内容正文:
第3章
分式
3.4 分式方程
第1课时
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1
1.了解分式方程的概念,能判断一个等式是不是分式方程.
2.掌握解分式方程的步骤.
3.能熟练运用解分式方程的步骤进行计算.
4.理解分式方程可能无解的原因
学习目标
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2
课堂导入
方程的概念:
指含有未知数的等式.
整式方程的概念:
方程里面所有的未知数都出现在分子上,分母只是常数而没有未知数.
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3
课堂导入
一元一次方程:
指只含有一个未知数,未知数的最高次数为1且两边都为整式的等式.
二元一次方程:
指含有两个未知数,并且含有未知数的项的次数都是1的整式方程.
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4
课堂导入
下列不是整式方程的有哪些?
(1) 2x+5=7; (2) 9x-5;
(3) 6y+1>2y; (4) 7-2=5;
(5) 4x+3y=3; (6) ;
(7) ; (8) x=4.
不是整式方程的有:(2)(3)(4)(7).
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新知探究
一艘轮船在静水中的最大航速为30 km/h,它以最大航速沿江顺流航行90 km所用的时间,与以最大航速逆流航行60 km所用的时间相等,则江水的流速为多少?
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6
新知探究
解:如果设江水的流速为v km/h,
根据题意得 .
解出该方程即可求出v的值,即江水的流速.
则轮船顺流航行的速度为 (30+v) km/h,
轮船逆流航行的速度为 (30-v) km/h,
航行60 km所用的时间为 h .
航行90 km所用的时间为 h;
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7
新知探究
分母中含未知数的方程叫做分式方程.
分式方程必须满足的条件:
(1)是方程;
(2)含有分母;
(3)分母中含有未知数.三者缺一不可.
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8
新知探究
分母中含有字母的方程不一定是分式方程,如关于x的分式方程 (a为非零常数),分母中虽然含有字母a,但a不是未知数,所以该方程是整式方程.
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新知探究
分式方程和整式方程的区别与联系
分式方程 整式方程
区别 分母中含有未知数 分母中不含未知数
联系 分式方程可以转化为整式方程
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跟踪练习
下列式子:① ;② ;③ ;
④ ;⑤ .其中,分式方程有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
B
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11
新知探究
我们已经熟悉一元一次方程等整式方程的解法,但是分式方程的分母中含未知数,因此解分式方程是一个新的问题.
能否将分式方程化为整式方程呢?
我们可以通过“去分母”实现这种转变.
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新知探究
分式方程①中各分母的最简公分母是 (30+v)(30-v).把方程①的两边乘最简公分母可化为整式方程,解这个整式方程可得方程①的解.
①
解分式方程的基本思路
去分母
分式方程
整式方程
转化
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新知探究
将方程①化成整式方程的关键步骤是什么?
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新知探究
解分式方程的关键是去分母,在去分母时,分式方程两边的每一项都要乘最简公分母,注意不要漏乘不含分母的项.
在这里使得分式方程等号两端相等的未知数的值叫做分式方程的解(也叫做分式方程的根).
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跟踪练习
解下列方程:
(1) ; (2) .
解:(1)方程两边乘x(x-2),
得5(x-2)=7x,
解得x=-5,
检验:将x=-5代入原方程,左边=-1=右边,
因此x=-5是原分式方程的解.
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跟踪练习
解下列方程:
(1) ; (2) .
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新知探究
下面我们讨论分式方程 .
为去分母,在方程两边乘最简公分母(x-5)(x+5),
得整式方程 x+5= 10.
解得 x=5.
x=5是原分式方程的解吗?
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新知探究
将x=5代入原分式方程检验,
发现这时分母x-5和x2-25的值都为0,
相应的分式无意义.
因此,x=5虽然是整式方程x+5=10的解,
但不是原分式方程 的解.
实际上,这个分式方程无解.
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跟踪练习
将分式方程转化为整式方程,若整式方程的解使分式方程的最简公分母为0,则这个解叫做原分式方程的增根.
(1)分式方程有增根时的应用:
①最简公分母为0,求增根;
②将增根代入整式方程求其他参数.
(2)分式方程无解:
①分式方程有增根;
②化为的整式方程无解.
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新知探究
为什么在分式方程 ①中去分母后所得整式方程的解就是①的解,而分式方程 ②中去分母后所得整式方程的解却不是②的解呢?
解分式方程去分母时,方程两边要乘同一个含未知数的式子(最简公分母).方程①两边乘(30+v)(30-v),得到整式方程,它的解为v=6.当v=6时,(30+v)(30-v)≠0, 这就是说,去分母时,①两边乘了同一个不为0的式子,因此所得整式方程的解与①的解相同.
