这一招在做什么
分母里有未知数的方程叫分式方程。我们会解的是整式方程,所以要把分母“乘掉”:
x−1x=x2−15x−3 ×(x2−1) x(x+1)=5x−3
- 找最简公分母,顺便写下“禁区”:哪些 x 会让分母为 0。
- 两边同乘公分母。每一项都要乘,没有分母的项也要乘。
- 解整式方程。
- 检验:把每个根代入公分母。让公分母为 0 的是增根,要舍去。
为什么会有增根?因为第 2 步不是“免费”的。由 A=B 一定能推出 A⋅M=B⋅M;可反过来,由 A⋅M=B⋅M 推出 A=B,需要 M=0。当 x 恰好让 M=0 时,A⋅M=B⋅M 变成了 0=0,当然成立——哪怕 A 和 B 根本没有意义。增根就是乘进来的那个式子自己的零点。
上面图里的虚线就是去分母之后的整式。它比实线多穿过横轴一次,多出来的那一次,正好踩在红色竖线上。
先猜后证
解方程 x−21+3=x−2x−1。去分母后得到 1+3(x−2)=x−1,解得 x=2。那么原方程的解是?
先选定答案,才能看到结论。
✓ 猜对了!✗ 和你想的不一样——这正是值得停一下的地方。
x=2 让分母 x−2 等于 0,是增根。整式方程只有这一个根,所以原方程无解。
看图会更清楚:把左边减右边化简,其实恒等于 2(在 x=2 处缺一个点)。一条高度为 2 的水平线,永远碰不到横轴。
实线是“左边 − 右边”,它在 x=2 处是个空心点。虚线(去分母后的整式)却大摇大摆地穿过了那里。
跟着做一遍
例:解 x/(x−2) = 8/(x²−4)
第 1 / 6 步 -
找公分母,写下禁区 x2−4=(x−2)(x+2),所以最简公分母是 x2−4。禁区:x=2 且 x=−2,图上是两条红色竖线。
x−2x=(x−2)(x+2)8
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两边同乘公分母
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解整式方程
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检验 x = 2
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检验 x = −4
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写结论
增根可以“定做”
增根不是运气不好才碰上的。它出现的条件非常明确:整式方程的根,恰好等于禁区里的数。所以带字母的题目常常反过来问:字母取什么值时,方程有增根?
下面的方程里有一个参数 k。去分母后是 x=2(x−3)+k,也就是 x=6−k。拖动 k,这个根会在横轴上滑动。
先猜后证
关于 x 的方程 x−3x=2+x−3k,当 k 等于多少时无解?
先选定答案,才能看到结论。
✓ 猜对了!✗ 和你想的不一样——这正是值得停一下的地方。
去分母得 x=6−k。方程无解,只可能是这个唯一的根成了增根,即 6−k=3,所以 k=3。
拖动 k:绿点是方程的根。k=3 时它撞上竖线,变成 ✗。此时实线成了一条碰不到横轴的水平线。
分母太乱?先换元
有的分式方程去分母后次数很高,但式子里有一块反复出现。把那一块看成一个字母,方程立刻变简单。
例:解 (x/(x−1))² − 5·x/(x−1) + 6 = 0
第 1 / 4 步 -
找到反复出现的那一块 x−1x 出现了两次。设 t=x−1x。别忘了禁区:x=1。
(x−1x)2−5⋅x−1x+6=0
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解关于 t 的方程
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换回 x
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检验
什么时候会出事
结论:整式方程的根就是原方程的根 ← 还成立吗?
x−13=x+12:去分母得 3(x+1)=2(x−1),x=−5。点一下检验:两个分母都不为 0,它是货真价实的根。
x−3x−2=x−33:去分母得 x−2(x−3)=3,x=3。自己点一下检验,看看机器怎么说。
整式方程有根,原方程却无解。两个方程不是一回事:去分母这一步把方程的“适用范围”悄悄放大了。所以检验不是为了查计算错误,而是解法本身的一部分。
练一练
解方程:x−32=x+11。
提示 · 方向两个分母不一样。公分母是什么?哪些 x 是禁区?
提示 · 方法两边同乘 (x−3)(x+1),每个分式各约掉一个因式。
完整解答2x+2=x−3,x=−5。检验:x−3=−8,x+1=−4,都不为 0。所以 x=−5。
解方程:x−4x−3=x−44。(有解就填解,没有就填“无解”。)
提示 · 方向去分母时,−3 这一项也要乘 x−4。
提示 · 方法两边同乘 x−4,解出 x 之后,先别急着写答案——代入分母看看。
提示 · 第一步x−3(x−4)=4,即 −2x+12=4。
完整解答x=4。但 x=4 时分母 x−4=0,是增根。整式方程只有这一个根,所以原方程无解。
解方程:x+1x=x2−12。
提示 · 方向x2−1 能分解。公分母是谁?禁区有几个数?
提示 · 方法两边同乘 (x+1)(x−1),得到一个二次方程;解出两个根后逐个检验。
提示 · 第一步x(x−1)=2,即 x2−x−2=0。
完整解答(x−2)(x+1)=0,x=2 或 x=−1。x=−1 让分母 x+1=0,是增根,舍去。x=2 时两边都是 32。所以 x=2。
关于 x 的方程 x−31+x2−9kx=x+32 有增根。求 k 的所有可能值。(用逗号隔开。)
提示 · 方法先去分母得到整式方程,再分别让 x=3 和 x=−3 成为它的根,各解出一个 k。
提示 · 第一步两边同乘 x2−9:(x+3)+kx=2(x−3),整理得 (k−1)x=−9。
完整解答若增根是 x=3:3(k−1)=−9,k=−2。若增根是 x=−3:−3(k−1)=−9,k=4。两种情况下 k=1,整式方程确实有这个根。所以 k=−2 或 k=4。