Es gibt mehrere Möglichkeiten, Bruchterme zu vereinfachen und zusammenzufassen. Alle Regeln, die für das vereinfachen von Brüchen gelten, können auch bei Bruchtermen angewandt werden. Dazu gehören:
Beispiel 1
Betrachte den Bruchterm
Der Nenner hätte die Nullstellen und . Weil hier aber nur die ganzen Zahlen betrachtet werden und keine ganze Zahl ist, hat der Bruchterm als Definitionsmenge alle ganzen Zahlen.
Im Zähler kannst Du einen Faktor von ausklammern und erhältst
Jetzt kannst Du den Term kürzen
Hier kommt der erste Tipp: Wann immer die Summanden im Zähler oder Nenner alle zumindest einen Faktor derselben Variable besitzen, so kann das Ausklammern davon hilfreich sein.
Im Beispiel hatten die Summanden des Zählers und beide mindestens einen Faktor der Variable . Das war bereits ein Hinweis darauf, dass das Ausklammern dieses Faktors nützlich sein wird. Ein zweiter Blick zeigt dann zusätzlich, dass in den Summanden nicht nur ein Faktor von x steckt, sondern auch ein Faktor von .
Beispiel 2
Nun hast Du den Bruchterm
Die Definitionsmenge davon ist . Im Zähler besitzen nicht alle Summanden mindestens einen Faktor von x.
Du kannst aber mit der Mitternachtsformel die Nullstellen
und
berechnen. (Wieso wir auch die Vorzeichen hervorgehoben haben, wird gleich klar werden.)
Du kannst damit den Zähler folgendermaßen zerlegen
Beachte, wie dabei die Vorzeichen der Nullstellen umgekehrt werden: Aus -5 wurde +5 und aus +3 wurde -3. Das muss so sein, denn nur so bleiben -5 und +3 Nullstellen.
Weshalb -5 und +3 weiterhin Nullstellen bleiben, kannst Du auch mit dem Satz vom Nullprodukt einsehen: Ein Produkt ist Null, wenn einer seiner Faktoren Null ist. Die Faktoren in diesem Beispiel sind die Ausdrücke in den Klammern.
Hättest Du geschrieben, so ergibt dieser Ausdruck für den Wert
Damit wäre keine Nullstelle. Das darf aber nicht sein, denn und seine Zerlegung sollen denselben Term darstellen.
Jetzt kannst Du den Zähler durch seine Zerlegung ersetzen und bekommst
In dieser Form findest Du im Zähler und Nenner denselben Faktor und kannst diesen daher kürzen
Der gekürzte Bruchterm hat eine Definitionsmenge von ; Du darfst also alle ganzen Zahlen einsetzen.
Hier kommt der zweite Tipp: Wenn Du nicht auf den ersten Blick Faktoren ausklammern kannst, versuche den Zähler (oder auch den Nenner) zu zerlegen, indem Du die Nullstellen bestimmst. Vergesse dabei nicht, in der Zerlegung die Vorzeichen umzukehren.
Bruchterme vereinfachen durch Verwendung von binomischen Formeln
Manchmal kannst Du Bruchterme vereinfachen, indem Du bekannte Formeln verwendest, die lange Ausdrücke in kompaktere Ausdrücke umwandeln.
Betrachte zum Beispiel den Bruchterm
Im Zähler haben die Summanden keine gemeinsamen Faktoren. Du kannst also so nicht direkt ausklammern. Du könntest die Nullstellen bestimmen und den Zähler zerlegen.
Wenn Du aber die binomischen Formeln beherrschst, erkennst Du, dass
gilt. Jetzt hast Du im Zähler und Nenner jeweils einen Faktor von . Wenn Du diesen kürzt, erhältst Du
Hier kommt der dritte Tipp: Meistere gängige Formeln, die lange Ausdrücke in kompakte Ausdrücke verwandeln. Zu den bekanntesten solcher Formeln gehören die binomischen Formeln.
Abgesehen davon gibt uns der Bruchterm einen weiteren Hinweis, was getan werden kann: Sowohl im Zähler als auch im Nenner befinden sich Summanden und Faktoren von 4. Solche Beobachtungen sind oft ein Indiz dafür, dass die binomischen Formeln nützlich sein können.
Nun ist es soweit, die Tür zu öffnen und die Feier zu genießen.