雷添淇
解無理方程(即根號(hào)中含有未知數(shù)的方程)是初中數(shù)學(xué)中一種較為常見的問題,其解法多樣,基本解題思路是將方程“有理化”,轉(zhuǎn)化為有理方程來求解. 下面舉例介紹三種常用方法.
一、平方法
例1 關(guān)于[x]的方程[x2+1=ax](a為常數(shù))的解的情況可能是( ).
A.沒有實(shí)數(shù)解? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? B. 有兩個(gè)實(shí)數(shù)解
C.沒有實(shí)數(shù)解或有兩個(gè)實(shí)數(shù)解? ? ? ? ? D.無法確定
分析:隨著a的取值不同,方程解的情況會(huì)發(fā)生變化.
解:方程兩邊同時(shí)平方得[x2+1=a2x2],
移項(xiàng)、整理得[(a2-1)x2=1],
∵[x2] ≥ 0,∴當(dāng)[a2-1≤0]時(shí),方程無實(shí)數(shù)解;當(dāng)[a2-1>0]時(shí),[x2=1a2-1],解得[x1=1a2-1],[x2=-1a2-1]. 即原方程可能沒有實(shí)數(shù)解或有兩個(gè)實(shí)數(shù)解.故選C.
點(diǎn)評:含字母系數(shù)的方程,需要根據(jù)字母的取值情況進(jìn)行分類討論.
二、輔助方程法
例2 解方程:[3x-2+x+3=3].
分析:本題常規(guī)思路是將左邊一個(gè)根式移項(xiàng)到右邊,然后兩邊平方,將方程轉(zhuǎn)化為有理方程.但這種解法較為麻煩,創(chuàng)新一下思路:因無理式[3x-2+x+3]的有理化因式為[3x-2-x+3],方程的兩邊同乘[3x-2-x+3],即可得到關(guān)于[3x-2]和[x+3]的方程組,以簡化運(yùn)算.
解:方程兩端同時(shí)乘[3x-2-x+3]得[2x-5=3(3x-2-x+3)],
與原方程聯(lián)立,得方程組[3x-2+x+3=3,3x-2-x+3=2x-53,]
兩方程相加,化簡得[3x-2=x+23],
兩邊同時(shí)平方,整理得[(x-1)(x-22)=0],解得[x1=1],[x2=22].
檢驗(yàn):當(dāng)x = 22時(shí),原方程不成立,∴原方程的解是[x=1].
點(diǎn)評:此法也稱“輔助方程法”,是求解無理方程的典型方法之一,當(dāng)無理式較為復(fù)雜時(shí),這種方法可簡化運(yùn)算.
三、換元法
例3 解方程[2x2-4x+3x2-2x+6=15].
分析:通過觀察,發(fā)現(xiàn)“[x2-2x]”在方程中重復(fù)出現(xiàn),“[x2-2x+6]”又是題中相對復(fù)雜的部分,因此可用換元法進(jìn)行化簡.
解:設(shè)[x2-2x+6=y]([y≥0]),則[x2-2x=y2-6],
所以原方程可換元變形為[2(y2-6)+3y=15],
化簡整理得[2y2+3y-27=0],
解得[y1=3],[y2=-92](舍).
所以[x2-2x+6=9],解得[x1=3],[x2=-1].
經(jīng)檢驗(yàn),[x1=3]和[x2=-1]是原方程的解.
點(diǎn)評:對于重復(fù)出現(xiàn)或復(fù)雜的部分,可以采用“換元法”. 換元時(shí)需要注意所換變量的取值范圍(根式非負(fù)這一性質(zhì)).
例4 解方程:[5x2+x-x5x2-1-2=0].
分析:通過觀察,發(fā)現(xiàn)“[5x2-1]”是題中相對復(fù)雜的部分,在將方程變形為[5x2-1+x-] x[5x2-1] - 1 = 0后可發(fā)現(xiàn)“[5x2-1]”重復(fù)出現(xiàn),因此可用換元法進(jìn)行化簡.
解:令[5x2-1=y],則原方程化為[y2-xy+x-1=0],
解關(guān)于[y]的方程(先將[x]看成常數(shù)),因式分解得[(y-1)(y-x+1)=0],
所以[y1=1],[y2=x-1].
由[y1=1]得[5x2-1=1],解得[x1=105],[x2=-105],
由[y2=x-1]得[5x2-1=x-1],解得[x3=12],[x4=-1],
檢驗(yàn):當(dāng)x3 = [12]時(shí),y=x-1=-[ 12] <0,不符合題意;當(dāng)x4=-1時(shí),y=x-1=-2<0,不符合題意.
所以原方程的解為[x1=105],[x2=-105].
點(diǎn)評:解決問題時(shí),應(yīng)先抓住主要矛盾,忽略次要矛盾. 本題便是運(yùn)用這一思路,同時(shí)從消元的反面入手,把一元問題轉(zhuǎn)化為二元問題,然后求解.
初中生學(xué)習(xí)指導(dǎo)·中考版2021年9期