内容正文:
人教版 · 八年级数学上册
18.5 分式方程
18.5
第十八章 分式方程 · 第五节
互动课堂 · 点击逐层揭示
Fractional Equations
本节导航
Contents
01
情景导入
从实际问题出发
02
分式方程的概念
定义与辨析
03
解分式方程的步骤
去分母·解方程·验根
04
增根与验根
增根产生的原因
05
分式方程的应用
列方程解应用题
06
课堂小结与练习
巩固·易错·归纳
02
学习目标
01
学习目标 · 明确方向
理解
理解分式方程的概念,能正确判断一个方程是否为分式方程
掌握
掌握解分式方程的一般步骤,能熟练地解分式方程
理解
理解增根产生的原因,掌握验根的方法
应用
能根据实际问题中的数量关系列出分式方程并求解
03
情景导入 · 从实际问题出发
01
情景导入
问题
一艘轮船在静水中的最大航速为 30 km/h,它沿江以最大航速顺流航行 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。问江水的流速为多少?
分析思考
设江水流速为 x km/h
顺流航速 = (30 + x) km/h
顺流时间 = 90/(30+x) h
逆流航速 = (30 − x) km/h
逆流时间 = 60/(30−x) h
根据题意列方程:
90 60
──── = ────
30+x 30−x
观察:这个方程有什么特点?
04
分式方程的概念
02
分式方程的概念
定义
分母中含有未知数的方程叫做分式方程。
特征:① 是方程(含有等号); ② 分母中含有未知数。
对比辨析
整式方程(不是分式方程)
2x + 3 = 7
x² − 4 = 0
3(x−1) = 2x + 5
分母中不含未知数
分式方程
2 1
── + ──── = 1
x x−2
分母中含有未知数 x
05
辨析练习 · 判断分式方程
02
分式方程的概念
判断下列方程是否为分式方程,并说明理由:
否
① x/3 + 2 = 5
分母是3(常数),不是分式方程
是
② 3/(x−1) = 2/x
分母含未知数x,是分式方程
否
③ (x+1)/2 = (2x−1)/3
分母是2和3(常数),不是分式方程
是
④ 1/x + 1/(x+2) = 1
分母含未知数x,是分式方程
是
⑤ x²/(x−1) = x + 1
分母含未知数x,是分式方程
06
解分式方程的基本思路
03
解分式方程的步骤
核心思想
将分式方程转化为整式方程——通过去分母(方程两边同乘最简公分母)
分式方程
去分母
(乘最简公分母)
整式方程
解整式方程
求出未知数的值
注意
去分母后得到的整式方程的解不一定都是原分式方程的解,必须检验!
(原因将在后面"增根"部分详细讲解)
07
解分式方程的一般步骤
03
解分式方程的步骤
Step 1
去分母
方程两边同乘最简公分母,
将分式方程转化为整式方程
Step 2
解整式方程
解去分母后得到的整式方程,
求出未知数的值
Step 3
检验
将求得的解代入最简公分母,
看其值是否为零
Step 4
下结论
最简公分母不为0 → 是原方程的解
最简公分母为0 → 是增根,舍去
08
关键技巧 · 找最简公分母
03
解分式方程的步骤
去分母的关键是找出各分母的最简公分母
找最简公分母的步骤
1. 将各分母分解因式
2. 取各分母系数的最小公倍数
3. 取各分母中所有不同因式
4. 相同因式取最高次幂
5. 组合起来即为最简公分母
口诀:系数取最小公倍数,字母取所有不同因式的最高次幂
举例说明
求下列分式的最简公分母:
1 2 3
──── , ──── , ──────
2x² 3x x(x+1)
系数:2, 3, 1 → 最小公倍数 = 6
字母:x², x, x(x+1)
→ x², (x+1)
最简公分母 = 6x²(x+1)
09
例题1 · 简单分式方程的解法
03
例题精讲
例1
1 2
解方程 ───── = ────
x−1 x
解答过程
第①步 去分母:最简公分母为 x(x−1)
方程两边同乘 x(x−1),得:
x = 2(x−1)
第②步 解整式方程:展开整理
x = 2x − 2
−x = −2 → x = 2
第③步 检验:代入最简公分母 x(x−1)
当 x=2 时,x(x−1) = 2×(2−1) = 2 ≠ 0 ✓
∴ 原方程的解为 x = 2
10
例题2 · 含分母需因式分解的分式方程
03
例题精讲
例2
1 2
解方程 ────── = ──────
x²−1 x−1
解答过程
第①步 分解因式:x²−1 = (x+1)(x−1)
最简公分母为 (x+1)(x−1)
第②步 去分母:方程两边同乘 (x+1)(x−1)
得:1 = 2(x+1)
1 = 2x + 2 → x = −1/2
第③步 检验:将 x = −1/2 代入最简公分母
(x+1)(x−1) = (−1/2+1)(−1/2−1) = (1/2)(−3/2) = −3/4 ≠ 0 ✓
∴ 原方程的解为 x = −1/2
11
增根的概念
04
增根与验根
什么是增根?
