Рациональные уравнения в ЕГЭ — разбор и примеры

intro-image

Для кого эта статья:

  • Студенты и школьники, изучающие математику
  • Старшеклассники (10–11 классы), готовящиеся к профильному ЕГЭ по математике
  • Ученики средней школы (8–9 классы), закрепляющие базовую алгебру и готовящиеся заранее
  • Учителя и преподаватели математики

Ключевые выводы из статьи:

  • Главная причина потери балла на ЕГЭ — пропуск ОДЗ: именно это порождает посторонние или потерянные корни
  • Универсальный 6-шаговый алгоритм работает для 95% задания 6 профильного ЕГЭ без адаптации
  • Метод пропорции (перемножение крест-накрест) — легитимный быстрый способ для уравнений вида a/b = c/d, но только после фиксации ОДЗ
  • Проверка корня подстановкой занимает 30 секунд и является страховкой от потери первичного балла
  • Формат ответа строго регламентирован спецификацией ФИПИ: целое число или конечная десятичная дробь

Если хотите отработать решение рациональных уравнений в режиме реального экзамена — подготовка к ЕГЭ по математике включает разбор всех типов задания 6, интерактивные тренажёры с таймером и персональную обратную связь от преподавателей.


Что такое рациональные уравнения

Рациональные и иррациональные уравнения

Давайте начнём с понятия рационального выражения.

Рациональное выражение — это математическое выражение, составленное из чисел, переменных (букв) и действий (сложение, вычитание, умножение, деление, возведение в целую степень).

В рациональных выражениях не встречаются корни и дробные степени — это самое важное!

Рациональные выражения Иррациональные выражения
$x^{2}+2x;\ \dfrac{1}{x}+4y;\ c+c^{-2}$ $\sqrt{x+4};\ \sqrt{\dfrac{x^{2}+1}{x}};\ y^{\frac{3}{4}}+c^{\frac{1}{2}}$

Рациональные уравнения — это уравнения, в состав которых входят только рациональные выражения.

В отличие от иррациональных уравнений (где под корнем стоит переменная, например $\sqrt{x + 1} = 3$), рациональные уравнения не содержат знаков корней — только дроби и многочлены. Это принципиальное отличие: иррациональное уравнение требует проверки на посторонние корни после возведения в степень, рациональное — требует проверки на ОДЗ из-за знаменателя.

Где рациональные уравнения встречаются в ЕГЭ

ПараметрЗначение
Номер задания (профильный уровень)Задание 6 (первая часть КИМ)
Максимальный первичный балл1 балл
Формат проверкиАвтоматическая (только краткий ответ)
Типичная формулировка«Решите уравнение», «Найдите корень», «Найдите наименьший положительный корень»
Формат ответа по спецификации ФИПИЦелое число или конечная десятичная дробь

По данным спецификации, изменений в структуре и содержании задания 6 нет. Сохранён формат автоматической проверки: оценивается только итоговый краткий ответ, экспертная проверка нахождения ОДЗ и промежуточных вычислений не проводится. Промежуточные шаги важны только для вас — как гарантия правильного ответа.

Суть за 30 секунд: Рациональное уравнение с переменной в знаменателе требует обязательного нахождения ОДЗ. Пропуск этого шага порождает посторонние корни и лишает балла. Задание 6 профильного ЕГЭ — 1 первичный балл, автопроверка, краткий ответ.


Целые рациональные уравнения

Целые рациональные уравнения — переменная присутствует только в числителе.

Пример: $3x^2 - 5x + 2 = 0$. Знаменатель — числовая константа, ОДЗ — вся числовая прямая.

Целые рациональные уравнения делятся на 6 видов, только 5 из которых подробно изучаются в школьной программе.

Линейные уравнения

Общий вид линейных уравнений: kx + b = 0, где k, b — числа.

Главные признаки линейного уравнения:

  1. Неизвестная находится в первой степени.
  2. Неизвестная находится строго в числителе дроби, если в уравнении представлены дроби. Если неизвестная находится в знаменателе, то такое уравнение — дробно-рациональное.

Для решения такого уравнения необходимо:

  • привести его к стандартному виду kx + b = 0;
  • перенести свободный член b в правую сторону со сменой знака;
  • выразить неизвестную x: $x=\dfrac{-b}{k}$.

Например:

$2(x − 4) + 3(x + 6) = 0$

$2x − 8 + 3x + 18 = 0$

$5x + 10 = 0$

$5x = −10$

$x = −10/5 = −2$

Квадратные уравнения

Общий вид квадратных уравнений: ax² + bx + c = 0, где a, b, c — числа и a ≠ 0.

Квадратные уравнения бывают:

  1. Неполными (когда b = 0 или с = 0).
  2. Полными (когда a, b, c ≠ 0).

Для решения квадратных уравнений применяют различные методы: через дискриминант, через теорему Виета, с помощью свойств коэффициентов, графически и даже геометрически! Но конечно, самые популярные способы — это дискриминант, теорема Виета и свойства коэффициентов квадратного уравнения.

