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处理分式前先写出限制条件

消去分母让人觉得有进展,却悄悄丢掉了日后唯一能保护你的那条信息。

本页内容
  1. 为什么消去分母会出问题?
  2. 方法步骤
  3. 例题详解
  4. 要留意的错误
  5. 自我检测
  6. 下一步

在消去分母之前,先写下所有使分母为零的 x 值。解完之后,舍去与这些值相同的答案。

这是代数方程与不等式中的核心习惯。关于“允许输入”的同一种思考,也出现在求有理式的有效输入以及函数定义域中。

为什么消去分母会出问题?

两边同乘 (x − 2),只有在 x − 2 不为零时才是合理的步骤。如果 x = 2,你就是在乘以零,任何方程都变成 0 = 0。所以新方程可能出现一个根 x = 2,而原方程从来不允许它。

如果你在乘之前写下“x ≠ 2”,之后就会记得去检验。

方法步骤

  1. 能因式分解的分母先因式分解。
  2. 列出限制条件: 让每个分母等于零,把那些 x 值记为被排除。
  3. 两边同乘公分母。
  4. 解得到的方程。
  5. 把每个解与限制条件对照,舍去相同的。
  6. 代入剩下的解确认。

例题详解

解 x²/(x − 2) = 4/(x − 2)。

第一步,限制条件: x = 2 时 x − 2 = 0,所以 x ≠ 2。

第二步,两边同乘 (x − 2): x² = 4。

第三步,求解: x = 2 或 x = −2。

第四步,与限制条件对照: x = 2 被排除,x = −2 允许。

第五步,检验 x = −2: 左边 4/(−4) = −1,右边 4/(−4) = −1,两边相等。

答案: 只有 x = −2。

根 x = 2 不是代数运算的错误,而是来自乘以 x − 2,而这个式子在该值时为零。

要留意的错误

常见的失误是因为二次方程那一步看起来没错,就把两个解都写上。

错误答案: x = 2 或 x = −2

学生一开始没有写限制条件,所以到最后没有任何提示让他去检验。

另一种版本是把 (x − 2) 当作普通数字,从两边约掉。这样会切断解集与限制条件的联系,甚至可能藏起一个根。请把限制条件写在解题的开头,并在写最后答案之前再读一遍。

自我检测

先自己做,再打开答案核对。

1. 解 (x + 1)/(x² − 9) = 2/(x − 3)。

查看答案

x² − 9 = (x − 3)(x + 3),所以限制条件是 x ≠ 3 且 x ≠ −3。两边同乘 (x − 3)(x + 3):x + 1 = 2(x + 3) = 2x + 6,所以 x = −5。

x = −5 允许。检验:(−4)/(25 − 9) = −4/16 = −1/4,2/(−8) = −1/4。

x = −5

2. 解 2x/(x − 3) = 6/(x − 3) + 1。

查看答案

限制条件:x ≠ 3。两边同乘 (x − 3):2x = 6 + (x − 3),所以 x = 3。这是被限制的值,必须舍去。

无解

3. 解 1/x + 1/(x + 1) = 5/6。

查看答案

限制条件:x ≠ 0 且 x ≠ −1。两边同乘 6x(x + 1):6(x + 1) + 6x = 5x(x + 1),所以 12x + 6 = 5x² + 5x,得 5x² − 7x − 6 = 0,因式分解为 (5x + 3)(x − 2) = 0。

根:x = 2 和 x = −3/5,都不在限制范围内。检验 x = 2:1/2 + 1/3 = 5/6。检验 x = −3/5:−5/3 + 5/2 = 5/6。

x = 2 或 x = −3/5

下一步

代数步骤之后出现不需要的根,这个想法与平方后舍去增根相呼应。准备好后试试综合练习题组,并用无计算器运算训练做分数的检验。

写下限制条件是一个小习惯,却能守住不少分数。如果你想一边得到反馈,一边把它融入自己的解题方式,我们的老师可以在附加数学线上一对一补习中帮你。

常见问题

什么是限制条件(restriction)?

限制条件是让分母为零的 x 值,在这些值上式子没有定义。对于 1/(x − 2),限制条件是 x ≠ 2。要在两边同乘之前就写下来,因为乘过之后问题就被藏起来了。

为什么与限制条件相同的根一定要舍去?

因为把它代回原方程就等于除以零,没有意义。这个根只是因为乘上分母才被放进来的,它并不能解原方程。

方程可以最后无解吗?

可以。如果你找到的所有候选答案都是被限制的值,方程就无解。对于 2x/(x − 3) = 6/(x − 3) + 1,唯一的候选是 x = 3,被排除,所以无解。

要先把分母因式分解吗?

要。分母 x² − 9 等于 (x − 3)(x + 3),所以 3 和 −3 都是限制条件。先因式分解也有助于找出公分母,避免漏掉被限制的值。

更新于:

下一步

如果你常常得到一个后来发现不可能的答案,一对一的老师可以告诉你限制条件该写在哪里,让它保护之后的每一步。

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