在解分式方程时,去分母后得到的整式方程的解中,
使原分式方程的最简公分母为零的解,叫做原分式方程的增根。
增根的特点
① 增根不是原方程的解
② 增根是去分母后整式方程的解
③ 增根使最简公分母等于零
④ 增根必须舍去
⑤ 解分式方程必须验根!
验根的方法
方法一(代入最简公分母):
将解代入最简公分母
≠ 0 → 是原方程的解
= 0 → 是增根,舍去
方法二(代入原方程):
使原方程两边相等 → 是解
使原方程无意义 → 是增根
12
增根产生的原因
04
增根与验根
为什么去分母会产生增根?
在去分母时,方程两边同乘了最简公分母。
如果未知数的值使最简公分母不等于0,则同乘一个非零数不改变方程的解;
但如果未知数的值使最简公分母等于0,则相当于两边同乘了0,
这违背了等式的基本性质(等式两边不能同乘0),因此可能产生增根。
本质:扩大了未知数的取值范围
图示理解
原方程
的解
整式方程
的解
增根
(使分母=0)
整式方程的解 = 原方程的解 + 增根,所以必须通过检验排除增根
13
例题3 · 产生增根的分式方程
04
例题精讲
例3
1 1 2
解方程 ──── + ──── = ──────
x−1 x+1 x²−1
解答过程
第①步 分解因式:x²−1 = (x+1)(x−1),最简公分母为 (x+1)(x−1)
第②步 去分母:方程两边同乘 (x+1)(x−1)
得:(x+1) + (x−1) = 2
2x = 2 → x = 1
第③步 检验:将 x = 1 代入最简公分母 (x+1)(x−1)
(x+1)(x−1) = (1+1)(1−1) = 2×0 = 0
∴ x = 1 是增根,必须舍去!
∴ 原分式方程无解
14
例题4 · 含增根的分式方程
04
例题精讲
例4
1 3 8
解方程 ──── + ──── = ──────
x−2 x+2 x²−4
解答过程
第①步 分解因式:x²−4 = (x+2)(x−2),最简公分母为 (x+2)(x−2)
第②步 去分母:方程两边同乘 (x+2)(x−2)
得:(x+2) + 3(x−2) = 8
x + 2 + 3x − 6 = 8 → 4x − 4 = 8 → x = 3
第③步 检验:将 x = 3 代入最简公分母
(x+2)(x−2) = (3+2)(3−2) = 5×1 = 5 ≠ 0 ✓
∴ 原方程的解为 x = 3
注意:若解得 x=2 或 x=−2,会使分母为0,是增根,必须舍去!
15
分式方程的应用 · 列方程解应用题
05
分式方程的应用
列分式方程解应用题的步骤与列整式方程解应用题类似,
关键在于找出题目中的等量关系,列出分式方程。
常见类型:行程问题、工程问题、其他问题
审
审题,理解题意,
明确已知量和未知量
设
设未知数,
直接设或间接设
列
找出等量关系,
列出分式方程
解
解分式方程
(注意验根)
验
检验解是否满足方程
且符合实际意义
答
写出答案
(注意单位)
特别注意
列分式方程解应用题要双重检验:① 是否是分式方程的解(验根);② 是否符合实际意义。
16
例题5 · 行程问题
05
分式方程的应用
例5
甲、乙两人从A地出发到B地,甲的速度为 6 km/h,乙的速度为 8 km/h。
甲先出发 1 小时,结果两人同时到达B地。
求A、B两地的距离。
等量关系分析
等量关系
设A、B距离为 x km
甲的时间 = x/6 小时
乙的时间 = x/8 小时
甲比乙多用1小时:
x/6 − x/8 = 1
求解与检验
去分母(乘24):4x − 3x = 24
x = 24
检验:x=24>0,符合题意 ✓
甲用 24/6=4h,乙用 24/8=3h
4−3=1(h) ✓ 答:距离 24 km
17
例题6 · 工程问题
05
分式方程的应用
例6
某工程队修一条公路,甲队单独施工需 30 天完成,
乙队单独施工需 20 天完成。
两队合作施工,需要多少天完成?
等量关系分析
等量关系
设两队合作需 x 天完成
甲的工作效率 = 1/30
乙的工作效率 = 1/20
等量关系:
x/30 + x/20 = 1
求解与检验
去分母(乘60):2x + 3x = 60
5x = 60 → x = 12
检验:x=12>0,符合题意 ✓
12/30+12/20 = 2/5+3/5 = 1 ✓
答:两队合作需 12 天完成
18
例题7 · 生产问题
05
分式方程的应用
例7
某工厂生产一批零件,原计划每天生产 30 个。
实际每天比原计划多生产 6 个,结果提前 4 天完成。
这批零件共有多少个?