Методы решения квадратных уравнений
ДискриминантТеорема ВиетаМетод коэффициентов
$x^{2}+5x+6=0$
$a=1,\ b=5,\ c=6$
$D= 5^{2}-4 \cdot 1 \cdot 6=1$
$x_{1}=\dfrac{-5+1}{2}=-2$
$x_{2}=\dfrac{-5-1}{2}=-3$
$x^{2}+4x+3=0$
тогда
$\begin{cases} x_{1}+x_{2}=-4 \\ x_{1}\cdot x_{2}=3 \end{cases}$
$x_{1}=-3;\ x_{2}=-1$
$13x^{2}-9x-4=0$
$x_{1}=1;\ x_{2}=\dfrac{-4}{13}$

Лайфхаки для работы с квадратным уравнением после упрощения

После избавления от знаменателей чаще всего получается квадратное уравнение. Стандартный путь — дискриминант — надёжен, но на экзамене счёт идёт на минуты. Ниже — три способа ускорить этот шаг.

Способ 1 — Дискриминант (универсальный)

Для уравнения $ax^2 + bx + c = 0$:

$$D = b^2 - 4ac$$

$$x = \dfrac{-b \pm \sqrt{D}}{2a}$$

Применяйте всегда, когда другие способы не очевидны. Надёжно, но требует аккуратности при вычислении.

Способ 2 — Теорема Виета (для приведённых уравнений)

Если уравнение приведённое ($a = 1$): $x^2 + px + q = 0$, то:

$x_1 + x_2 = -p$ и $x_1 \cdot x_2 = q$

Пример: $x^2 - 5x + 6 = 0$. Нужны два числа с суммой 5 и произведением 6 → $x_1 = 2$, $x_2 = 3$. Без дискриминанта, устно, за 10 секунд.

Когда работает: Коэффициенты небольшие, корни — целые числа. Именно такие уравнения составители ЕГЭ используют чаще всего.

Способ 3 — Свойство суммы коэффициентов

Для уравнения $ax^2 + bx + c = 0$:

  • Если $a + b + c = 0$, то один корень всегда равен 1, второй — $c/a$.
  • Если $a - b + c = 0$ (то есть при $x = -1$ уравнение обращается в 0), то один корень — $-1$, второй — $-c/a$.

Пример: $2x^2 - 5x + 3 = 0$. Проверяем: $2 - 5 + 3 = 0$ ✓ → $x_1 = 1$, $x_2 = 1{,}5$. Без дискриминанта.

Как применять на ЕГЭ: Быстро проверьте сумму коэффициентов перед тем, как считать дискриминант. Если сумма равна нулю — один корень найден мгновенно. Это экономит 1–2 минуты.

Биквадратные уравнения

Общий вид биквадратных уравнений: ax⁴ + bx² + c = 0, где a, b, c — числа и a ≠ 0.

Такие уравнения сводятся к квадратным с помощью замены переменной.

$$x^{4}-12x^{2}+27=0$$

Пусть $y=x^2$, тогда $y^{2}=x^4$

$$y^{2}-12y+27=0$$

$D=(-12)^{2}-4\cdot 27=36$

$y_{1}=\dfrac{12-6}{2}=3$

$y_{2}=\dfrac{12+6}{2}=9$

Тогда:

$x^{2}=3$
$x=\pm\sqrt{3}$
$x^{2}=9$
$x=\pm 3$

Кубические уравнения

Общий вид кубических уравнений: ax³ + bx² + cx + d = 0, где a, b, c, d — числа и a ≠ 0.

Кубические уравнения, также как и квадратные, бывают полными и неполными (когда один из коэффициентов b, c, d равен нулю или все они равны нулю). Методов решения кубических уравнений достаточно много, но самое простое развитие событий — когда уравнение можно разложить на множители.

$5x^{3} − x^{2} − 20x + 4 = 0$

$(5x^{3} − x^{2}) − (20x − 4) = 0$

$x^{2}(5x − 1) − 4(5x − 1) = 0$

$(5x − 1)(x^{2} − 4) = 0$

Так как произведение равно нулю, мы можем разбить это уравнение на два маленьких, приравняв к нулю каждую из скобок.

$5x − 1 = 0$
$x = 0{,}2$
$x^{2} − 4 = 0$
$(x + 2)(x − 2) = 0$
$x = 2$ или $x = −2$

Возвратные уравнения

Общий вид возвратных уравнений: ax⁴ + bx³ + cx² + bx + a = 0, где a, b, c — числа и a ≠ 0.

