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初中数学15.3 分式方程课堂检测
展开专题15.2 分式方程
【典例1】已知,关于x的分式方程a2x+3−b−xx−5=1.
(1)当a=2,b=1时,求分式方程的解;
(2)当a=1时,求b为何值时分式方程a2x+3−b−xx−5=1无解;
(3)若a=3b,且a、b为正整数,当分式方程a2x+3−b−xx−5=1的解为整数时,求b的值.
【思路点拨】
(1)将a和b的值代入分式方程,解分式方程即可;
(2)把a的值代入分式方程,分式方程去分母后化为整式方程,分类讨论b的值,使分式方程无解即可;
(3)将a=3b代入方程,分式方程去分母化为整式方程,表示出整式方程的解,由解为整数和b为正整数确定b的取值.
【解题过程】
解:(1)把a=2,b=1代入分式方程a2x+3−b−xx−5=1 中,得22x+3−1−xx−5=1,
方程两边同时乘以(2x+3)(x﹣5),
2(x﹣5)﹣(1﹣x)(2x+3)=(2x+3)(x﹣5),
2x²+3x﹣13=2x²﹣7x﹣15,
10x=﹣2,
x=−15,
检验:把x=−15 代入(2x+3)(x﹣5)≠0,所以原分式方程的解是x=−15.
答:分式方程的解是x=−15.
(2)把a=1代入分式方程a2x+3−b−xx−5=1 得12x+3−b−xx−5=1,
方程两边同时乘以(2x+3)(x﹣5),
(x﹣5)﹣(b﹣x)(2x+3)=(2x+3)(x﹣5),
x﹣5+2x2+3x﹣2bx﹣3b=2x2﹣7x﹣15,
(11﹣2b)x=3b﹣10,
①当11﹣2b=0时,即b=112,方程无解;
②当11﹣2b≠0时,x=3b−1011−2b,
x=−32 时,分式方程无解,即3b−1011−2b=−32,b不存在;
x=5时,分式方程无解,即3b−1011−2b=5,b=5.
综上所述,b=112或b=5时,分式方程a2x+3−b−xx−5=1 无解.
(3)把a=3b代入分式方程a2x+3−b−xx−5=1 中,得:3b2x+3+x−bx−5=1
方程两边同时乘以(2x+3)(x﹣5),
3b(x﹣5)+(x﹣b)(2x+3)=(2x+3)(x﹣5),
整理得:(10+b)x=18b﹣15,
∴x=18b−1510+b,
∵x=18b−1510+b=18(b+10)−19510+b=18−19510+b,且b为正整数,x为整数,
∴10+b必为195的因数,10+b≥11,
∵195=3×5×13,
∴195的因数有1、3、5、13、15、39、65、195,
但1、3、5 小于11,不合题意,故10+b可以取13、15、39、65、195这五个数.
对应地,方程的解x为3、5、13、15、17,
由于x=5为分式方程的增根,故应舍去.
对应地,b只可以取3、29、55、185,
所以满足条件的b可取3、29、55、185这四个数.
1.(2021春•南芬区月考)在①x2﹣x+1x,②1a−3=a+4,③x2+5x=6,④2xx−3=1中,其中关于x的分式方程的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【思路点拨】
分母中含有未知数的方程叫做分式方程.
【解题过程】
解:①x2﹣x+1x是分式,不是分式方程;
②1a−3=a+4是关于a的分式方程;
③x2+5x=6是一元一次方程;
④2xx−3=1是关于x的分式方程,
故关于x的分式方程只有一个.
故选:A.
2.(2022•黑龙江模拟)已知分式方程2x+3x+1=kx2+2x+1+2的解为负数,则k的取值范围是( )
A.k>1 B.k>1且k≠﹣1 C.k<1 D.k<1且k≠0
【思路点拨】
根据解分式方程,可得分式方程的解,根据分式方程的解为负数,可得不等式,解不等式,可得答案.
【解题过程】
解:解2x+3x+1=kx2+2x+1+2得x=k﹣1.
由关于x的分式方程2x+3x+1=kx2+2x+1+2的解是负数,得k﹣1<0,且k≠0,
解得k<1且k≠0.
故答案为:D.
3.(2022春•普宁市校级月考)若分式方程2x−ax−1−4=−2x+ax+1的解为整数,则整数a=( )
A.a=±2 B.a=±1或a=±2 C.a=1或2 D.a=±1
【思路点拨】
对方程两边同时乘以(x+1)(x﹣1)化成整式方程即可求解.
【解题过程】
解:方程两边同时乘以(x+1)(x﹣1)得,
(2x﹣a)(x+1)﹣4(x+1)(x﹣1)=(x﹣1)(﹣2x+a),
整理得:﹣2ax=﹣4,
即ax=2,
∵x,a为整数,
∴a=±1或a=±2,
∵原分式方程要求x≠±1,
∴a≠±2,
∴a=±1.
故选:D.
4.(2022•龙马潭区模拟)已知关于x的方程x−4mx2−4+mx−2=1x+2无解,则实数m的取值是( )
A.m=12,m=−2 B.m=−12,m=2 C.m=0,m=−12 D.m=0,m=12
【思路点拨】
将关于x的分式方程去分母,整理成整式方程,使整式方程未知数的系数为0,或是分式方程产生增根即可.
