「初中數學」例說分式方程的增根與無解

「初中數學」例說分式方程的增根與無解

學習瞭解分式方程以後,不少同學把增根與無解混為一談,為了掌握這兩個概念,現舉例說明它們的區別和聯繫.

一.什麼是分式方程的增根?

解分式方程時,由於在去分母把分式方程轉化為整式方程這一變形中,未知數允許取值的範圍擴大了,分式方程本身隱含著分母不為零的條件,如果轉化過程中,方程的兩邊同乘了一個可能使分母為零的整式,即整式方程的根恰好有使原方程中分母的值為零,那麼就會出現了不適合原方程的根,即增根,如:

解方程:1/x+3/(x一2)=一2/[x(x一)]......<1>

解:去分母,得(x一2)+3x=一2.......<2>

解得x=0

檢驗,x=0時原方程無意義.

所以,x=0是增根,原方程無解.

顯然,方程<1>中x≠0且x≠2,而去分母化為方程<2>時,未知數x的取值範圍擴大為全體實數,由方程<2>解出的未知數的值有可能不是原方程<1>的解,有可能出現增根,困此要檢驗.

那麼怎樣才能求出分式方程的增根呢?分式方程的增根必須滿足兩個條件,①分式方程去分母變為整式方程後,這個整式方程有解,增根是這個整式方程的解;②增根使分式方程的分母為零(或使最簡公分母為零.

如,關於分式方程3/(x²一x)+6/(1一x²)=7/(x²+x)的增根情況,下列說法正確的是(_____)

A.有增根是0和一1.B.有增根是0和一1、1

C.有增根是一1,D.有增根是1

一般,學生會假定最簡公分母x(x+1)(x一1),得出B選項,那就錯了.先看解答.

解:方程去分母得,3(x+1)一6x=7(x一1)

解得x=1,

檢驗,x=1時,x(x+1)(x一1)=0

所以,x=1是增根,原方程無解.

通過解答應選(D),所以說,求增根應通過動手計算才能得出,不能用最簡公分母為零求得,這裡x=1,滿足上面所說的兩個條件,是增根,而x=0或x=一1就不是化簡後整式方程的根,就不是增根,儘管它們能使最簡公分母為零.

二.解分式方程"必須檢驗”的原因

解分式方程比解整式方程的步驟多一步檢驗,這個檢驗不是檢驗計算過程是否正確,而是檢驗是否出現在化整式方程時所乘的最簡公分母是否為0,當它為0時,未知數的值就是方程的增根.增根是方程正常變形造成的,不是解題中運算造成的,因此解分式方程時要檢驗求得的整式方程的根是否是增根.

三.什麼是分式方程的無解?

方式方程的無解是指分式方程本身就是一個矛盾等式,不論未知數取何值都不能使方程兩邊的值相等.如2/x=0,不論x取何值,都不能使方程成立,這個方程無解.分式方程無解包括兩種情況:一種情況是分式方程變形後,整式方程本身無解;另一種情況是整式方程有解,但這些解使最簡公分母的值都為零,即為分式方程的增根,所以原分式方程無解.

例1.解方程.(x一1)/(2+x)=(3一x)/(2十x)+2

解:方程兩邊同乘(2+x),得

x一1=3一x+2(2+x)

整理得0x=8

此方程無解,所以原分式方程無解.

例2,解方程x/(x一1)一1=3/[(x一1)(x+2)]

解:方程兩邊同乘(x一1)(x+2),得

x(x+2)一(x一1)(x+2)=3

整理得x十2=3

解得x=1

檢驗,x=1時,(x一1)(x+2)=0,故x=1是原分式方程的增根,原分式方程無解.

以上兩例造成分式方程無解的原因不同,例1方程無解是因為分式方程化為整式方程後,整式方程本身無解,例2是分式方程化為整式方程後,整式方程有解,但這個解是增根,則原分式方程無解.

三.有增根的分式方程就是無解方程,無解的分式方程一定有增根嗎?

有增根的分式方程不一定無解,無解的分式方程也不一定有增根.如,

解方程:2x/(x十1)十1/(x²十x)=(x十1)/x.

解:去分母,得x(x一2)=0

解得x=2或x=0,此時x=0是增根,原方程並非無解,還有一根x=2,而像方程(x十2)/x=1,去分母化為,0=一2,此方程雖無解,但原方程無增根.

四.在分式方程有增根或無解條件下,如何求含參數的值呢?

(一)在分式方程有增根條件下求參數的值

我們知道,增根不是原分式方程的根,但它是去分母后所得整式方程的根,同時增根還能使原方式方程的最簡公分母為零.利用這一點就能解一類含參數的習題.