Уравнения такого типа решаются следующим образом:

  1. Обе части уравнения делим на $x^{2}$:

    $$ax^{2}+bx+c+\dfrac{b}{x}+\dfrac{a}{x^2}=0$$

  2. Группируем слагаемые с равными коэффициентами и выносим их как общий множитель:

    $$a\left(x^{2}+\dfrac{1}{x^2}\right)+b\left(x+\dfrac{1}{x}\right)+c=0$$

  3. Производим замену переменной:

    Пусть $y=x+\dfrac{1}{x}$, тогда $\left(x^{2}+\dfrac{1}{x^2}\right)=y^{2}-2$

  4. Уравнение с учётом замены переменной выглядит так:

    $$a(y^{2}-2)+by+c=0$$

    Решаем уравнение относительно переменной $y$ и по её значениям находим $x$:

    $$x^{4}-4x^{3}+x^{2}+4x+1=0\ |:x^{2}$$

    $$\left(x^{2}+\dfrac{1}{x^2}\right)-4\left(x-\dfrac{1}{x}\right)+1=0$$

    Замена: $\left(x-\dfrac{1}{x}\right)=y$, тогда $x^{2}+\dfrac{1}{x^2}=y^{2}+2$

    $$y^{2}-4y+3=0$$

    $y_{1}=1;\ y_{2}=3$

$x-\dfrac{1}{x}=1$ $x-\dfrac{1}{x}=3$
ОДЗ: x ≠ 0
$x^{2}-1=x$
$x^{2}-x-1=0$
$D=1+4=5$
$x_{1,2}=\dfrac{1\pm\sqrt{5}}{2}$
$x^{2}-1=3x$
$x^{2}-3x-1=0$
$D=9+4=13$
$x_{1,2}=\dfrac{3\pm\sqrt{13}}{2}$

Дробно-рациональные уравнения

Общий вид дробно-рациональных уравнений: $\dfrac{P(x)}{Q(x)}$, где P(x), Q(x) — рациональные выражения. То есть в дробно-рациональных уравнениях выражение представлено в виде дроби, где в знаменателе (а порой и в числителе тоже) есть неизвестная.

Главная отличительная особенность решения таких уравнений — поиск ОДЗ (области допустимых значений).

Так как на ноль делить нельзя, а дробная черта представляет собой действие деления, знаменатель не может превращаться в ноль. Мы должны оценить, какие значения можно подставить вместо x, а какие нам нужно исключить.

Например: в выражении $\dfrac{1}{x+2}$ ОДЗ: x ≠ −2, так как при x = −2 выражение принимает вид $\dfrac{1}{0}$, что является ошибкой.

⚠ Важно: При решении подобных уравнений во второй части ОГЭ и профильного ЕГЭ по математике указывать ОДЗ обязательно! Если этот пункт пропустить, решение не засчитают, даже если вы получили верные корни уравнения.

Давайте рассмотрим некоторые виды дробно-рациональных уравнений и методы их решения.

Алгоритм решения дробно-рациональных уравнений

Ниже — универсальный алгоритм, который перекрывает 95% типов задания 6. Используйте его как внутренний чек-лист на экзамене.

  1. Найдите ОДЗ — определите, при каких значениях переменной хотя бы один знаменатель обращается в ноль. Запишите условие: знаменатель ≠ 0. Все такие значения — запрещены.
  2. Приведите к общему знаменателю — если в уравнении несколько дробей, явно запишите НОК всех знаменателей. Не действуйте механически. Альтернатива для уравнений вида $\dfrac{a}{b} = \dfrac{c}{d}$ — метод пропорции (см. ниже).
  3. Домножьте обе части на общий знаменатель — вы уже знаете его запрещённые значения из шага 1, поэтому умножение законно.
  4. Решите упрощённое уравнение — после домножения получится многочлен: линейный, квадратный или более высокой степени. Применяйте стандартные методы.
  5. Проверьте корни на ОДЗ — сравните каждый найденный корень со списком запрещённых значений из шага 1. Совпадение = посторонний корень, его нужно исключить.
  6. Запишите ответ в формате ЕГЭ — если корней несколько (после отсева), в бланк вносится один корень по уточняющему условию задачи (например, наименьший) в виде целого числа или конечной десятичной дроби.

Первый вид дробно-рациональных уравнений

Самый стандартный вид, где дробь равна нулю: $\dfrac{P(x)}{Q(x)}=0$.

Алгоритм решения:

  1. Исследуем ОДЗ.
  2. Приравниваем числитель к нулю и находим значение переменной (знаменатель откидываем).
  3. Анализируем полученные корни, сравниваем с ОДЗ.

$$\dfrac{x^{2}+5x+6}{x+2}=0$$

ОДЗ: x ≠ −2

$x^2 + 5x + 6 = 0$

$x_{1} = −3;\ x_{2} = −2$ — не соответствует ОДЗ

Ответ: x = −3

Второй вид дробно-рациональных уравнений

В этом случае в уравнении приравнены друг к другу дроби с одинаковыми знаменателями: $\dfrac{P(x)}{Q(x)}=\dfrac{R(x)}{Q(x)}$.

Алгоритм решения:

  1. Исследуем ОДЗ.
  2. Приравниваем числители дробей друг к другу и находим значение переменной (знаменатели откидываем).
  3. Анализируем полученные корни, сравниваем с ОДЗ.

$$\dfrac{x^{2}-6}{x-3} = \dfrac{x}{x-3}$$

ОДЗ: x ≠ 3

$x^{2} − 6 = x$

$x^{2} − x − 6 = 0$

$D = 1 + 24 = 25$

$x_{1} = 3$ — не соответствует ОДЗ

$x_{2} = −2$

Ответ: x = −2

Третий вид дробно-рациональных уравнений

В этом случае в уравнении приравнены друг к другу дроби с разными знаменателями: $\dfrac{P(x)}{Q(x)}=\dfrac{R(x)}{S(x)}$.

