内容正文:
专题15.2 解分式方程的综合
· 思想方法
分类讨论思想:当问题所给的对象不能进行统一研究时,我们就需要对研究对象进行分类,然后对每一类分别进行研究,得出每一类的结论,最后综合各类的结果,得到整个问题的解答。分类讨论的分类并非是随心所欲的,而是要遵循以下基本原则:
1. 不重(互斥性)不漏(完备性);
2. 按同一标准划分(同一性);
3. 逐级分类(逐级性)。
· 知识点总结
一、分式方程
1.分式方程:分母中含有未知数的方程。
2.分式方程的解法思路:去分母(乘分母最小公倍数)将分式方程先转化为整式方程,再按照整式方程的技巧求解方程。
3.分式方程解方程的步骤:
①利用等式的性质去分母,将分式方程转换为整式方程;
②解整式方程;
③验根--检验整式方程解得的根是否符合分式方程;
④作答。
· 典例分析
【典例1】已知,关于的分式方程.
(1)当,时,求分式方程的解;
(2)当时,求为何值时,分式方程无解;
(3)若,为正整数,分式方程的解为整数时,求的值.
【思路点拨】
(1)将的值代入分式方程,解分式方程即可得到答案;
(2)把的值代入分式方程,将分式方程去分母后化为整式方程,分类讨论的值使分式方程无解即可;
(3)把代入分式方程,将分式方程化为整式方程,表示出整式方程的解,由解为整数和为正整数即可确定的值.
【解题过程】
(1)解:把,代入分式方程中,
得:,
方程两边同时乘以,
得:,
去括号得:,
移项合并同类项得:,
系数化为1得:,
检验:把代入,
所以原分式方程的解是;
(2)解:把代入分式方程,
得:,
方程两边同时乘以,
得:,
去括号得:,
移项合并同类项得:,
①当时,即,方程无解,
②当时,,
时,分式方程无解,即,不存在;
时,分式方程无解,即,,
综上所述,或时,分式方程无解;
(3)解:把代入分式方程中,
得:,
方程两边同时乘以,
得:,
整理得:,
∵,且为正整数,为整数,
∴必为65的因数,,
∵,
∴65的因数有1,5,13,65,
1,5小于11,
可以取13,65这两个数,对应地,方程的解为0,4,对应地,的值为3,55,
满足条件的可取3,55这两个数.
· 学霸必刷
1.(23-24八年级上·湖北荆门·期末)已知关于的分式方程,对于该方程的解,甲、乙两人有以下说法:甲:若方程的解是负数,则;乙:当时,方程的解是正数.关于甲、乙两人的说法,正确的是( )
A.甲、乙都对 B.只有甲对 C.只有乙对 D.甲、乙都错
【思路点拨】
本题主要考查解分式方程,掌握解分式方程的方法是解题的关键.根据解分式方程的方法可得,根据正负数,可得,由此即可求解.
【解题过程】
解:,
去分母得,,且,
∴,且,
当时,,且,
∴且,
∴当方程的解为负数时,且,
∴甲的说法错误;
当时,,
∴,
∴当时,方程的解为正数,
∴乙的说法正确;
∴甲说法错误、乙说法正确,
故选:C.
2.(23-24八年级上·江苏南通·阶段练习)若且a、b为正整数,当分式方程的解为整数时,所有符合条件的b的值和为( )
A.277 B.240 C.272 D.256
【思路点拨】
此题考查了分式方程的解的含义,正确的计算与检验是解本题的关键.把代入方程,再解方程可得,且,;,再分类讨论即可得到答案.
【解题过程】
解:∵,,
∴,
两边都乘以,得
,
解得,且,;,
∴且,
解得:,,
∵正整数使关于的分式方程的解为整数,
∴,
∴或15或39或65或195,
即或5或29或55或185,
其中不符合题意,
∴,
故选C.