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新知探究
为什么在分式方程 ①中去分母后所得整式方程的解就是①的解,而分式方程 ②中去分母后所得整式方程的解却不是②的解呢?
方程②两边乘(x-5)(x+5),得到整式方程,它的解为x=5.当x=5时,(x-5)(x+5)=0,这就是说,去分母时,②两边乘了同一个等于0的式子,这时所得整式方程的解使②出现分母为0的现象,因此这样的解不是②的解.
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新知探究
产生增根的原因
分式方程本身就隐含着分母不为0的条件,当把分式方程转化为整式方程时,未知数的取值范围扩大了,因此就有可能产生增根,增根一定适合分式方程转化后的整式方程,但增根不适合原分式方程,会使原分式方程的分母为0.
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新知探究
一般地,解分式方程时,去分母后所得整式方程的解有可能使原方程中分母为0,因此应做如下检验:
将整式方程的解代入最简公分母,如果最简公分母的值不为0,则整式方程的解是原分式方程的解;否则,这个解不是原分式方程的解,
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跟踪训练
例1 解方程: .
解:方程两边同乘x(x-3),得 2x=3x-9.
解得 x=9.
检验:当x=9时,x(x-3)≠0.
所以原分式方程的解为x=9.
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跟踪训练
例2 解方程: .
解:方程两边同乘(x-1)(x+2) ,得 x(x+2)- (x-1)(x+2) =3.
解得 x=1.
检验:当x=1时,(x-1)(x+2)=0.
因此x=1不是原分式方程的解,
所以原分式方程无解.
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新知探究
(1)因为解分式方程可能会产生不适合原方程的解,所以检验是解分式方程的必要步骤;
(2)如果分式的分子是多项式,那么去分母时,一定要先将分子加上括号.
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新知探究
解分式方程的一般步骤
一去
二解
三验
四写
去分母,方程两边同乘最简公分母,把分式方程转化为整式方程.
解这个整式方程.
将整式方程的解代入最简公分母,如果最简公分母的值不为0,则整式方程的解是原分式方程的解;否则,这个解不是原分式方程的解.
写出原分式方程的解.
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新知探究
关于x的分式方程① 和② 有什么区别?
分式方程①的解应该是用含有字母s,v的式子表示的值.
关于x的分式方程①除了含有未知数x,还含有字母v,s,其中v,s表示常数,而②为一般的分式方程.
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新知探究
含字母的分式方程
若分式方程中除了含有表示未知数的字母外,还含有表示已知数的字母,则该方程是含有字母的分式方程.
含字母的分式方程的解法
含字母的分式方程与一般分式方程的解法相同,需要注意的是,要找准哪个字母表示未知数,哪个字母表示已知数,同时还要注意题目中所给的限制条件.
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新知探究
例 解关于x的分式方程: .
分析:原方程是关于x的分式方程,则x表示未知数,m、n表示已知数,将字母m、n看作是常数,按照解一般分式方程的步骤即可.
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31
新知探究
例 解关于x的分式方程: .
解:方程两边同时乘以(x-m)(x-n),
可得(x+m)(x-m)+(x+n)(x-n)=2(x-m)(x-n),
即 ,
整理得 ,
因为 ,所以m+n≠0,解得 ,
经检验, 是原分式方程的解.
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跟踪训练
1.已知关于x的分式方程 的解与方程 的解相同,求a的值.
解析:由已知条件中的两分式方程的解相同,可先将其中不含字母的方程的解求出,再将该解代入另外一个方程中即可得到关于待求字母的方程,最后解方程并在检验后得出结论.
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跟踪训练
经检验,x=2是原方程的解.
所以将x=2代入含字母的分式方程,可得关于a的一个分式方程,
经检验,a=-3是关于a的分式方程的解,所以a=-3.
解:解分式方程 ,得x=2.
因为关于x的分式方程 的解与方程 的解相同.
即 ,解得a=-3.
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随堂练习
B
一元一次方程
一元二次方程
一元一次方程
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随堂练习
x-2=3
x=5
C
解分式方程时,不要忘记检验哦.
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36
随堂练习
3.解分式方程 .
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随堂练习
4.解分式方程: .
解:方程两边同乘3(x-1),得3x-3(x-1)=2x,
解得x=1.5.
检验:当x=1.5时,3(x-1)=1.5≠0,
所以原分式方程的解是x=1.5.
分式方程的常数项“1”也要乘以最简公分母3(x-1).
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随堂练习
5.解分式方程: .
解:方程两边同乘(x+1)(x-1),得4+x2-1=(x-1)2,
解得x=-1.
检验:当x=-1时,(x+1)(x-1)=0,
所以x=-1不是原分式方程的解.