Если дробей две, мы можем пойти по следующему алгоритму:

  1. Исследуем ОДЗ.
  2. Пользуемся основным свойством пропорции: перемножаем средние и крайние члены пропорции накрест.

    $$\dfrac{a}{b}=\dfrac{c}{d} \Rightarrow a \cdot d = b \cdot c$$

  3. Анализируем полученные корни, сравниваем с ОДЗ.

    $$\dfrac{12}{7-x}=x$$

    ОДЗ: $x \neq 7$

    $(7-x)x=12$

    $x^{2}-7x+12=0$

    $D=49-48=1$

    $x_{1}=4;\ x_{2}=3$

Ответ: $x_1 = 4;\ x_2 = 3$

Метод пропорции: как решать уравнения из двух дробей

Когда уравнение приведено к виду одна дробь равна другой дроби — $\dfrac{a}{b} = \dfrac{c}{d}$ — существует более быстрый способ, чем поиск НОК: основное свойство пропорции.

Основное свойство пропорции:

$$\dfrac{a}{b} = \dfrac{c}{d} \Longrightarrow a \cdot d = b \cdot c$$

Произведение крайних членов равно произведению средних. Это математически строгое правило, а не «трюк». Народное название — «крест-накрест».

Когда метод пропорции применим:

  • Уравнение имеет вид ровно одна дробь = одна дробь: $\dfrac{a}{b} = \dfrac{c}{d}$.
  • ОДЗ уже зафиксировано: $b \neq 0$ и $d \neq 0$.
  • Числители и знаменатели — многочлены (линейные или квадратные).

Когда метод пропорции НЕ применим напрямую:

  • В уравнении три или более слагаемых с дробями — сначала приведите к общему знаменателю.
  • В одной из частей уравнения стоит целое выражение плюс дробь — сначала перенесите всё в одну сторону.

Пример применения метода пропорции

Условие: Решите уравнение $\dfrac{4}{x + 2} = \dfrac{2}{x - 1}$.

  1. ОДЗ: $x + 2 \neq 0$ и $x - 1 \neq 0$ → $x \neq -2$ и $x \neq 1$.
  2. Применяем свойство пропорции: $4 \cdot (x - 1) = 2 \cdot (x + 2)$.
  3. Раскрываем: $4x - 4 = 2x + 4$ → $2x = 8$ → $x = 4$.
  4. Проверка на ОДЗ: $x = 4 \neq -2$ и $x = 4 \neq 1$ — допустимо.

Ответ: 4.

Как сэкономить время: Метод пропорции для двух дробей быстрее поиска НОК — достаточно перемножить крест-накрест и раскрыть скобки. При трёх и более дробях — сначала сгруппируйте и приведите к виду «одна дробь = одна дробь», затем применяйте свойство пропорции.

⚠️ Главное правило: ОДЗ фиксируется до применения свойства пропорции, не после. Если вы сначала перемножите, а потом вспомните про ОДЗ — можете пропустить запрещённое значение, которое стало корнем именно из-за структуры исходных знаменателей.

Четвёртый вид: три дроби с разными знаменателями

Если в уравнении представлена сумма дробно-рациональных выражений, где слагаемых три и более, а знаменатели разные, мы делаем так:

  1. Исследуем ОДЗ.
  2. Приводим все дроби к одинаковому знаменателю.
  3. Откидываем знаменатели и решаем полученное уравнение без них.
  4. Анализируем полученные корни, сравниваем с ОДЗ.

$$\dfrac{x-2}{x+1}+\dfrac{3}{x-1}=\dfrac{6}{x^{2}-1}$$

ОДЗ: $x \neq \pm 1$

$(x-2)(x-1)+3(x+1)=6$

$x^{2}-3x+2+3x+3-6=0$

$x^{2}-1=0$

$(x-1)(x+1)=0$

$x_{1}=1;\ x_{2}=-1$ — оба корня не соответствуют ОДЗ

Ответ: $\varnothing$


Математические правила и формулы

Формулы сокращённого умножения для раскрытия знаменателей

ФормулаВидПрименение в задачах
Разность квадратов$a^2 - b^2 = (a - b)(a + b)$Разложить знаменатель вида $x^2 - 4$
Квадрат суммы$(a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2$Раскрыть скобки при домножении
Квадрат разности$(a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2$Раскрыть скобки при домножении
Куб суммы$(a + b)^3 = a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3$Редко, но встречается в сложных знаменателях
Сумма кубов$a^3 + b^3 = (a + b)(a^2 - ab + b^2)$Разложить на множители для нахождения ОДЗ

Правила нахождения НОК для знаменателей

  • Числовые знаменатели: разложи каждое число на простые множители, НОК = произведение всех различных простых множителей в максимальной степени. Пример: НОК(4, 6) = 2² × 3 = 12.
  • Знаменатели с переменной: разложи каждый знаменатель на множители, НОК = произведение всех различных множителей в максимальной степени. Пример: НОК$(x - 1,\ x^2 - 1)$ = $(x - 1)(x + 1)$.

