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例说分式方程的验根问题

2021-01-10李海波

湖北教育·教育教学 2021年12期
关键词:公分母允许值解方程

李海波

解分式方程是人教版数学八年级上册的教学内容。教材着重强调了解分式方程的方法和步骤,通过具体例子展现了解分式方程可能出现增根的现象,但是考虑到学生的知识基础和接受能力,教科书没有对解分式方程为什么要验根进行深入探讨。

解分式方程为什么要验根呢?厘清等式的性质和方程同解原理是关键。解分式方程第一步是利用等式的性质在方程两边同时乘最简公分母,把分式方程转化为整式方程,虽然最后方程的解可能会使最简公分母为零,即等式两边同时乘零,但这是符合等式的基本性质的,这种变形是正确的。为什么会产生增根呢?很多学生的困惑就在这里,殊不知方程两边同时乘零,虽然满足等式的性质,但会扩大方程未知数的允许值范围,违背了方程的同解原理,这种情况下就有可能产生增根。

解集相同的两个方程叫作同解方程。解方程的过程其实就是不断用新方程替代旧方程,直到新方程是一个或几个形如x=a的方程。在这个过程中,下一步和上一步变形必须是同解变形,才能保证新方程和旧方程是同解方程,这样就不需要对解进行检验。

常见的同解变形,也可以说是同解原理有:

(1)方程两边都加上(或减去)同一个数或同一个整式,所得的方程与原方程同解;

(2)方程两边都乘(或除以)不等于零的同一个数,所得方程与原方程是同解方程;

(3)如果方程的一边为0,另一边可以分解为n个因式的乘积,那么使各个因式分别等于零,而得出的n个方程与原方程是同解方程。

解分式方程时,如果方程两边同时乘同一个整式(最简公分母),而不是一个非零常数,那么这样的变形就不是同解变形,就不能保证新方程与原方程同解,此时可能会产生增根,就需要检验,找出不是方程的根并舍去。

下面,笔者通过举例进行同解性分析,说明分式方程增根产生的原因。

上述方程两边同时乘x2-4,得方程①,此时x≠±2,x2-4≠0,方程①与原方程同解;由同解原理(1)可知,方程②和方程③是同解方程;由同解原理(2)可知,方程③和方程④是同解方程。增根只可能发生在由①到②的变形,原因是約去分母后,方程未知数允许值的范围扩大了,也就是方程①未知数的允许值集是x≠±2的全体实数,而方程②未知数的允许值集是全体实数。

总体说来,将整式方程的解代入所乘的最简公分母,若最简公分母为0,则不满足方程同解原理,整式方程的解为增根;若最简公分母不为0,则满足方程同解原理,整式方程的解为原分式方程的解。解分式方程为什么要验根,需要根据方程的同解原理进行解释,而不是等式的基本性质。

(作者单位:广水市李店初级中学)

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