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分数的特殊方程是什么

2025-05-09 21:48:08
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分数的特殊方程是指方程中含有分数形式的未知数,且分母中包含未知数的代数方程。这类方程的解法需要特别注意分数的运算规则和分母不为零的限制。以下是关于分数特殊方程的详细说明:

一、定义与形式

分数特殊方程的一般形式为:

$$

frac{A}{B} = frac{C}{D}

$$

其中,$A$、$B$、$C$、$D$为已知数,且$B$、$D$包含未知数(通常为$x$)。例如:

$$

frac{2}{x+1} + frac{3}{x-2} = 1

$$

$$

frac{5}{x} + frac{7}{x+3} = frac{9}{4}

$$

二、解题步骤

去分母

通过找到方程中所有分母的最小公倍数(LCM),将方程两边同乘以该公倍数,将分数转化为整式方程。例如,对于方程$frac{5}{x} + frac{7}{x+3} = frac{9}{4}$,最小公倍数为$4x(x+3)$,两边同乘后得到:

$$

4x(x+3) cdot frac{5}{x} + 4x(x+3) cdot frac{7}{x+3} = 4x(x+3) cdot frac{9}{4}

$$

化简后为:

$$

20(x+3) + 28x = 9x(x+3)

$$

化简与整理

展开并整理方程,移项后化为一元二次方程的标准形式。继续上述例子:

$$

20x + 60 + 28x = 9x^2 + 27x

$$

$$

48x + 60 = 9x^2 + 27x

$$

$$

9x^2 - 21x - 60 = 0

$$

求解方程

使用求根公式或因式分解法解一元二次方程。例如:

$$

x = frac{21 pm sqrt{(-21)^2 - 4 cdot 9 cdot (-60)}}{2 cdot 9}

$$

$$

x = frac{21 pm sqrt{441 + 2160}}{18}

$$

$$

x = frac{21 pm sqrt{2601}}{18}

$$

$$

x = frac{21 pm 51}{18}

$$

得到两个解:

$$

x = 4 quad text{或} quad x = -frac{5}{3}

$$

三、注意事项

分母不为零

在去分母时,需注意分母不为零的限制条件。例如,若方程中有$frac{1}{x}$,则$x neq 0$。

化简技巧

对于分子分母均为10的幂次的分数(如$frac{20}{10}$),可先化简为整数(如2),简化计算。

检验解的有效性

将求得的解代入原方程,验证是否满足分母不为零的条件。例如,$x = -frac{5}{3}$时,原方程分母均不为零,是有效解;而$x = 0$时,原方程无意义,需舍去。

四、典型例题

例题:

解方程$frac{3}{x-1} - frac{2}{x+2} = 1$

去分母:

最小公倍数为$(x-1)(x+2)$,两边同乘后得到:

$$

3(x+2) - 2(x-1) = (x-1)(x+2)

$$

化简:

$$

3x + 6 - 2x + 2 = x^2 + x - 2

$$

$$

x + 8 = x^2 + x - 2

$$