Признаки упрощения до решения

  • Числитель и знаменатель имеют общий множитель → сократите дробь (предварительно зафиксировав ОДЗ из исходного вида).
  • Все слагаемые содержат общий множитель → вынесите за скобку.
  • Знаменатель — разность квадратов → разложите на два линейных множителя перед нахождением НОК.

Формула проверки

После нахождения корня $x = a$ подставьте его в исходное уравнение. Левая и правая части должны дать одинаковое числовое значение. Если равенство выполняется и $a$ не входит в список запрещённых значений — корень верный.


Примеры решения рациональных уравнений

Уровень 1 — базовый

Пример 1: уравнение вида (x + 3) / (x − 2) = 0

Условие: Решите уравнение $\dfrac{x + 3}{x - 2} = 0$.

  1. ОДЗ: $x - 2 \neq 0$ → $x \neq 2$.
  2. Дробь равна нулю тогда и только тогда, когда числитель равен нулю: $x + 3 = 0$ → $x = -3$.
  3. Проверка на ОДЗ: $x = -3 \neq 2$ — допустимо.

Ответ: −3.

Типичная ошибка: Приравнивают знаменатель к нулю и записывают $x = 2$ как ответ. Дробь равна нулю только при нулевом числителе.

Пример 2: уравнение 1/x + 3 = 4/x

Условие: Решите уравнение $\dfrac{1}{x} + 3 = \dfrac{4}{x}$.

  1. ОДЗ: $x \neq 0$.
  2. Домножаем обе части на $x$: $1 + 3x = 4$.
  3. Решаем: $3x = 3$ → $x = 1$.
  4. Проверка на ОДЗ: $x = 1 \neq 0$ — допустимо.

Ответ: 1.

Типичная ошибка: Переносят $\dfrac{1}{x}$ и $\dfrac{4}{x}$ в разные части и теряют коэффициент.
Как сэкономить время: Сразу перенесите дроби в одну сторону: $\dfrac{4}{x} - \dfrac{1}{x} = 3$ → $\dfrac{3}{x} = 3$ → $x = 1$.

Уровень 2 — средний

Пример 3: знаменатель x² − 4

Условие: Решите уравнение $\dfrac{5}{x^2 - 4} = \dfrac{1}{x - 2}$.

  1. ОДЗ: $x^2 - 4 \neq 0$ и $x - 2 \neq 0$. Раскладываем: $(x - 2)(x + 2) \neq 0$ → $x \neq 2$ и $x \neq -2$.
  2. Приводим к общему знаменателю $(x - 2)(x + 2)$ и получаем $5 = (x + 2)$.
  3. Решаем: $x = 3$.
  4. Проверка на ОДЗ: $x = 3 \neq 2$ и $x = 3 \neq -2$ — допустимо.

Ответ: 3.

Типичная ошибка: Записывают только одно ограничение ОДЗ ($x \neq 2$), забывая про $x \neq -2$.
Как сэкономить время: Сразу раскладывайте знаменатель на множители — это даёт и НОК, и ОДЗ одновременно.

Пример 4: найдите сумму корней — формат реального задания 6

Условие: Решите уравнение $\dfrac{x}{x - 1} - \dfrac{2}{x + 1} = \dfrac{x^2 + 1}{x^2 - 1}$. Найдите сумму корней.

  1. ОДЗ: $x^2 - 1 \neq 0$ → $x \neq 1$ и $x \neq -1$.
  2. НОК = $(x - 1)(x + 1)$. Домножаем: $x(x + 1) - 2(x - 1) = x^2 + 1$.
  3. Раскрываем: $-x + 2 = 1$ → $x = 1$.
  4. Проверка на ОДЗ: $x = 1$ — запрещённое значение. Уравнение не имеет решений.

Ответ: нет корней (∅).

Типичная ошибка: Записывают $x = 1$ как ответ, не сверившись с ОДЗ.

Уровень 3 — повышенный

Пример 5: три дроби, НОК со степенями

Условие: Решите уравнение $\dfrac{3}{x} + \dfrac{2}{x^2} = \dfrac{5}{x^2}$.

  1. ОДЗ: $x \neq 0$.
  2. НОК = $x^2$. Домножаем: $3x + 2 = 5$.
  3. Решаем: $3x = 3$ → $x = 1$.
  4. Проверка на ОДЗ: $x = 1 \neq 0$ — допустимо.

Ответ: 1.

Как сэкономить время: При кратных степенях НОК — берите наибольшую степень.

Пример 6: корень «выпадает» по ОДЗ — это не ошибка

Условие: Решите уравнение $\dfrac{1}{x - 3} + \dfrac{1}{x + 3} = \dfrac{6}{x^2 - 9}$.