例1.若關於x的方程1/(x一1)+2/(x+2)=K/(x²+x一2)會產生增根,求K的值.

解:原方程去分母,得(x+2)十2(x一1)=K

因為原方程的最簡公分母為(x一1)(x十2),所以方程的增根可能是x=1,或x=一2.若增根為x=1,代入(x+2)+2(x一1)=K,得K=3;若增根為x=一2,代入(x+2)十2(x一1)=K,得K=一6,

所以,K=3或K=一6時原方程會產生增根.

例2.m為何值時,關於x的方程2/(x一2)十mx/(x²一4)=3/(x+2)會產生增根?

解:原方程去分母,得2x+4+mx=3x一6

整理,得(m一1)x=一10

當m≠1時,x=一10/(m一1)

若方程產生增根,此時(x+2)(x一2)=0,x=2或x=一2

(1)若x=2,則一10/(m一1)=2,m=一4.

(2)若x=一2,則一10/(m一1)=一2,m=6.

綜上,當m=一4或6時,原方程產生增根.

(二)分式方程無解條件下求參數的值

例1.若關於x的方程(4一ax)/(x+2)=3無解,求a的值.

解:原方程變形,得4一ax=3x十6,即(a+3)x=一2

(1)當a+3=0時,a=一3,整式方程(a十3)x=一2無解,則原分式方程無解.

(2)當a+3≠0,即a≠一3時,有x=一2/(a+3)因原分式方程無解,故x+2=0,x=一2,∴一2/(a+3)=一2,解得a=一2.

綜上所述,當a=一2或a=一3時,原分式方程無解.

例2.若關於x的分式方程(x一m)/(x一1)一3/x=1無解,求m的值.

解:原方程兩邊同時乖以x(x一1),得

x(x一m)一3(x一1)=x(x一1)

整理,得(m+2)x=3

(1)當m+2=0時,m=一2,整式方程(m+2)x=3,無解,則原分式方程無解.

(2)當m+2≠0,即m≠一2時,有x=3/(m+2)因原分式方程無解,∴x=0,或x=1,而x=0時整式方程為0=3,無解;x=1時,3/(m+2)=1,解得m=1.

綜上所述,當m=1或m=一2時,原分式方程無解.

五.分式方程出題時,出現增垠與無解該如何區分?(或增根與無解是什麼關係)

常見有三種情況:

(一)無解=增根

如.當K為何值時,方程x/(x一3)一4=k/(x一3)無解.

解:方程兩邊同乘(x一3),得

x一4(x一3)=K

整理,得x=一(K一12)/3,因為方程無解,所以x=一(K一12)/3是分式方程的增根,而由x一3=0,得增根是x=3,∴一(K一12)/3=3,解得K=3,

此題中,無解與增根,意義一樣.

(二)無解>增根,有些題目中無解比增根的範圍大,如:

若關於x的分式方程(2a+1)/(x+1)=a無解,則a的值是多少?

解:分式方程兩邊同乘(x+1),得

2a+1=ax十a,即ax=a+1

未知數x前邊帶了含字母的係數,需討論

(1)若a=0時,則整式方程無解,原分式方程也無解.

(2)若a≠0,則x=(a+1)/a,∵分式方程的增根為x=一1,若分式方程無解,則(a十1)/a=一1,解得a=一1/2.

∴當a=0或a=一1/2時,原方程無解.

此時,無解>增根,若此題改為,若關於x的分式方程(2a+1)/(x+1)=a有增根,則a的值為多少?就不存在a=0的情況了,只能是a=一1/2.

(三)無解≠增根

如,方程1/(x一5)=0,此方程無解,也並不是因為增根造成的無解,所以這種情況,無解≠增根.

【總結】通過上例分析,對分式方程涉及無解和增根問題,求解方法如下:

(1)找準最簡公分母,並使分式方程兩邊每一項同時乘以它,得到一個整式方程.

(2)整理所得的整式方程,化為ax=b的形式

(3)觀察未知數x的係數

①當未知數的係數是不含字母的數字時,此時原分式方程的無解或有增根是一樣的,都只有唯一的答案,只需直接解出未知數的值,這個值使得最簡公分母為零,從而求出相應的字母的值即可.

②當未知數的係數是含有字母的單項式或多項式時,此時原分式方程無解或有增根的情況就不同了.無解,要分整式方程無解(未知數的係數等於0)和整式方程有解(未知數的係數不等於0),但分式方程無解(最簡公分母等於0)兩種情況討論.增根,只是無解的一種情況,解出整式方程後,滿足最簡公分母為0,再求出相應字母的值即可.


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