等量关系分析
等量关系
设这批零件共 x 个
原计划天数 = x/30 天
实际天数 = x/(30+6) = x/36 天
等量关系:
x/30 − x/36 = 4
求解与检验
去分母(乘180):
6x − 5x = 720
x = 720
检验:720/30=24天,720/36=20天
24−20=4(天) ✓ 答:共720个
19
例题8 · 航行问题
05
分式方程的应用
例8
一艘轮船在静水中的最大航速为 30 km/h,
它沿江以最大航速顺流航行 90 km 与逆流航行 60 km 所用时间相等。
求江水的流速。(解情景导入中的问题)
等量关系分析
等量关系
设江水流速为 x km/h
顺流速度 = (30+x) km/h
逆流速度 = (30−x) km/h
等量关系:顺流时间=逆流时间
90/(30+x) = 60/(30−x)
求解与检验
去分母(乘(30+x)(30−x)):
90(30−x) = 60(30+x)
2700−90x = 1800+60x
150x = 900 → x = 6
检验:0<6<30 ✓ 答:流速6 km/h
20
易错点归纳
06
课堂小结与练习
易错1
忘记检验
解分式方程必须检验!
去分母可能产生增根,不检验会得到错误结论。
易错2
最简公分母找错
需要先分解因式再找最简公分母,
不能直接把各分母相乘。
易错3
去分母时漏乘
方程两边每一项都要乘最简公分母,
包括没有分母的常数项。
易错4
增根当作解
使最简公分母为0的解是增根,
必须舍去,不能作为答案。
21
课堂小结
06
课堂小结与练习
知识结构梳理
18.5 分式方程
概念
分母中含未知数的方程
解法
去分母→解整式方程→验根
增根
使分母为0的解,须舍去
验根
代入最简公分母≠0
应用
行程/工程/生产等问题
步骤
审设列解验答
22
随堂练习 · 基础题
06
课堂小结与练习
一、判断下列方程是否为分式方程:
(1) x/5 + 3 = 2x ( )
(2) 3/(x+2) = 1 ( )
(3) (x−1)/2 = x/3 ( )
(4) 2/x + 1/(x−1) = 3 ( )
二、解下列分式方程:
(1) 2/x = 3/(x+1)
(2) 2/(x+1) = 1/(x−1)
提示:解分式方程的一般步骤:去分母 → 解整式方程 → 检验 → 下结论
23
随堂练习 · 应用题
06
课堂小结与练习
三、列分式方程解应用题:
第1题
甲、乙两人加工同一种零件,甲每小时比乙多加工 5 个,
甲加工 120 个零件与乙加工 100 个零件所用时间相同。
求甲、乙每小时各加工多少个零件?
第2题
一列火车从甲站开往乙站,原计划速度为 80 km/h。
由于天气原因实际速度降低了 20 km/h,结果晚点 1 小时到达。
求甲、乙两站之间的距离。
24
方法总结 · 整式方程 vs 分式方程
06
课堂小结与练习
整式方程
特点:分母中不含未知数
解法:直接求解
如:2x+3=7, 3x−6=0
无需验根
解的个数确定
步骤较少,不易出错
分式方程
特点:分母中含未知数
解法:去分母→解整式方程
如:1/x+1/(x−2)=1
必须验根!
可能有增根
步骤较多,易漏验根
25
解题口诀 · 巧记方法
06
课堂小结与练习
解分式方程口诀
分式方程要解题,
先找公分母去分母。
化为整式再求解,
检验分母不为零。
若使分母等于零,
增根必须舍去之!
核心要点
去分母是关键,验根是必须!没验根的分式方程解答是不完整的!
26
拓展思考 · 含字母系数的分式方程
06
课堂小结与练习
思考题
关于 x 的方程 1/(x−1) + 2/(x+1) = m/(x²−1) 有增根,求 m 的值。
分析思路
第①步 确定增根的可能值:
x²−1 = (x+1)(x−1),增根使公分母为0
∴ 增根为 x = 1 或 x = −1
第②步 去分母后求整式方程:
两边乘 (x+1)(x−1):(x+1) + 2(x−1) = m
整理:3x − 1 = m
第③步 将增根代入求 m:
当 x=1 时:3×1−1 = m → m = 2
当 x=−1 时:3×(−1)−1 = m → m = −4
27
本章知识网络
06
课堂小结与练习
分式方程
定义 → 解法 → 增根 → 应用
定义
分母含未知数
的方程
解法
去分母→解整式
→验根
增根
使公分母=0
须舍去
验根
代入公分母
≠0为解
应用
行程/工程
/生产问题
步骤
审设列解
验答
28
课后作业
06
课堂小结与练习
必做题
教材第 152 页 练习 第 1、2 题
解分式方程的基本练习
必做题
教材第 153 页 习题 18.5 第 1、2、3 题
巩固解法与验根
选做题
教材第 154 页 习题 18.5 第 5、6 题
分式方程的应用问题
思考题
若分式方程有增根,如何求字母系数的值?
拓展提高
29
谢 谢 观 看
祝同学们学习进步,勇攀数学高峰!
人教版 · 八年级数学上册 · 18.5 分式方程
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