations suivantes.


  • Exemple 1 : \dfrac{x+2}{{x^2}-4} - \dfrac{x-3}{{x^2}-x-2}
  • Exemple 2 : \dfrac{x + 2y}{4xy-12{y^2}} \div \dfrac{3{x^3}+6{x^2}y}{2xy-6{y^2}}


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