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解无理或分式方程是否必须验根
作者:黄春山
来源:《职业·下旬》2011年第07期
教材是教学的依据,应该是教师可以放心地教,学生可以放心地学,没有知识性错误。但
对于在全国各类成人高等学校招生考试教材理工农医类(中国社会出版社)第10页中的解方
程练习题目的答案解析,笔者不敢苟同。
原题目是:
题1类题目是无理方程,解法很多,常用的方法是,在方程两边同时乘方,去根号或利用
换元法转化为有理方程。解无理方程的基本思想是将无理方程转化为有理方程。此教材的参考
答案的解法为换元法。
题2类题目是分式方程,常见解法有因式分解法、去分母法、换元法,解题思想是将原分
式方程整式化。此教材的参考答案的解法为去分母法。
教材中的标准答案:
1.解:令(1)
原方程化为(2)
解得
即,不合理,舍去(3)
y2=3即(4)
即x2-3x+5=9(5)
解得x1=-1,x2=4;经验证x1=-1,x2=4都是原方程的根。
2.解:原方程两边同乘以(x+1)(x-2)(6)
得x(x-2)-7=-(x+1)(7)
即x2-x-6=0解得x1=-2,x2=3;经验证x1=-2,x2=3都是原方程的根注:此处两个方程分
别为无理方程和分式方程,故需验根。
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我们要谈的主要是答案的最后的“注:此处两个方程分别为无理方程和分式方程,故需验
根。”是否无理方程和分式方程的验根是必需的?笔者认为是并非必需的。
在初中教材中只是要求掌握会用平方或换元法求无理方程的根,并会验根,要求验根的原
因在于方程两边同乘方若干次数,有可能产生的增根;对于分式方程,要求掌握用去分母或换
元法求不超过三个分式构成的分式方程的根解法,并会验根,验根的原因是在于为去分母而两
边同乘的式子可能导致增根产生;而验根的本质也就是将多余的增根去掉,显然也是必不可少
的。然而,对于同解方程(等价方程)来说是并非必要的。
含有未知数的等式称之为方程,满足方程的未知数称为方程的解。并且,如果两个方程的
解相同,那么这两个方程叫做同解方程,又称“等值方程”“等价方程”。站在知识的更高度上,
定义如此:如果两个方程的解集相等,则称它们为“同解方程”,或称这两个方程“同解”。判定
方程是否同解,与给定的数域有关。如在实数域内,方程(x-3)(x2+4)=0与x-3=0同解,而在复
数域内它们就不同解。易证f(x)=0与af(x)=0(a≠0)在实数范围内同解,同理也得出f(x)=0与
f(x)g(x)=0(g(x)≠0)在实数范围内同解。方程是等式,显然满足等式的性质。那么在方程的两边
同时加上(或减去)同一个数,或方程两边同时乘以(或除以)一个不为零的数,仍为与原方
程的等价方程。
以下是对上述两题的解法做出同解性分析:
题1的解题过程中,方程进行了二次验根,只是(3)式的验根是必要的,因为在(1)到
(2)式的变形是非同解过程,由(1)式与(2)式中的数域不同,y的范围已经从非负数扩
充到了实数,结果出现了增根y1=-2。所以在这有必要进行验根。
但若在第一次验根前,在(2)式中加一限制条件,即变为y2-y-6=0(y≥0)(22),那从
(1)到(22)就是等价变换,只解得y1=3,不会出现增根,也就无须验证。
所以解无理方程验根并非必要的。
第二次验根更是不必要的,分析如下:
因为开2次方根后等于3的数仅且只有为9,所以由(4)变形到(5)式从算术意义上看
是一个等价过程。(5)其实就是(4)经过两边平方,再移项并因式分解可得,两边同乘以+3
>0,显然是同解方程。由于是同解方程,不可能出现增根,也就无须验根。
解无理方程必须验根是根据方程解变形的过程中方程两边同次乘方,所得方程和原方程不
一定是同解方程,如:=x…(a),两边平方后得x+2=x2…(b),二者并不同解,从方程的定义域
就可看出。可能产生增根,因而必须验根。
但是解无理方程过程中均可考虑周到,在所得新方程的定义域加以限制,实现同解方程,
然后避免验根。
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人教版数学八年级下册2008年6月第2版在分式方程这一节中,举例说明了解分式方程
去分母时,两边同乘以最简公分母的式子,得到整式方程。分式方程两边同乘一个不为零的式
子,所得整式方程与原分式方程同解;若所乘式子为零,则出现分母为0的现象,显然这个整
式方程与原分式方程的解不同。
前面已经说明,若不是同解方程,那肯定是要验根。因为题2与(7)式并非同解方程,
所以在求解的最后进行了验根,这当然是必要的。但解分式方程是否必须验根,笔者不这么认
为,分析如下:在题2的解法中,原方程两边同乘以最简公分母(x+1)(x-1)且(x≠-1,2),因为x=-
1,2导致原分式方程分母为零,方程没有意义。所以,排除导致分母不为零后所得的方程就与
原分式方程同解。即是同解方程,也就无须验根。所以解分式方程验根不是必要的。
以上的分析充分体现了解分式方程或无理方程时验根并不是必需的。当然在学生的解题过
程中若方程不是等价变形,那么就须验根了。但教材是教学的依据,教材是学生学习数学的主
要材料,应具有极高阅读价值,数学课程教材编制专家应充分考虑数学学科特点,精心编写。
(作者单位:海南省高级技工学校)
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本文发布于:2022-12-06 11:50:48,感谢您对本站的认可!
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