3.(22-23八年级下·四川遂宁·阶段练习)若整数a使得关于x的不等式组解集为,使得关于y的分式方程=+2的解为正数,则所有满足条件的整数a的和为( )
A.﹣21 B.﹣20 C.﹣17 D.﹣16
【思路点拨】
首先解不等式组并根据不等式组的解集,确定a的取值范围,再根据分式方程的解是正数确定a的取值范围,注意排除增根的情况,最后两个a的取值范围合并,就可以算出所有整数a的和.
【解题过程】
解:解不等式,得,
解不等式,得,
∵该不等式组的解集为,
∴,解得,
∵关于y的分式方程=+2的解为正数,
∴,
∴且,解得且,
∴a的取值范围为且,
∴符合条件的整数a有:-6、-5、-3、-2、-1、0、1,
所有整数a相加的和为:.
故选:D.
4.(23-24八年级上·山东泰安·期中)若关于的不等式组无解,且关于的分式方程有整数解,则满足条件的整数的值为( )
A.2或3 B.2或7 C.3或7 D.2或3或7
【思路点拨】
本题考查一元一次不等式组的解,分式方程的解,先解不等式组,再解分式方程,从而确定的取值,进而解决此题.
【解题过程】
解不等式组,得,
不等式组无解,
,
,
分式方程,
方程的两边同时乘,
得,,
整理得,,
,
方程有整数解,
或或或,
或或或或或或或,
,,
,
或或,
故选:D.
5.(2022八年级上·全国·专题练习)若整数a使关于x的分式方程的解为非负整数,且使关于y的不等式组至多有3个整数解,则符合条件的所有整数a的和为( )
A.24 B.12 C.6 D.4
【思路点拨】
先解一元一次不等式组,再根据不等式组至多有3个整数解,确定求出的范围;再解分式方程,根据分式方程有非负整数解,确定的值即可解答.
【解题过程】
解:解不等式得:,
解不等式得:,
∴
∵不等式组至多有3个整数解,
∴,
∴.
方程,
,解得:
∵分式方程有非负整数解,
∴(x为非负整数)且,
∴且,
∴的偶数且,
∴且且a为偶数,
∴符合条件的所有整数a的值为:,0,4,6,8.
∴符合条件的所有整数.a的和是:12.
故选:B.
6.(22-23九年级上·重庆渝中·期末)若关于的不等式组有且只有2个奇数解,且关于的分式方程的解为非负数,则符合条件的所有整数的和为( )
A.3 B.4 C.11 D.12
【思路点拨】
先解一元一次不等式组,再解分式方程,从而确定的值,进而解决此题.
【解题过程】
解:,
,
,
,
,
,
,
关于的不等式组有且只有2个奇数解,
,
,
,
,
,
,
,
,
关于的分式方程的解为非负数,
,且,
且,
所有满足条件的整数为:或或0或2或3或4或5,
所有满足条件的整数的值的和为:,
故选:C.
7.(22-23八年级上·山东淄博·期末)若关于的分式方程无解,则的值为 .
【思路点拨】
分式方程无解的情况有两种:(1)原方程存在增根;(2)原方程约去分母后,整式方程无解.
【解题过程】
解:(1)为原方程的增根,
此时有,即,
解得;
(2)为原方程的增根,
此时有,即,
解得.
(3)方程两边都乘,
得,
化简得:.
当时,整式方程无解.
综上所述,当或或时,原方程无解.
故答案为:10或或3.
8.(23-24八年级下·河南南阳·阶段练习)已知关于的分式方程的解满足,则的取值范围是 .
【思路点拨】
本题考查了分式方程的解,解不等式组,先求出分式方程的解,根据,得到关于的一元一次不等式组,解不等式组求出的取值范围,又由最简公分母的值不等于,可得不符合条件的取值,最后综合即可得到最终的取值范围,正确求出分式方程的解是解题的关键.
【解题过程】
解:由分式方程得,,
∵分式方程的解满足,
∴,
即,
解得,
又∵,
∴且,
即且,
解得且,
∴的取值范围为且,
故答案为:且.
9.(23-24八年级上·江苏南通·阶段练习)关于x的分式方程的解满足不等式,则a的取值范围是 .
