Frações Algébricas

Frações Algébricas — Definição, Domínio, Simplificação e Operações (com Exemplos)

Frações Algébricas

Definição, domínio, simplificação por fatoração e operações — com exemplos resolvidos e dicas de prova.

As frações algébricas estendem a ideia de frações numéricas para expressões com variáveis. Trabalhamos com objetos da forma \(\displaystyle \frac{P(x)}{Q(x)}\), em que \(P\) e \(Q\) são polinômios (ou expressões algébricas) e \(Q(x)\neq 0\).

Para revisar a base, visite: Frações, Classificação das Frações, Frações Mistas e Simplificação de Frações.

1) Definição e domínio (restrições)

Exemplos de frações algébricas: \(\frac{x+2}{x-3}\), \(\frac{x^2-9}{x^2-3x}\), \(\frac{2}{x^2+1}\). Em todos os casos, os valores que anulam o denominador devem ser excluídos do domínio.

Exemplo (domínio): \[ \frac{x^2-9}{x^2-3x}=\frac{(x-3)(x+3)}{x(x-3)}=\frac{x+3}{x},\quad \text{com } x\neq 0 \text{ e } x\neq 3. \] Mesmo após simplificar, as restrições originais permanecem válidas.

2) Como simplificar frações algébricas

  1. Fatore numerador e denominador (fator comum, produtos notáveis etc.);
  2. Cancele apenas fatores iguais que multiplicam todo o numerador e todo o denominador;
  3. Registre as restrições do domínio antes e depois da simplificação.
Exemplo 1: \[ \frac{x^2-1}{x^2-x}=\frac{(x-1)(x+1)}{x(x-1)}=\frac{x+1}{x},\quad x\neq 0,1. \]
Exemplo 2: \[ \frac{16-t^2}{8+2t}=\frac{(4-t)(4+t)}{2(4+t)}=\frac{4-t}{2},\quad t\neq -4. \]

Erro comum: não se pode “cancelar” termos de soma ou subtração. Em \(\frac{x+2}{x-3}\), por exemplo, não é lícito riscar \(x\) com \(x\).

3) Adição e subtração

Use denominador comum (mmc dos polinômios), some/subtraia os numeradores e simplifique.

Exemplo 3: \[ \frac{1}{x-y}+\frac{x}{x^2-y^2} =\frac{1}{x-y}+\frac{x}{(x-y)(x+y)} \] \[ =\frac{x+y + x}{(x-y)(x+y)} =\frac{2x+y}{(x-y)(x+y)}. \] Restrições: \(x\neq y\) e \(x\neq -y\).

4) Multiplicação e divisão

Multiplicação: multiplique numeradores e denominadores e simplifique por fatores.
Divisão: multiplique pela fração inversa (inverso multiplicativo) e simplifique.

Exemplo 4 (multiplicação): \[ \frac{6xy}{x^2-y^2}\cdot\frac{x+y}{2x} =\frac{6xy(x+y)}{(x-y)(x+y)\cdot 2x} =\frac{3y}{x-y},\quad x\neq \pm y,\ x\neq 0. \]
Exemplo 5 (divisão): \[ \frac{3x}{x^2-4}\div\frac{9}{x+2} =\frac{3x}{(x-2)(x+2)}\cdot\frac{x+2}{9} =\frac{x}{3(x-2)},\quad x\neq -2,2. \]

5) Frações complexas (empilhadas)

Quando há frações no numerador e/ou no denominador, primeiro transforme cada parte em uma única fração, depois aplique “dividir é multiplicar pelo inverso”.

Exemplo 6: \[ \frac{\frac{x}{2}-\frac{1}{3}}{\frac{x}{3}+\frac{1}{2}} =\frac{\frac{3x-2}{6}}{\frac{2x+3}{6}} =\frac{3x-2}{2x+3},\quad x\neq -\frac{3}{2}. \]

6) Checklist rápido

  • Fatore tudo antes de somar/multiplicar.
  • Cancele apenas fatores, nunca termos de soma.
  • Anote e mantenha as restrições do domínio.
  • Prefira mmc de polinômios para somas e subtrações.

7) Continue estudando

Aprofunde sua base com nossos conteúdos relacionados: Matemática, Frações (guia geral), Classificação das Frações, Frações Mistas e Simplificação de Frações.

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Próximos passos: pratique com exercícios de soma/subtração com mmc de polinômios e crie um “mapa” de restrições do domínio para cada fração que simplificar.

🧩 Exercícios — Frações Algébricas (com solução detalhada)

1) Determine o domínio de \( \dfrac{x^2-9}{x^2-3x} \).
Solução:
Fatorando o denominador: \(x^2 – 3x = x(x-3)\).

