内容正文:
第五章 分式与分式方程
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)
1.[2024重庆江北中学期中]下列各式:,,,,中,分式的个数是( )
A.5 B.4 C.3 D.2
2.下列分式中,最简分式是( )
A. B. C. D.
3.若,则下列各式的值与的值一定相等的是( )
A. B. C. D.
4.[2024天津]计算的结果等于( )
A.3 B. C. D.
5.如果分式方程的解为,那么的值为( )
A. B.6 C. D.
6.对于分式方程,有以下几种说法:①最简公分母为;②转化为整式方程为;③原方程的解为;④原方程无解.其中正确的说法有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
7.若,则等于( )
A.9 B.1 C.7 D.11
8.某市防汛办为解决台风季排涝问题,准备在一定时间内铺设一条长的排水管道,实际施工时,每天比原计划铺设,结果20天完成.求原计划每天铺设管道多少米?题目中部分条件被墨汁污染,小明查看了参考答案为:“设原计划每天铺设管道,则可得方程, ”根据答案,题中被墨汁污染的部分分别为( )
A.多,延期 B.少,延期 C.多,提前 D.少,提前
9.若关于的方程没有增根,则的值满足( )
A. B. C. D.
10.对于任意不为零的实数,,若定义新运算,则下列结论中正确的有( )
;;③若,则;④若 为正整数,则代数式 的最小值为0.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
二、填空题(本大题共5小题,每小题4分,共20分)
11.[2024长沙]要使分式有意义,则需满足的条件是__________.
12.2024年3月17日惠州举办了首届马拉松,该届赛事以“畅跑山海惠州,尽享东坡文化”为主题,以弘扬惠州东坡文化为主旨,是一场体现文旅深度融合的“嘉年华”赛事.已知总赛程约为,在同一场比赛中,选手的平均速度是选手的1.2倍,最终选手冲刺终点的时间比选手提前20分钟,若设选手的平均速度是,则可列方程为_______________.
13.小刚同学不小心弄污了练习本的一道题,这道题是:“化简.”其中“”处被弄污了,但他知道这道题的化简结果是,则“”处的式子为________________.
14.如果关于的方程只有一个根,那么的值是________.
15.[2024重庆]若关于的不等式组 至少有2个整数解,且关于的分式方程的解为非负整数,则所有满足条件的整数的值之和为__.
三、解答题(本大题共7小题,共70分)
16.(8分)
(1) [2024泸州]化简:;
(2) 解方程:.
17.(8分)先化简,再从,0,1,2中选取一个适合的数代入求值.
18.(8分)请你阅读小明和小红两名同学的解题过程,并回答所提出的问题.
计算:.
小明的解法:
解:原式
小红的解法:
解:原式
.④
(1) 小明在步骤______开始出错,小红在步骤______开始出错;(写出序号即可)
(2) 请你给出正确的解答过程.
19.(10分)无人机除军事用途外,因在尺寸、速度和机动性等方面的独特优势,使得无人机在航空拍照、高速公路管理、森林防火巡查和应急救援、救护等民用领域应用极为广阔.西北工业大学的科研成果“信鸽”仿生飞行器的续航时间为3小时5分30秒,刷新了扑翼式无人机单次充电飞行时间的吉尼斯世界纪录.科研小组的同学发现,“信鸽”仿生飞行器的时速是“云鸮”仿生飞行器时速的1.5倍,“信鸽”仿生飞行器飞向高的空中比“云鸮”仿生飞行器少用,求“信鸽”仿生飞行器的时速.
20.(10分)若,,.
(1) 当时,计算,的值;
(2) 猜想与的大小关系,并证明你的猜想.
21.(12分)《几何原本》中的“几何代数法”是指用几何方法研究代数问题,这种方法是数学家处理问题的重要依据.在意大利数学家斐波那契编写的《计算之书》中频繁运用了这种方法.例如,运用面积关系将分式方程转化为整式方程,从而求解分式方程.