【思路点拨】
本题考查了分式方程的解,解一元一次不等式,熟练掌握解分式方程已经解不等式的方法是本题的一个难点.首先要解关于的分式方程,求出方程的解,根据解满足不等式,可以得到一个关于的不等式,就可以求出的范围.
【解题过程】
解:,
,
,
解不等式,
得.
关于的分式方程的解满足不等式,
,
,
的取值范围是且.
10.(23-24八年级上·四川成都·期中)现有一列数:,,,,,,(为正整数),规定,,,,,若,则的值为 .
【思路点拨】
本题考查了解分式方程,先观察数列的规律,根据已知的关系,通过错项相加的方法,求出的通项公式:,再根据此公式,对分式方程的左边进行裂项,化简分式方程,最后可求出的值,通过错项相加法得到是解题的关键.
【解题过程】
解:∵,,,,,
∴以上各式左右两边分别相加得,
,
∴,
∴,,,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
经检验,是原分式方程的解,
∴,
故答案为:.
11.(23-24八年级上·全国·课时练习)解关于的分式方程?
【思路点拨】
将原方程变形为,得到或,进行计算并检验即可得到答案.
【解题过程】
解:方程两边同乘以2,得,
方程两边同减3,得,
即,
或,
解得:,,
经检验,,均是原分式方程的解,
原分式方程的解为:,.
12.(2024八年级·全国·竞赛)解分式方程.
【思路点拨】
本题考查解分式方程,熟练掌握因式分解解分式方程是解题的关键,利用因式分解(提公因式法)化简方程,由于,即可得到方程的解.
【解题过程】
解:,
,
,
,
,
,
,
∵,
∴,
经检验是原方程的根.
13.(2023八年级上·全国·专题练习)解方程:.
【思路点拨】
本题考查了解分式方程;本题不是直接去分母,而是先“裂项”,把方程左边化简,再去分母解分式方程;首先根据“裂项”的方法化简方程左边,然后把分式方程化为整式方程,计算即可.解本题的关键在于充分利用运算规律计算.
【解题过程】
解:
,
,
,
,
,
,
,
,
,
检验:是原分式方程的解,
∴原方程的解为.
14.(2024八年级·全国·竞赛)解方程组
【思路点拨】
本题考查分式方程组的解法,将原方程组进行合理的变形是正确解决本题的关键.
先将原方程组的每一个方程左右两边的分子、分母交换位置,化简,再利用换元法得一个三元一次方程组,最后得分式方程进而求得每一个未知数.
【解题过程】
解:将方程组中各方程先取倒数,得
设A=,B=,C=,
则,
解得,
即,
解得.
经检验,分别是原分式方程的解.
15.(22-23八年级下·陕西西安·阶段练习)已知关于的方程:,若方程的解为整数,求整数的值.
【思路点拨】
先按照去分母,去括号,移项,合并同类项,系数化为1的步骤求出,再根据方程的解为整数得到是整数,据此求解即可.
【解题过程】
解:
去分母得:,
去括号得:,
移项得:,
合并同类项:,
系数化为1得:,
∵方程的解为整数,
∴是整数,
又∵分式要有意义,
∴,
∴,即
∴,
∴或.
16.(22-23七年级下·浙江嘉兴·期末)已知关于的方程,其中,均为整数且.
(1)若方程有增根,则,满足怎样的数量关系?
(2)若是方程的解,求的值.
【思路点拨】
(1)由分式方程有增根,得到,求出的值即为增根;
(2)将代入求得,根据题意可得或或,分别带入求得的值即可.
【解题过程】
(1)解:由分式方程有增根,得到,
解得:,
将分式方程化为整式方程:,
整理得:,
将代入得:,
即若方程有增根,则.
(2)解:∵是方程的解,
将代入得:,
整理得:,
∴,
∴,且
∵,均为整数且,
∴或2或(舍去)或,
当时,即,;
当时,即,;
当时,即
当时,即,;
当时,即,;
综上,的值为或或8.
