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分式方程“增根”之芻議

2015-10-27 01:09:24黃良春
中學(xué)數(shù)學(xué)雜志(初中版) 2015年5期
關(guān)鍵詞:公分母中學(xué)階段分母

“增根”是在分式方程解答過(guò)程中時(shí)常出現(xiàn)的問(wèn)題.在近期的閱讀過(guò)程中發(fā)現(xiàn),針對(duì)有關(guān)分式“增根”的數(shù)學(xué)問(wèn)題,出現(xiàn)了不少爭(zhēng)議.這些爭(zhēng)議直接反映出的是時(shí)常出現(xiàn)的涉及“增根”的有誤數(shù)學(xué)問(wèn)題,而背后則反映出了一些教師在分式方程“增根”理解上的模糊、片面,甚至錯(cuò)誤.筆者對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了一些梳理,并根據(jù)現(xiàn)有的資料,對(duì)分式方程“增根”概念的內(nèi)涵進(jìn)行了細(xì)致的分析,且以此對(duì)中學(xué)階段關(guān)于分式方程增根的教材編排提出了個(gè)人看法.現(xiàn)將思考所得呈現(xiàn)于此,與大家交流.

1 對(duì)“增根”理解上的問(wèn)題

筆者查閱了一些文獻(xiàn)資料,對(duì)于“增根”的理解,存在以下幾方面的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí):

(1)使分母為零的值為增根.

如習(xí)題:①[1]方程x(x+1)x-1=0的增根是( ).

(2)分式方程會(huì)產(chǎn)生增根.如習(xí)題:①,題意已確認(rèn)其必有增根;③m為何值時(shí),方程x+1x-2-mx-2=2有增根?去分母,得x+1-m=2x-4,當(dāng)x=2時(shí),m=3.所以當(dāng)m=3時(shí),原分式方程有增根[3].也就是說(shuō),題解是在x=2一定是方程增根的前提下進(jìn)行的,且分式方程x+1x-2-3x-2=2一定有增根.

(3)不同的非同解變形產(chǎn)生不同的增根.我們知道,在解分式方程時(shí),通過(guò)去分母,把分式方程轉(zhuǎn)化為整式方程,以整式方程的解來(lái)求得原分式方程的解.但由于這一轉(zhuǎn)化可能為非同解變形,所以分式方程就可能產(chǎn)生增根.準(zhǔn)確地說(shuō),是因?yàn)槿シ帜傅木壒?,使得分式方程可能產(chǎn)生增根.羅峻在解答分式方程④6(x+1)(x-1)-3x-1=1時(shí),對(duì)方程采用了三種不同的變形即三種不同的去分母方式,得到了三種不同的增根.解答1:將方程兩邊同時(shí)乘以(x+1)(x-1),原方程有一個(gè)增根x=1;解答2:將方程兩邊同時(shí)乘以(x2-1)(x+1),得到原方程有兩個(gè)增根x=±1;解答3:將方程的兩邊同時(shí)乘以x(x2-1)(x+1),得到原方程有三個(gè)增根x=0、±1[4].

2 “增根”概念包含的三個(gè)基本條件

對(duì)以上問(wèn)題的分析,我們需要從概念入手.受能力局限,筆者查閱了很多資料,關(guān)于“增根”未曾獲得一個(gè)較為權(quán)威的、嚴(yán)格的定義.這里不妨以北師大版初中數(shù)學(xué)教材(2002年版,八年級(jí)下冊(cè),P80~81)為例.

教材在利用去分母求解分式方程⑤1-xx-2=12-x-2之后,對(duì)“增根”作了如下描述:“在這里,x=2不是原方程的根,因?yàn)樗沟迷质椒匠痰姆帜笧榱?,我們稱(chēng)它為原方程的增根.產(chǎn)生增根的原因是,我們?cè)诜匠痰膬蛇呁肆艘粋€(gè)可能使分母為零的整式.”