O denominador não pode ser zero ⇒ \(x \neq 0\) e \(x \neq 3\).

Domínio: \( \mathbb{R} \setminus \{0,\,3\} \).
2) Simplifique \( \dfrac{x^2-1}{x^2-x} \) e indique as restrições.
Fatorando: \(x^2 – 1 = (x-1)(x+1)\).

\(x^2 – x = x(x-1)\).

\(\displaystyle \frac{(x-1)(x+1)}{x(x-1)} = \frac{x+1}{x}\).

Restrições: \(x \neq 0\) e \(x \neq 1\).

Resultado: \(\dfrac{x+1}{x}\).
3) Simplifique \( \dfrac{16-t^2}{8+2t} \) e indique a restrição.
\(16 – t^2 = (4-t)(4+t)\).

\(8 + 2t = 2(4+t)\).

\(\displaystyle \frac{(4-t)(4+t)}{2(4+t)} = \frac{4-t}{2}\).

Restrição: \(8 + 2t \neq 0 \Rightarrow t \neq -4\).

Resultado: \(\dfrac{4-t}{2}\).
4) Calcule \( \dfrac{1}{x-y}+\dfrac{x}{x^2-y^2} \).
\(x^2 – y^2 = (x-y)(x+y)\).

Denominador comum: \((x-y)(x+y)\).

\(\displaystyle \frac{1}{x-y} = \frac{x+y}{(x-y)(x+y)}\).

\(\displaystyle \frac{x}{x^2-y^2} = \frac{x}{(x-y)(x+y)}\).

Somando: \(\displaystyle \frac{x+y+x}{(x-y)(x+y)} = \frac{2x+y}{(x-y)(x+y)}\).

Restrições: \(x \neq y\) e \(x \neq -y\).
5) Calcule \( \dfrac{3}{x+2}-\dfrac{1}{x} \).
Denominador comum: \(x(x+2)\).

\(\displaystyle \frac{3}{x+2} = \frac{3x}{x(x+2)}\).

\(\displaystyle \frac{1}{x} = \frac{x+2}{x(x+2)}\).

Subtraindo: \(\displaystyle \frac{3x – (x+2)}{x(x+2)} = \frac{2x – 2}{x(x+2)} = \frac{2(x-1)}{x(x+2)}\).

Restrições: \(x \neq 0\) e \(x \neq -2\).
6) Simplifique \( \dfrac{6xy}{x^2-y^2}\cdot\dfrac{x+y}{2x} \).
\(x^2 – y^2 = (x-y)(x+y)\).

\(\displaystyle \frac{6xy(x+y)}{(x-y)(x+y)\cdot 2x} = \frac{3y}{x-y}\).

Restrições: \(x \neq 0\) e \(x \neq \pm y\).
7) Calcule \( \dfrac{3x}{x^2-4}\div\dfrac{9}{x+2} \).
\(x^2 – 4 = (x-2)(x+2)\).

\(\displaystyle \frac{3x}{(x-2)(x+2)} \cdot \frac{x+2}{9} = \frac{x}{3(x-2)}\).

Restrições: \(x \neq -2\) e \(x \neq 2\).
8) Simplifique \( \dfrac{\frac{x}{2}-\frac{1}{3}}{\frac{x}{3}+\frac{1}{2}} \).
Numerador: \(\displaystyle \frac{x}{2} – \frac{1}{3} = \frac{3x – 2}{6}\).

Denominador: \(\displaystyle \frac{x}{3} + \frac{1}{2} = \frac{2x + 3}{6}\).

\(\displaystyle \frac{\frac{3x-2}{6}}{\frac{2x+3}{6}} = \frac{3x-2}{2x+3}\).

Restrição: \(2x+3 \neq 0 \Rightarrow x \neq -\tfrac{3}{2}\).
9) Simplifique \( \dfrac{x^2-4x+4}{x^2-5x+6} \) e indique as restrições.
\(x^2 – 4x + 4 = (x-2)^2\).

\(x^2 – 5x + 6 = (x-2)(x-3)\).

\(\displaystyle \frac{(x-2)^2}{(x-2)(x-3)} = \frac{x-2}{x-3}\).

Restrições: \(x \neq 2\) e \(x \neq 3\).

Resultado: \(\dfrac{x-2}{x-3}\).
10) Calcule \( \dfrac{x}{x-1}+\dfrac{1}{1-x} \).
Observe que \(1-x = -(x-1)\).

Assim, \(\displaystyle \frac{1}{1-x} = -\frac{1}{x-1}\).

Logo: \(\displaystyle \frac{x}{x-1} – \frac{1}{x-1} = \frac{x-1}{x-1} = 1\).

Restrição: \(x \neq 1\).

Resultado: \(1\).
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