17.(22-23八年级下·江苏苏州·期中)我们定义:形如(m,n不为零),且两个解分别为,的方程称为“十字分式方程”.
例如为十字分式方程,可化为,∴,.
再如为十字分式方程,可化为.∴,.
应用上面的结论解答下列问题:
(1)若为十字分式方程,则______,______.
(2)若十字分式方程的两个解分别为,,求的值.
(3)若关于x的十字分式方程的两个解分别为,(,),求的值.
【思路点拨】
(1)将方程改写成,再根据十字分式方程的定义作答即可;
(2)先根据十字分式方程的定义求出,再化简得,最后代入计算求解即可;
(3)先根据十字分式方程的定义以及、、的取值范围求出,,即,,然后代入求解即可.
【解题过程】
(1)解:方程是十字分式方程,可化为,
,
故答案为:,.
(2)解:十字分式方程的两个解分别为,,
,
∵ ,
∴原式 .
(3)解:方程是十字分式方程,可化为,
∴,,
∵,,
∴,,即,,
代入得,,
∴的值为2022.
18.(22-23八年级上·山东淄博·期中)仔细观察下面的变形规律:,,,……解答下面的问题:
(1)总结规律:已知为正整数,请将和写成上面式子的形式;
(2)类比发现:
计算与的结果;
(3)知识迁移:解关于(为正整数)的分式方程:
;
(4)规律应用:化简.
【思路点拨】
(1)根据题目中的规律,写出结果即可;
(2)利用解析(1)中得出的规律进行计算即可;
(3)先化简方程左边的式子,然后解分式方程即可;
(4)利用解析(1)中的规律进行变形计算即可.
【解题过程】
(1)解:∵,
,
,……
∴,
;
(2)解:
;
.
(3)解:方程变为,
即:,
去分母得:,
解得:,
检验:因为为正整数,原方程分母不会为零;
所以原方程的根式.
(4)解:
.
19.(22-23八年级上·湖南长沙·期末)如果两个分式M与N的和为常数k,且k正整数,则称M与N互为“和整分式”,常数k称为“和整值”.如分式,,,则M与N互为“和整分式”,“和整值”.
(1)已知分式,,判断A与B是否互为“和整分式”,若不是,请说明理由;若是,请求出“和整值”k;
(2)已知分式,,C与D互为“和整分式”,且“和整值”,若x为正整数,分式D的值为正整数t.
①求G所代表的代数式;
②求x的值;
(3)在(2)的条件下,已知分式,,且,若该关于x的方程无解,求实数m的值.
【思路点拨】
(1)先计算,再根据结果可得结果;
(2)①先求解,结合新定义可得,从而可得答案;②由,且分式D的值为正整数t.x为正整数,可得或,从而可得答案;
(3)由题意可得:,可得,整理得:,由方程无解,可得或方程有增根,再分两种情况求解即可.
【解题过程】
(1)解:∵,,
∴
.
∴A与B是互为“和整分式”, “和整值”;
(2)①∵,,
∴
∵C与D互为“和整分式”,且“和整值”,
∴,
∴;
②∵,且分式D的值为正整数t.x为正整数,
∴或,
∴(舍去);
(3)由题意可得:,
∴,
∴,
∴,
整理得:,
∵方程无解,
∴或方程有增根,
解得:,
当,方程有增根,
∴,
解得:,
综上:的值为:或.
20.(23-24八年级下·江苏扬州·阶段练习)新定义:如果两个实数使得关于的分式方程的解是成立,那么我们就把实数组成的数对称为关于的分式方程的一个“关联数对”.
例如:使得关于的分式方程的解是成立,所以数对就是关于的分式方程的一个“关联数对”.
(1)判断下列数对是否为关于的分式方程的“关联数对”,若是,请在括号内打“√”. 若不是,打“×”.
①( );②( );
③( ); ④( );
(2)若数对是关于的分式方程的“关联数对”,求的值;
(3)若数对(且,)是关于的分式方程的“关联数对”,且关于的方程有整数解,求整数的值.