筆者對(duì)這段關(guān)于“增根”的描述作如下理解:1、x=2是原分式方程變形后的整式方程的解;2、x=2使得原分式方程的分母為零;3、“在這里”意指對(duì)方程⑤進(jìn)行了兩邊同乘整式x-2的變形,這時(shí)的x-2是原分式方程⑤的最簡(jiǎn)公分母,而不是其它的公分母,其“最簡(jiǎn)”是數(shù)學(xué)簡(jiǎn)潔性的特點(diǎn)要求.綜上可見(jiàn),分式方程“增根”的概念包含了三個(gè)基本條件:1、在解法上,采取的是通過(guò)“去分母”(分式方程兩邊同乘“最簡(jiǎn)公分母”)把分式方程轉(zhuǎn)化為整式方程求解的方法(不妨簡(jiǎn)稱(chēng)為“去分母”法);2、“增根”是變形后整式方程的解;3、“增根”使得原分式方程的分母為零.

3 關(guān)于“增根”問(wèn)題的兩個(gè)結(jié)論

根據(jù)以上對(duì)“增根”的分析,容易判斷“使分母為零的值為增根”的理解是錯(cuò)誤的.“增根”首先是變形后的整式方程的解,如果不是整式方程的解,也就談不上原方程的“增根”.同時(shí),我們還能得到以下兩個(gè)重要結(jié)論:

3.1 “增根”是分式方程“去分母”解法的產(chǎn)物

“增根”的產(chǎn)生與分式方程的解法有關(guān),與方程本身無(wú)關(guān).筆者曾撰文認(rèn)為“無(wú)論是分式方程,還是其它形式的方程,方程自身是不可能產(chǎn)生增根的”、“方程有沒(méi)有解、有怎樣的解是由方程自身決定的,與我們有沒(méi)有求解無(wú)關(guān),與怎樣求解無(wú)關(guān)”、“分式方程求解的過(guò)程中之所以可能產(chǎn)生增根,與我們求解的方式有關(guān)”[5].

其實(shí),對(duì)于分式方程而言,如果我們采取“通分、移項(xiàng)、合并”的方法是不會(huì)產(chǎn)生增根的.如方程⑤可作如下解答:1-xx-2=-1x-2-2(x-2)x-2,1-xx-2+1x-2+2(x-2)x-2=0,x-2x-2=0,得出該方程無(wú)解(x=2不是原方程的解).

之所以人們把分式方程與“增根”聯(lián)系起來(lái),是因?yàn)槲覀兡J(rèn)了“去分母”是分式方程最為便捷的解法,因而為人們一貫采用,以致被一些教師片面地認(rèn)為這是分式方程的唯一解法.需要注意的是,我們?cè)诶斫狻霸龈钡母拍顣r(shí),切不可忽略“去分母”解法這基本前提,而這也正是被很多教師所忽略的.“‘增根是由于選擇了‘去分母這樣一個(gè)不能確保同解變形的方法而產(chǎn)生的‘副產(chǎn)品,而不是方程自身的‘副產(chǎn)品!嚴(yán)格地講,稱(chēng)之為‘原方程的增根是不貼切的,叫做‘去分母法的增根才準(zhǔn)確恰當(dāng)”[6].

關(guān)于分式方程的“增根”問(wèn)題,筆者認(rèn)為有兩種處理方式:1)根據(jù)上述分式方程“增根”所包含的三個(gè)基本條件,給分式方程的“增根”作類(lèi)似如下明確的定義:“在方程兩邊同乘最簡(jiǎn)公分母,將分式方程轉(zhuǎn)化為整式方程時(shí),如果該整式方程的解使得原方程的分母為零,那么我們稱(chēng)之為原方程的增根.”這樣,我們說(shuō)“原方程的增根”便有了充足的理由,因?yàn)楸M管“增根”并非分式方程的固有屬性,但給其作這樣一個(gè)定義,亦未嘗不可.2)回避“增根”問(wèn)題.人教社2004年版教材(八年級(jí)下冊(cè))在分式方程內(nèi)容的安排上即采取了這種處理策略.教材在介紹了分式方程解答的全部過(guò)程后,作了如下歸納:“一般地,解分式方程時(shí),去分母后所得整式方程的解有可能使原方程中分母為0,因此應(yīng)如下檢驗(yàn):將整式方程的解代入最簡(jiǎn)公分母,如果最簡(jiǎn)公分母的值不為0,則整式方程的解是原分式方程的解;否則,這個(gè)解不是原分式方程的解.”

