分式方程计算题--20211105232054
【分式方程计算题--20211105232054】在数学学习的过程中,分式方程是一个非常重要的知识点,尤其是在初中和高中阶段。它不仅考验学生的代数运算能力,还涉及到对等式的理解和变形技巧。今天,我们将围绕一道典型的分式方程题目进行详细解析,帮助大家更好地掌握这类题型的解题思路与方法。
题目如下:
$$
\frac{2}{x - 1} + \frac{3}{x + 2} = 1
$$
第一步:明确分母,确定定义域
首先,我们需要观察这个方程中的分母,即 $x - 1$ 和 $x + 2$。由于分母不能为零,因此我们有以下限制条件:
- $x - 1 \neq 0 \Rightarrow x \neq 1$
- $x + 2 \neq 0 \Rightarrow x \neq -2$
所以,该方程的定义域是 $x \in \mathbb{R} \setminus \{1, -2\}$。
第二步:寻找公分母,消去分母
为了简化方程,我们可以将两边同时乘以所有分母的最小公倍数,也就是 $(x - 1)(x + 2)$,从而消去分母:
$$
(x - 1)(x + 2) \cdot \left( \frac{2}{x - 1} + \frac{3}{x + 2} \right) = (x - 1)(x + 2) \cdot 1
$$
展开后得到:
$$
2(x + 2) + 3(x - 1) = (x - 1)(x + 2)
$$
第三步:展开并整理方程
左边展开:
$$
2x + 4 + 3x - 3 = 5x + 1
$$
右边展开:
$$
(x - 1)(x + 2) = x^2 + 2x - x - 2 = x^2 + x - 2
$$
于是方程变为:
$$
5x + 1 = x^2 + x - 2
$$
将所有项移到一边,整理成标准二次方程形式:
$$
x^2 + x - 2 - 5x - 1 = 0 \Rightarrow x^2 - 4x - 3 = 0
$$
第四步:解二次方程
使用求根公式:
$$
x = \frac{-(-4) \pm \sqrt{(-4)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-3)}}{2 \cdot 1} = \frac{4 \pm \sqrt{16 + 12}}{2} = \frac{4 \pm \sqrt{28}}{2}
$$
进一步化简:
$$
x = \frac{4 \pm 2\sqrt{7}}{2} = 2 \pm \sqrt{7}
$$
第五步:检验解是否符合定义域
我们得到两个可能的解:$x = 2 + \sqrt{7}$ 和 $x = 2 - \sqrt{7}$。
检查这两个值是否在定义域内(即不等于1或-2):
- $2 + \sqrt{7} \approx 2 + 2.645 = 4.645$,不在排除范围内;
- $2 - \sqrt{7} \approx 2 - 2.645 = -0.645$,也不在排除范围内。
因此,这两个解都是有效解。
最终答案:
$$
x = 2 + \sqrt{7} \quad \text{或} \quad x = 2 - \sqrt{7}
$$
通过这道分式方程的练习,我们可以看到,解决此类问题的关键在于正确地处理分母、合理地消元,并最终通过代数运算找到正确的解。同时,不要忘记在最后一步进行检验,确保所求得的解不会使原方程的分母为零。只有这样,才能保证答案的准确性与合理性。
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