唐榮喜
斐波那契是最早應(yīng)用分式方程的歐洲數(shù)學(xué)家,早在13世紀(jì)就提出了分式方程的概念。斐波那契的著作《計(jì)算之書》中給出了大量分式方程的應(yīng)用問(wèn)題,典型的有“分10問(wèn)題”和“分錢問(wèn)題”。但《計(jì)算之書》中的所有分式方程在化整后,都沒(méi)有出現(xiàn)增根現(xiàn)象,因此,斐波那契也就沒(méi)有意識(shí)到分式方程增根的存在。
1850年之后,西方許多數(shù)學(xué)著作中也出現(xiàn)了分式方程,但作者們往往對(duì)分式方程和分?jǐn)?shù)系數(shù)方程不加區(qū)別,對(duì)增根仍視而不見(jiàn)。
“0能否作除數(shù)”是分式方程是否產(chǎn)生增根的一個(gè)重要原因。1880年左右,分析學(xué)的嚴(yán)密化促使數(shù)學(xué)家們重新討論這個(gè)問(wèn)題。德國(guó)數(shù)學(xué)家利普希茨、奧地利數(shù)學(xué)家斯托爾茨等相繼指出:0不能作除數(shù)。這次大討論在一定程度上促進(jìn)了分式方程增根問(wèn)題的解決。
1882年,美國(guó)康奈爾大學(xué)三位數(shù)學(xué)教授奧里佛、威特和瓊斯在他們合著的《代數(shù)》中討論了分式方程的解法,證明了下面的定理:方程兩邊乘同一個(gè)數(shù),若這個(gè)數(shù)既不是未知數(shù)的函數(shù),也不是0或無(wú)窮大,則方程的根不變。三位數(shù)學(xué)家對(duì)分式方程增根和失根問(wèn)題已經(jīng)有了比較清晰的認(rèn)識(shí),他們指出,在方程轉(zhuǎn)化過(guò)程中,每一步都必須是正確的,并且是可逆的,否則必須將所得結(jié)果代入原方程進(jìn)行檢驗(yàn),若有任何一步不正確或不可逆,就有可能會(huì)出現(xiàn)增根或失根。方程兩邊同時(shí)乘最簡(jiǎn)公分母顯然不可逆,因此必須將所得結(jié)果代入原方程進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)果若滿足原方程,即為方程的根,否則就是增根。
1899年,美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)教授費(fèi)舍和施瓦特在他們編寫的《代數(shù)基礎(chǔ)》中給出了分式方程的一般解法:先移項(xiàng),使得分式方程的一邊化為0,然后進(jìn)行通分、化簡(jiǎn),再令分式的分子等于0且分母不等于0來(lái)求解,用這種方法解分式方程避免了增根的產(chǎn)生。
分式方程的增根問(wèn)題,從發(fā)現(xiàn)到解決經(jīng)歷了漫長(zhǎng)而曲折的歷程,增根問(wèn)題的完美解決是數(shù)學(xué)家們前赴后繼、不懈追求的結(jié)果。數(shù)學(xué)家們鍥而不舍、追求真理的執(zhí)著精神值得我們學(xué)習(xí)。
(作者單位:江蘇省無(wú)錫市新吳區(qū)第一實(shí)驗(yàn)學(xué)校)