筆者以為,人教版教材的處理比較恰當(dāng).一方面,在教材未對(duì)“增根”概念作明確定義的前提下提出、使用“增根”,容易產(chǎn)生片面的,甚至是錯(cuò)誤的理解,并在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中出現(xiàn)諸多有爭(zhēng)議的,甚至是錯(cuò)誤的問(wèn)題.在中學(xué)階段,只需能夠檢驗(yàn)出變形后的整式方程的解是否是原分式方程的根即可,無(wú)需涉及較為模糊的“增根”概念.另一方面,即便對(duì)分式方程的“增根”給出了嚴(yán)格的定義,那么無(wú)理方程以及其它方程的“增根”亦需定義,況且類(lèi)似概念的定義對(duì)于中學(xué)階段的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)有多大意義,筆者實(shí)難判斷.

3.2 去分母時(shí),方程兩邊所乘整式應(yīng)為“最簡(jiǎn)”公分母

用“去分母”法求解分式方程時(shí),我們?cè)诜匠虄蛇呁艘粋€(gè)整式,將分式方程轉(zhuǎn)化為整式方程.因?yàn)檫@樣的轉(zhuǎn)變有可能是非同解變形,那么就有可能產(chǎn)生增根.但值得注意的是,方程兩邊同乘的這個(gè)整式是不是一定為最簡(jiǎn)公分母?如果如羅峻在解方程④時(shí)那樣,方程兩邊分別同乘了(x+1)(x-1)、(x2-1)(x+1)、x(x2-1)(x+1),能否認(rèn)為原分式方程有三種不同的增根?筆者根據(jù)自己對(duì)“增根”的理解,認(rèn)為在中學(xué)階段求解分式方程的解法已基本統(tǒng)一的前提下,方程兩邊同乘的整式應(yīng)該是最簡(jiǎn)公分母.一方面,數(shù)學(xué)講究簡(jiǎn)潔,繁瑣的解答過(guò)程不利于分式方程的求解;另一方面,若按羅峻的做法——方程兩邊同乘的只是公分母,而非最簡(jiǎn)公分母,即會(huì)出現(xiàn)除根之外的任何一個(gè)數(shù)都可以成為原方程的增根,這既對(duì)解題無(wú)益,亦對(duì)“增根”問(wèn)題的研究無(wú)益.

參考文獻(xiàn)

[1][3] 孟祥靜.分式方程增根問(wèn)題的討論[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究:教研版,2008(3):1.

[2] 楊波.由一道分式方程題引起對(duì)增根的思考[J].中學(xué)教與學(xué),2009(7):29

[4] 羅峻.中考題也會(huì)出錯(cuò)——對(duì)“有增根”類(lèi)中考試題的討論[J].中學(xué)數(shù)學(xué)(初中版),2013(5):34-35

[5] 黃良春.分式方程增根之我見(jiàn)[J].中小學(xué)數(shù)學(xué)(初中),2014(9):14-16

[6] 武海娟.不會(huì)產(chǎn)生增根的分式方程解法——兼談關(guān)于分式方程增根的辯論[J].中小學(xué)數(shù)學(xué)(初中),2015(3):19-20

作者簡(jiǎn)介 黃良春,男,1963年1月生,江蘇揚(yáng)中人,高級(jí)講師.

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