  1. ОДЗ: $x^2 - 9 \neq 0$ → $x \neq 3$ и $x \neq -3$.
  2. НОК = $(x - 3)(x + 3)$. Домножаем: $(x + 3) + (x - 3) = 6$ → $2x = 6$ → $x = 3$.
  3. Проверка на ОДЗ: $x = 3$ — запрещённое значение. Исключаем.

Ответ: нет корней. Это правильный ответ — уравнение не имеет решений по условию ОДЗ.

Уровень 4 — задание ЕГЭ «как есть»

Пример 7: полное пошаговое решение с оформлением ответа

Условие: Решите уравнение $\dfrac{2x + 1}{x^2 + x} = \dfrac{3}{x}$. Найдите наименьший корень.

  1. ОДЗ: $x^2 + x \neq 0$ → $x(x + 1) \neq 0$ → $x \neq 0$ и $x \neq -1$.
  2. НОК = $x(x + 1)$, домножаем: $2x + 1 = 3(x + 1)$.
  3. Раскрываем: $2x + 1 = 3x + 3$ → $-x = 2$ → $x = -2$.
  4. Проверка на ОДЗ: $x = -2 \neq 0$ и $x = -2 \neq -1$ — допустимо.
  5. Проверка подстановкой: $\dfrac{2 \cdot (-2) + 1}{(-2)^2 + (-2)} = \dfrac{-3}{2} = -1{,}5$; $\dfrac{3}{-2} = -1{,}5$. Равенство выполняется. ✓

Ответ: −2.

Пример 8: рациональное уравнение, замаскированное под другой тип

Условие: Решите уравнение $\dfrac{x^2 - 9}{x - 3} = x + 5$.

  1. ОДЗ: $x - 3 \neq 0$ → $x \neq 3$.
  2. Числитель $x^2 - 9 = (x - 3)(x + 3)$. Сокращаем дробь (ОДЗ уже зафиксировано): получаем $x + 3$.
  3. Уравнение принимает вид: $x + 3 = x + 5$ → $3 = 5$ — противоречие.
  4. Уравнение не имеет решений.

Ответ: нет корней.


Типичные ошибки при решении рациональных уравнений

💡 Совет эксперта: По статистике разборов экзаменационных работ, более 60% потерянных баллов в задании 6 связаны не с незнанием алгебры, а с нарушением порядка шагов: либо не записан ОДЗ, либо не выполнена финальная проверка корней. Оба действия занимают не более минуты — но стоят первичного балла.

ОшибкаПочему возникаетКак исправить
Не нашёл ОДЗ перед решениемТоропится, кажется «и так понятно»Всегда первый шаг — выписать ОДЗ отдельной строкой до любых преобразований
Применил метод пропорции без фиксации ОДЗПеремножил крест-накрест, не записав запрещённые значенияОДЗ — до перемножения. Сначала фиксируем: $b \neq 0$, $d \neq 0$, потом $ad = bc$
Домножил на знаменатель с переменной, не проверив его на нольПривычка из целых уравнений, где знаменатель — числоПеред домножением зафиксируй: найденный корень ≠ значение, обнуляющее знаменатель
Потерял корень при сокращении дробиСократил $(x - a)$ без записи ОДЗ из исходного уравненияОДЗ фиксируется до сокращений — из оригинального вида уравнения
Не проверил ответ подстановкойСчитает, что алгебраические преобразования гарантируют правильностьПодстановка — 30 секунд страховки. Вычисли числовое значение обеих частей
Записал лишние корни (не проверил на ОДЗ)Забыл последний шаг алгоритма после решения упрощённого уравненияШаг 5 обязателен. Сравни каждый корень с запрещёнными значениями
Ошибка в раскрытии скобок после домноженияНевнимательность при работе с минусом перед скобкойРасписывай раскрытие скобок явно, построчно — не в уме
Не заметил свойство коэффициентов квадратного уравненияАвтоматически считает дискриминант, не проверив сумму коэффициентовПеред дискриминантом — 2 секунды проверки: $a + b + c = ?$ и $a - b + c = ?$

Суть за 30 секунд: 90% ошибок — пропуск ОДЗ (до преобразований) или пропуск проверки (после решения). Исправить оба навыка можно за 2–3 осознанных тренировки.


Задание 6 профильного ЕГЭ: разбор формата и стратегия решения

Что проверяет задание 6

Задание 6 профильного ЕГЭ по математике проверяет умение решать рациональные уравнения: целые и дробно-рациональные. По кодификатору ФИПИ это навык «Преобразование рациональных алгебраических выражений и решение уравнений». Задание первой части КИМ, первичный балл — 1.

Типичные формулировки

  • «Решите уравнение ...» — записать все корни через запятую в порядке возрастания.
  • «Найдите корень уравнения» — один корень (обычно уравнение имеет единственное решение).
  • «Найдите наименьший положительный корень» — среди допустимых корней выбрать наименьший из положительных.
  • «Найдите сумму корней» — сложить все допустимые корни.

В спецификации закреплено: при получении нескольких корней после отсева по ОДЗ в бланк ответов вносится только один корень по уточняющему условию — в виде целого числа или конечной десятичной дроби.