所以原分式方程无解.
分式方程的常数项“1”也要乘以最简公分母(x+1)(x-1).
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随堂练习
6.解分式方程: .
解:原分式方程可化为 ,
方程两边同乘(2x+1)(2x-1),得x+1=3(2x-1)-2(2x+1) ,
解得x=6,
检验:当x=6时,(2x+1)(2x-1)≠0,
所以原分式方程的解是x=6.
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随堂练习
7.关于x的分式方程 的解为负数,则a的取值范围是( )
A.a>1 B.a<1 C.a<1且a≠-2 D.a>1且a≠2
解析:关于 x 的分式方程,则说明 x 是未知数,a 代表已知数,则解出的 x 是含有字母 a 的式子.由题可知,原分式方程的解为负数,则含有字母 a 的式子为负数.
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随堂练习
7.关于x的分式方程 的解为负数,则a的取值范围是( )
A.a>1 B.a<1 C.a<1且a≠-2 D.a>1且a≠2
解:方程两边同时乘以x+1,得2x+a=x+1.解得x=1-a.
∵原分式方程的解为负数,所以x<0,即1-a<0.解得a>1.
将x=1-a进行检验,即x+1=1-a+1≠0,解得a≠2.
综上所述,a的取值范围是a>1且a≠2.
故选D.
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随堂练习
8.关于x的分式方程 有解,则k的取值范围是_______________.
分析:关于 x 的分式方程,则说明 x 是未知数,k 代表已知数,则解出的 x 是含有字母k的式子.由题可知,原分式方程有解,则含有字母 k 的式子经过检验满足分式方程解的条件.
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随堂练习
所以k的取值范围是k≠-3且k≠-5.
解:方程两边同时乘以x(x-1),得6x=x+3-k(x-1).
整理得(5+k)x=3+k.
①原分式方程有解,则 ,则 且 ,
解得k≠-3.
②x存在,则 有意义,即k≠-5.
k≠-3且k≠-5
8.关于x的分式方程 有解,则k的取值范围是_______________.
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拓展提升
解:方法一(去分母):
方程两边同时乘以x(x+2),得5x=4(x+2).
解这个整式方程得x=8.
经检验,x=8是原方程的解.
1.用多种方法解分式方程: .
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拓展提升
解:方法二(倒数法) :
1.用多种方法解分式方程: .
对原方程两边同时取倒数,得 .
通分,得 .
则4(x+2)=5x,解得x=8.
经检验,x=8是原方程的解.
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拓展提升
解:方法三(设参数法) :
1.用多种方法解分式方程: .
令 ,
则 ,k(x+2)=5.
解得 ,所以x=8.
经检验,x=8是原方程的解.
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拓展提升
解:方法四(分子对等法) :
1.用多种方法解分式方程: .
将分子化相等,得 .
由分母相等,得4(x+2)=5x,解得x=8.
经检验,x=8是原方程的解.
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拓展提升
2.解分式方程: .
分析: 观察原方程发现每一项分式的分母加1都等于它的分子,将分子拆成分母与1的和,分别除以分母,消去分子中的未知数,然后进行求解.
例如: .
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拓展提升
2.解分式方程: .
解: 原分式方程可化为:
即 ,
移项,得 .
通分,得 .
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拓展提升
2.解分式方程: .
所以x2-6x+8=x2-14x+48,
解得x=5.
经检验,x=5是原分式方程的解.
所以原分式方程的解为x=5.
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拓展提升
3.若关于x的分式方程 无解,求k的值.
分析:分式方程无解分为两种情况:
①分式方程化为整式方程后,求出整式方程的解使得最简公分母为0;
②分式方程化为的整式方程无解.
根据两种情况分类讨论,确定 k 的值即可.
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拓展提升
3.若关于x的分式方程 无解,求k的值.
因为原分式方程无解,所以x-2=0,即x=2.解得k=0.
②当2+k=0,即k=-2时,化简后的整式方程无解,则原分式方程无解.
综上所述,k=0或k=-2.
解:方程两边同时乘以x-2,
得2(x-2)-(1-kx)=-1,即(2+k)x=4.
①当2+k≠0,即k≠-2时, .
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课堂小结
分式方程
概念
解法
分母中含未知数的方程
去分母
分式方程
整式方程
转化
一去二解三验四写
步骤
基本思路
含字
母的
分式
方程
若分式方程中除了含有表示未知数的字母外,还含有表示已知数的字母,则该方程是含有字母的分式方程.
含字母的分式方程与一般分式方程的解法相同,需要注意的是,要找准哪个字母表示未知数,哪个字母表示已知数,同时还要注意题目中所给的限制条件.
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