例:《计算之书》中记载了一道题,译文如下:一组人平分90枚硬币,每人分得若干,若再加上6人,平分120枚硬币,则第二次每人所得与第一次相同.求第一次分硬币的人数.设第一次分硬币的人数为,则可列方程为.
解:构造如图所示的图形,,,矩形 的面积为90,矩形 的面积为120,则,.显然.根据图形可知.
(将分式方程转化成了整式方程),解得.
第一次分硬币的人数为18.
请仿照材料中的方法,通过构造图形,求分式方程的解.
22.(14分)综合与实践:
在综合与实践课上,数学兴趣小组通过洗一套夏季校服,探索清洗衣物的节约用水策略.
【洗衣过程】步骤一:将校服放进清水中,加入洗衣液,充分浸泡揉搓后拧干;
步骤二:将拧干后的校服放进清水中,充分漂洗后拧干.
重复操作步骤二,直至校服上残留洗衣液浓度达到洗衣目标.
假设第一次漂洗前校服上残留洗衣液浓度为,每次拧干后校服上都残留水.
浓度关系式:.其中,分别为单次漂洗前、后校服上残留洗衣液浓度;为单次漂洗所加清水量(单位:).
【洗衣目标】经过漂洗使校服上残留洗衣液浓度不高于.
【动手操作】请按要求完成下列任务:
(1) 如果只经过一次漂洗,使校服上残留洗衣液浓度降为,需要多少清水?
(2) 如果把清水均分,进行两次漂洗,是否能达到洗衣目标?
(3) 比较(1)和(2)的漂洗结果,从洗衣用水策略方面,说说你的想法.
参考答案
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)
1.C
2.B
3.C
4.A
5.C
6.D
7.C
8.B
9.D
【点拨】方程去分母,得.
解关于的方程得.
关于的方程没有增根,
.
10.C
【点拨】 ,故①正确;
,故②正确;
,,解得.
经检验,都是原方程的根,故③错误;
,
当时,代数式有最小值,为0,故④正确.
正确的有,共3个.
二、填空题(本大题共5小题,每小题4分,共20分)
11.
12.
13.
【点拨】根据题意,得,
.
14.
【点拨】方程去分母,得.
移项,得.
又 关于的方程只有一个根,且, 当时,;当时,.
综上,.
15.16
【点拨】
解不等式①,得,解不等式②,得.
该不等式组的解集为.
该不等式组至少有2个整数解,
,解得.
解分式方程,得.
关于的分式方程的解为非负整数,
且,是偶数,
解得且,是偶数.
且,是偶数,
则所有满足条件的整数的值之和是.
三、解答题(本大题共7小题,共70分)
16.(1) 【解】
.
(2) 方程两边同乘,得,
解得.
经检验,是原方程的根.
17.【解】
.
且, 当时,原式.(所选数不唯一)
18.(1) ②; ②
(2) 【解】原式.
19.【解】设“云鸮”仿生飞行器的时速为,则“信鸽”仿生飞行器的时速为,
由题意,得,解得.
经检验,是原方程的根,且符合题意,
.
“信鸽”仿生飞行器的时速为.
20.(1) 【解】当时,,.
(2) 猜想:.证明如下:
.
又,
.
,即.
21.【解】构造如图所示的图形,,,,
矩形的面积为1,矩形的面积为2,
则,.
显然.
根据图形可知.
,解得.
22.(1) 【解】把,代入,得,解得.经检验,是原方程的根,且符合题意.
如果只经过一次漂洗,使校服上残留洗衣液浓度降为,需要清水.
(2) 把清水均分,每次使用清水.
第一次漂洗后浓度为;
第二次漂洗后浓度为,
而,
进行两次漂洗,能达到洗衣目标.
(3) 由的计算结果发现:经过两次漂洗既能达到洗衣目标,还能大幅度节约用水,
从洗衣用水策略方面来讲,分次进行漂洗的方法值得推广学习.(答案不唯一,合理即可)
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