Структура ответа: что писать, что не писать

СитуацияЧто записать в бланк
Один кореньЧисло (например: $-3$ или $0{,}5$)
Несколько корней, нужна суммаЧисловое значение суммы
Несколько корней, нужен наименьшийОдно число — наименьший из корней
Нет корнейДля первой части ЕГЭ такие задания не характерны; если произошло — перепроверьте условие

Задачи для самостоятельного решения

📌 Об источниках задач: Все задачи этого раздела составлены по образцу прототипов из Открытого банка заданий ФИПИ — официального хранилища реальных экзаменационных материалов. Именно оттуда составители берут прообразы задания 6. Тренировка на таких задачах максимально приближена к условиям реального ЕГЭ. Рекомендуем параллельно работать напрямую с банком заданий на сайте ФИПИ.

Блок А — 6 задач с ответами

УравнениеКлючевой шагОтвет
1$\dfrac{x - 5}{x + 1} = 0$Числитель = 0, проверить ОДЗ5
2$\dfrac{2}{x} - 1 = \dfrac{1}{x}$Привести к общему знаменателю1
3$\dfrac{4}{x + 2} = \dfrac{2}{x - 1}$Метод пропорции, затем проверка ОДЗ4
4$\dfrac{x^2 - 1}{x + 1} = x - 3$Разложить числитель, зафиксировать ОДЗНет решений
5$\dfrac{3}{x - 4} + 1 = \dfrac{7}{x - 4}$Свести к одному знаменателю8
6$\dfrac{3}{x + 5} = \dfrac{5}{x + 7}$Метод пропорции: $3(x+7) = 5(x+5)$−8

Отличие рационального уравнения от иррационального — контрастный пример:
Рациональное: $\dfrac{x + 2}{x - 1} = 3$ — дробь, нет корней извлечения, ОДЗ: $x \neq 1$.
Иррациональное: $\sqrt{x + 2} = 3$ — под корнем переменная, ОДЗ: $x + 2 \geq 0$, проверка посторонних корней после возведения в квадрат.
Не перепутайте тип задания — метод решения принципиально разный. Задание 6 — всегда рациональное.

Блок Б — 3 задачи уровня ЕГЭ с полными решениями

Задача Б1

Условие: Решите уравнение $\dfrac{x}{x + 3} + \dfrac{2}{x - 3} = \dfrac{x^2 + 3}{x^2 - 9}$. Найдите наименьший корень.

Раскрыть решение
  1. ОДЗ: $x^2 - 9 \neq 0$ → $x \neq 3$ и $x \neq -3$.
  2. НОК = $(x + 3)(x - 3)$. Домножаем обе части:
  3. $x(x - 3) + 2(x + 3) = x^2 + 3$
  4. $x^2 - 3x + 2x + 6 = x^2 + 3$ → $-x + 6 = 3$ → $x = 3$.
  5. Проверка на ОДЗ: $x = 3$ — запрещено. Уравнение не имеет решений.

Типичная ошибка: Записать $x = 3$ как ответ без проверки ОДЗ.

Задача Б2

Условие: Решите уравнение $\dfrac{2x}{x - 1} - 3 = \dfrac{x + 2}{x - 1}$.

Раскрыть решение
  1. ОДЗ: $x \neq 1$.
  2. НОК = $(x - 1)$. Домножаем обе части: $2x - 3(x - 1) = x + 2$.
  3. $2x - 3x + 3 = x + 2$ → $-x + 3 = x + 2$ → $1 = 2x$ → $x = 0{,}5$.
  4. Проверка на ОДЗ: $x = 0{,}5 \neq 1$ — допустимо.

Ответ: 0,5.

Типичная ошибка: Ошибка в знаке при раскрытии $-3(x - 1)$ — записывают $-3x - 3$ вместо $-3x + 3$.

Задача Б3

Условие: Решите уравнение $\dfrac{3x - 1}{x^2 + 2x} = \dfrac{1}{x}$. Найдите сумму корней.

Раскрыть решение
  1. ОДЗ: $x^2 + 2x \neq 0$ → $x(x + 2) \neq 0$ → $x \neq 0$ и $x \neq -2$.
  2. НОК = $x(x + 2)$, домножаем: $3x - 1 = x + 2$ → $x = 1{,}5$.
  3. Проверка на ОДЗ: $x = 1{,}5 \neq 0$ и $x = 1{,}5 \neq -2$ — допустимо.

Ответ: 1,5 (единственный корень; сумма корней = 1,5).

Типичная ошибка: Неверно записывают НОК, не учитывая, что $x^2 + 2x = x(x + 2)$.