【思路点拨】
本题考查了新定义,分式方程的解,学生的理解能力以及知识的迁移能力等知识,理解“关联数对”的定义是解题的关键.
(1)根据“关联数对”定义分别判断即可;
(2)根据“关联数对”定义计算即可;
(3)根据“关联数对”定义,结合方程的解为整数,计算即可.
【解题过程】
(1)解:当,时,分式方程为,,
∵,
∴①不是关于的分式方程的“关联数对”;
当,时,分式方程为,
解得:,
,
②不是关于的分式方程的“关联数对”;
当,时,分式方程为,
解得,
,
③是关于的分式方程的“关联数对”;
当,时,分式方程为,
此方程无解,
④是关于的分式方程的“关联数对”;
故答案为:①;②;③;④.
(2)解:数对是关于的分式方程的“关联数对”,
,
解得:,
,
解得;
(3)解:数对,且,是关于的分式方程的“关联数对”,
,,
,
解得,
∵可化为,
∴,
解得:,
方程有整数解,
整数,即,
又,,
.
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专题15.2 解分式方程的综合
· 思想方法
分类讨论思想:当问题所给的对象不能进行统一研究时,我们就需要对研究对象进行分类,然后对每一类分别进行研究,得出每一类的结论,最后综合各类的结果,得到整个问题的解答。分类讨论的分类并非是随心所欲的,而是要遵循以下基本原则:
1. 不重(互斥性)不漏(完备性);
2. 按同一标准划分(同一性);
3. 逐级分类(逐级性)。
· 知识点总结
一、分式方程
1.分式方程:分母中含有未知数的方程。
2.分式方程的解法思路:去分母(乘分母最小公倍数)将分式方程先转化为整式方程,再按照整式方程的技巧求解方程。
3.分式方程解方程的步骤:
①利用等式的性质去分母,将分式方程转换为整式方程;
②解整式方程;
③验根--检验整式方程解得的根是否符合分式方程;
④作答。
· 典例分析
【典例1】已知,关于的分式方程.
(1)当,时,求分式方程的解;
(2)当时,求为何值时,分式方程无解;
(3)若,为正整数,分式方程的解为整数时,求的值.
【思路点拨】
(1)将的值代入分式方程,解分式方程即可得到答案;
(2)把的值代入分式方程,将分式方程去分母后化为整式方程,分类讨论的值使分式方程无解即可;
(3)把代入分式方程,将分式方程化为整式方程,表示出整式方程的解,由解为整数和为正整数即可确定的值.
【解题过程】
(1)解:把,代入分式方程中,
得:,
方程两边同时乘以,
得:,
去括号得:,
移项合并同类项得:,
系数化为1得:,
检验:把代入,
所以原分式方程的解是;
(2)解:把代入分式方程,
得:,
方程两边同时乘以,
得:,
去括号得:,
移项合并同类项得:,
①当时,即,方程无解,
②当时,,
时,分式方程无解,即,不存在;
时,分式方程无解,即,,
综上所述,或时,分式方程无解;
(3)解:把代入分式方程中,
得:,
方程两边同时乘以,
得:,
整理得:,
∵,且为正整数,为整数,
∴必为65的因数,,
∵,
∴65的因数有1,5,13,65,
1,5小于11,
可以取13,65这两个数,对应地,方程的解为0,4,对应地,的值为3,55,
满足条件的可取3,55这两个数.
