初中数学分式方程的增根与无解专题辅导
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分式方程的增根与无解
周奕生
甲:增根是什么?
乙:增根是解分式方程时,把分式方程转化为整式方程这一变形中,由于去分母扩大了未知数的取值范围而产生的未知数的值,比如解方程、:
2
x x 222x 3x 1-=-+。① 为了去分母,方程两边乘以()2x x -,得()2x 32x -=+-②
由②解得0x =。
甲:原方程的解是0x =。
乙:可是当0x =时,原方程两边的值相等吗?
甲:这我可没注意,检验一下不就知道了。哟!当0x =时,原方程有的项的分母为0,没有意义,是不是方程变形过程中搞错啦?
乙:求解过程完全正确,没有任何的差错。
甲:那为什么会出现这种情况呢?
乙:因为原来方程①中未知数x 的取值范围是0x ≠且2x ≠,而去分母化为整式方程②后,未知数x 的取值范围扩大为全体实数。这样,从方程②解出的未知数的值就有可能不是方程①的解。
甲:如此说来,从方程①变形为方程②,这种变形并不能保证两个方程的解相同,那么,如何知道从整式方程②解出的未知数的值是或不是原方程①的解呢?
乙:很简单,两个字:检验。可以把方程②解出的未知数的值一一代入去分母时方程两边所乘的那个公分母,看是否使公分母等于0,如果公分母为0,则说明这个值是增根,否则就是原方程的解。
甲:那么,这个题中0x =就是增根了,可原方程的解又是什么呢?
乙:原方程无解。
甲:啊?!为什么会无解呢?
乙:无解时,方程本身就是个矛盾等式,不论未知数取何值,都不能使方程两边的值相等,如上题中,不论x 取何值,都不能使方程①两边的值相等,因此原方程无解,又如对于方程
0x
2=,不论x 取何值也不能使它成立,因此,这个方程也无解。 甲:是不是有增根的分式方程就是无解的,而无解的分式方程就一定有增根呢?
乙:不是!有增根的分式方程不一定无解,无解的分式方程也不一定有增根,你看,方程x
1x x x 21x x 22+=+-+,去分母后化为()()01x 3x =+-,解得3x =或1x -=,此时,1x -=是增根,但原方程并不是无解,而是有一个解3x =,而方程1x
2x =+,去分母后化为2x 0-=⋅,原方程虽然无解,但原方程也没有增根。
甲:看起来增根并不是什么“好东西”,有没有办法可以避免增根? 乙:有是有,不过解起来比较费劲,有时划不来,还不如解后再检验。比如解方程x 1x x x 21x x 22+=+-+,可先把右边化为0,得0x 1x x x 21x x 22=+-+-+。左边通分计算,
得()()01x x 1x 2x 22
2=++--,即()01x x 3x 2x 2=+--,分子分解因式,再约分,得0x 3x =-,由分子03x =-,得,3x =你看,原来那个增根1x -=就没有出现。
增根不是原分式方程的解,但它是去分母后所得的整式方程的解,如上面方程①的增根0x =,它虽然不是方程①的解,但却是去分母后所得整式方程②的解,利用这种关系可以解决分式方程的有关问题,你看:
已知关于x 的方程2
x x k 2x 21x 12-+=++-有增根,求k 的值。 首先把原方程去分母,化为()()k 1x 22x =-++。③
因为原方程的最简公分母是 ()()2x 1x +-,所以方程的增根可能是1x =或2x -= 若增根为1x =,代入方程③,得k 03=+,3k =;
若增根为2x -=,代入方程③,得k 60=-,6k -=。
故当3k =或6k -=时,原方程会有增根。
甲:虽然无解的分式方程不一定有增根,有增根的分式方程不一定无解,但我还觉得无解与增根之间似乎有种微妙的关系,这是怎么一回事?
乙:你说的没错,增根与无解都是分式方程的“常客”,它们虽然还没有达到形影不离的程度,但两者还是常常相伴而行的,在有些分式方程问题中,讨论无解的情形时应考虑增根,例如:
已知关于x 的方程m 3
x m x =-+无解,求m 的值。 先把原方程化为()3x m m x -=+。④
(1)若方程④无解,则原方程也无解,方程④化为()m 4x m 1-=-,当0m 1=-,而0m 4≠-时,方程④无解,此时1m =。
(2)若方程④有解,而这个解又恰好是原方程的增根,这时原方程也无解,所以,当方程④的解为3x =时原方程无解,3x =代入方程④,得0m 3=+,故3m -=。
综合(1)、(2),当1m =或3m -=时,原方程无解。