Шпаргалка: рациональные уравнения на ЕГЭ

Алгоритм решения

  1. Найти ОДЗ (знаменатель ≠ 0)
  2. Выбрать метод: привести к общему знаменателю или применить метод пропорции (для формы «дробь = дробь»)
  3. Домножить обе части на НОК
  4. Решить упрощённое уравнение (использовать лайфхаки для квадратных уравнений)
  5. Проверить корни на ОДЗ
  6. Записать ответ в формате ЕГЭ

5 типовых форм уравнений и подходы

ТипПримерКлючевой приём
Дробь = 0$\dfrac{x + a}{x - b} = 0$Числитель = 0, проверить ОДЗ
Одна дробь = число$\dfrac{a}{x - b} = c$Домножить на знаменатель
Дробь = дробь$\dfrac{a}{b} = \dfrac{c}{d}$Метод пропорции: $ad = bc$ (после фиксации ОДЗ)
Квадратный знаменатель$\dfrac{a}{x^2 - b^2} = \ldots$Разложить знаменатель, НОК, два ограничения ОДЗ
Сокращаемая дробь$\dfrac{x^2 - a^2}{x - a} = \ldots$Зафиксировать ОДЗ, сократить, решить линейное

Лайфхаки для квадратного уравнения после упрощения

СпособУсловие примененияЭкономия времени
Теорема ВиетаПриведённое уравнение ($a = 1$), целые корниВысокая — решение устно за 10–15 сек
Свойство суммы коэффициентов ($a+b+c=0$)Сумма коэффициентов = 0 → $x_1 = 1$, $x_2 = c/a$Высокая — один корень находится мгновенно
Свойство $a-b+c=0$При $x = -1$ уравнение = 0 → $x_1 = -1$, $x_2 = -c/a$Высокая
ДискриминантУниверсальный — любое квадратное уравнениеСредняя — надёжно, но требует вычислений

Частые ошибки и как их избежать

ОшибкаРешение
Не зафиксировал ОДЗ до преобразованийПервый шаг — всегда ОДЗ, отдельной строкой
Применил метод пропорции без ОДЗОДЗ → потом крест-накрест
Не проверил корни на ОДЗШаг 5 обязателен — сравни каждый корень с запрещёнными значениями
Ошибка знака при раскрытии скобокРасписывай явно, построчно
Не использовал свойства коэффициентовПроверь $a+b+c$ и $a-b+c$ перед дискриминантом

Суть за 30 секунд: Сначала ОДЗ — потом всё остальное. Проверь корни после решения. Запиши ответ в формате ФИПИ: целое число или конечная десятичная дробь.


Часто задаваемые вопросы

Что такое ОДЗ и зачем оно нужно при решении рациональных уравнений?

ОДЗ (область допустимых значений) — это множество значений переменной, при которых выражение имеет смысл. В дробно-рациональных уравнениях знаменатель не может обращаться в ноль, поэтому значения, обнуляющие знаменатель, исключаются из ОДЗ. Пропуск ОДЗ приводит к «посторонним корням» — числам, которые не являются решениями исходного уравнения, но формально получаются после преобразований.

Можно ли сразу применять метод «крест-накрест» без нахождения ОДЗ?

Нет. Метод пропорции (перемножение крест-накрест) математически корректен только при условии, что знаменатели не равны нулю. Именно поэтому ОДЗ фиксируется до применения любого метода — иначе вы рискуете получить корень, который обнуляет один из исходных знаменателей, и записать запрещённое значение в ответ.

Чем отличаются целые рациональные уравнения от дробно-рациональных?

В целых рациональных уравнениях переменная присутствует только в числителе — ОДЗ равна всей числовой прямой, ограничений нет. В дробно-рациональных уравнениях переменная стоит в знаменателе хотя бы одной дроби — ОДЗ обязательно содержит ограничения, и их нужно фиксировать до решения.

Как быстро решать квадратное уравнение, которое получается после упрощения?

Перед тем как считать дискриминант, проверьте два условия: (1) равна ли сумма коэффициентов $a + b + c$ нулю — если да, один корень равен 1; (2) равна ли $a - b + c$ нулю — если да, один корень равен −1. Если уравнение приведённое ($a = 1$) с небольшими коэффициентами — используйте теорему Виета устно. Дискриминант применяйте, когда остальные способы не очевидны.

Что делать, если все найденные корни не входят в ОДЗ?

Уравнение не имеет решений. Это корректный математический результат. Для задания 6 профильного ЕГЭ подобный исход нетипичен — если вы получили «нет корней», перепроверьте вычисления с самого начала. Однако если после двух проверок результат тот же — записывайте «нет решений» (или оставляйте бланк пустым согласно инструкции).

Как записывать ответ на задание 6 ЕГЭ при нескольких корнях?

Читайте уточняющее условие задачи: «найдите наименьший корень», «найдите сумму корней», «найдите корень» (единственный). В бланк вносится одно число — целое или конечная десятичная дробь — строго в формате, закреплённом спецификацией ФИПИ. Бесконечные десятичные дроби и иррациональные числа в ответе задания 6 не встречаются.

💡 Совет эксперта: Если хотите отработать весь разбор рациональных уравнений в условиях реального экзамена — воспользуйтесь подготовкой к ЕГЭ по математике на платформе Skysmart: интерактивные тренажёры с таймером, персональная обратная связь от преподавателей и разбор всех типов задания 6.

Помогите ребёнку поверить
в себя и получить знания
для успешного будущего

  • Заполните заявку
    и получите программу
    обучения для вашего ребёнка