· 学霸必刷
1.(23-24八年级上·湖北荆门·期末)已知关于的分式方程,对于该方程的解,甲、乙两人有以下说法:甲:若方程的解是负数,则;乙:当时,方程的解是正数.关于甲、乙两人的说法,正确的是( )
A.甲、乙都对 B.只有甲对 C.只有乙对 D.甲、乙都错
2.(23-24八年级上·江苏南通·阶段练习)若且a、b为正整数,当分式方程的解为整数时,所有符合条件的b的值和为( )
A.277 B.240 C.272 D.256
3.(22-23八年级下·四川遂宁·阶段练习)若整数a使得关于x的不等式组解集为,使得关于y的分式方程=+2的解为正数,则所有满足条件的整数a的和为( )
A.﹣21 B.﹣20 C.﹣17 D.﹣16
4.(23-24八年级上·山东泰安·期中)若关于的不等式组无解,且关于的分式方程有整数解,则满足条件的整数的值为( )
A.2或3 B.2或7 C.3或7 D.2或3或7
5.(2022八年级上·全国·专题练习)若整数a使关于x的分式方程的解为非负整数,且使关于y的不等式组至多有3个整数解,则符合条件的所有整数a的和为( )
A.24 B.12 C.6 D.4
6.(22-23九年级上·重庆渝中·期末)若关于的不等式组有且只有2个奇数解,且关于的分式方程的解为非负数,则符合条件的所有整数的和为( )
A.3 B.4 C.11 D.12
7.(22-23八年级上·山东淄博·期末)若关于的分式方程无解,则的值为 .
8.(23-24八年级下·河南南阳·阶段练习)已知关于的分式方程的解满足,则的取值范围是 .
9.(23-24八年级上·江苏南通·阶段练习)关于x的分式方程的解满足不等式,则a的取值范围是 .
10.(23-24八年级上·四川成都·期中)现有一列数:,,,,,,(为正整数),规定,,,,,若,则的值为 .
11.(23-24八年级上·全国·课时练习)解关于的分式方程?
12.(2024八年级·全国·竞赛)解分式方程.
13.(2023八年级上·全国·专题练习)解方程:.
14.(2024八年级·全国·竞赛)解方程组
15.(22-23八年级下·陕西西安·阶段练习)已知关于的方程:,若方程的解为整数,求整数的值.
16.(22-23七年级下·浙江嘉兴·期末)已知关于的方程,其中,均为整数且.
(1)若方程有增根,则,满足怎样的数量关系?
(2)若是方程的解,求的值.
17.(22-23八年级下·江苏苏州·期中)我们定义:形如(m,n不为零),且两个解分别为,的方程称为“十字分式方程”.
例如为十字分式方程,可化为,∴,.
再如为十字分式方程,可化为.∴,.
应用上面的结论解答下列问题:
(1)若为十字分式方程,则______,______.
(2)若十字分式方程的两个解分别为,,求的值.
(3)若关于x的十字分式方程的两个解分别为,(,),求的值.
18.(22-23八年级上·山东淄博·期中)仔细观察下面的变形规律:,,,……解答下面的问题:
(1)总结规律:已知为正整数,请将和写成上面式子的形式;
(2)类比发现:
计算与的结果;
(3)知识迁移:解关于(为正整数)的分式方程:
;
(4)规律应用:化简.
19.(22-23八年级上·湖南长沙·期末)如果两个分式M与N的和为常数k,且k正整数,则称M与N互为“和整分式”,常数k称为“和整值”.如分式,,,则M与N互为“和整分式”,“和整值”.
(1)已知分式,,判断A与B是否互为“和整分式”,若不是,请说明理由;若是,请求出“和整值”k;
(2)已知分式,,C与D互为“和整分式”,且“和整值”,若x为正整数,分式D的值为正整数t.
①求G所代表的代数式;
②求x的值;
(3)在(2)的条件下,已知分式,,且,若该关于x的方程无解,求实数m的值.
20.(23-24八年级下·江苏扬州·阶段练习)新定义:如果两个实数使得关于的分式方程的解是成立,那么我们就把实数组成的数对称为关于的分式方程的一个“关联数对”.
例如:使得关于的分式方程的解是成立,所以数对就是关于的分式方程的一个“关联数对”.
(1)判断下列数对是否为关于的分式方程的“关联数对”,若是,请在括号内打“√”. 若不是,打“×”.
①( );②( );
③( ); ④( );
(2)若数对是关于的分式方程的“关联数对”,求的值;
(3)若数对(且,)是关于的分式方程的“关联数对”,且关于的方程有整数解,求整数的值.
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