【解题过程】
解:关于x的方程x−4mx2−4+mx−2=1x+2,去分母得,
x﹣4m+m(x+2)=x﹣2,
整理得,mx=2m﹣2,
由于关于x的方程x−4mx2−4+mx−2=1x+2无解,
所以m=0,或产生增根x=±2,
当x=2时,m的值不存在,当x=﹣2时,m=12,
因此m=0或m=12,
故选:D.
5.(2022•九龙坡区校级模拟)若关于x的不等式组2x−m≥−132(x+23)+12≤9有且只有两个偶数解,且关于y的分式方程my−4y−2=−2−3y−22−y的解为整数,则所有满足条件的整数m的和是( )
A.4 B.5 C.6 D.9
【思路点拨】
根据题目的条件确定m的取值范围即可求解.
【解题过程】
解:解不等式组:2x−m≥−132(x+23)+12≤9,
得x≥−1+m2x≤5,
∴不等式组解为−1+m2≤x≤5,
∵不等式组有且仅有两个偶数解,
∴这两个偶数解为2、4,
∴0<−1+m2≤2,
即,1<m≤5,
解分式方程my−4y−2=−2−3y−22−y,得y=6m−1,
由于y是整数且y≠2,因此m≠4,
又因为1<m≤5,m是整数,因此m=2,m=3,
所以满足条件的整数m的值之和是5.
故选:B.
6.(2022春•锡山区校级月考)若关于x的一元一次不等式组−5−x≤111(x−a)3x+12>2x+1的解集恰好有3个负整数解,且关于y的分式方程2y−ay−1−3y−21−y=1有非负整数解,则符合条件的所有整数a的和为( )
A.6 B.9 C.﹣1 D.2
【思路点拨】
先解一元一次不等式组,根据不等式组的解集恰好有3个负整数解,求出a的范围,再解分式方程,根据分式方程有非负整数解,确定a的值即可.
【解题过程】
解:−5−x≤111(x−a)①3x+12>2x+1②,
解不等式①得:x≥a−5512,
解不等式②得:x<﹣1,
∴原不等式组的解集为:a−5512≤x<﹣1,
∵不等式组的解集恰好有3个负整数解,
∴﹣5<a−5512≤−4,
∴﹣5<a≤7,
2y−ay−1−3y−21−y=1,
2y﹣a+3y﹣2=y﹣1,
解得:y=a+14,
∵分式方程有非负整数解,
∴y≥0,y为整数且a+14≠1,
∴符合条件的所有整数a的值为:﹣1,7,
∴符合条件的所有整数a的和为:6,
故选:A.
7.(2022春•开州区月考)若关于x的不等式组x+13−1≥x−42x+2a≤2(x−1)有解,且使关于y的分式方程1−2yy−2+a−y2−y=−3的解为非负数.则满足条件的所有整数a的和为( )
A.﹣9 B.﹣8 C.﹣5 D.﹣4
【思路点拨】
不等式组整理后,根据已知解集确定出a的范围,分式方程去分母转化为整式方程,由分式方程的解为非负数,确定出a的值,求出之和即可.
【解题过程】
解:不等式组x+13−1≥x−42x+2a≤2(x−1)整理得:x≤8x≥2a+2,
∵关于x的不等式组x+13−1≥x−42x+2a≤2(x−1)有解,
∴2a+2≤8,
即a≤3,
解分式方程1−2yy−2+a−y2−y=−3得y=a+52,
∵关于y的分式方程1−2yy−2+a−y2−y=−3的解为非负数,
∴a+52≥0,且a+52≠2,
解得,a≥﹣5且a≠﹣1,
∴﹣5≤a≤3,且a≠﹣1,
∵a为整数,
∴a=﹣5,﹣4,﹣3,﹣2,0,1,2,3,
∴满足条件的所有整数a的值之和:(﹣5)+(﹣4)+(﹣3)+(﹣2)+0+1+2+3=﹣8.
故选:B.
8.(2022春•渝北区校级月考)已知关于x的分式方程mx(x−2)(x−6)+2x−2=3x−6无解,且关于y的不等式组m−y>4y−4≤3(y+4)有且只有三个偶数解,则所有符合条件的整数m的乘积为( )
A.1 B.2 C.4 D.8
【思路点拨】
分式方程去分母化为整式方程,表示出整式方程的解,由分式方程无解确定出m的值,整理不等式组表示出解集,由不等式组有且只有三个偶数解确定出m的范围,进而求出符合条件的所有m的值即可.
【解题过程】
解:分式方程去分母得:
mx+2(x﹣6)=3(x﹣2),
∴mx+2x﹣12=3x﹣6,
∴(m﹣1)x=6,
当m﹣1=0时,
即m=1,方程无解;
当m﹣1≠0时,
即m≠1,
x=6m−1,
由分式方程无解,得:
6m−1=2或6m−1=6,
解得:m=4或m=2,
整理不等式组得:
y<m−4y≥−8,
即﹣8≤y<m﹣4,
∵不等式组有且只有三个偶数解,
∴偶数解为﹣8,﹣6,﹣4,
∴﹣4<m﹣4≤﹣2,
即0<m≤2,
∴符合条件的整数m的值为2,
故选:B.
9.(2022•东港区校级开学)a= −74 时,关于x的方程x+1x−2=2a−3a+5的解为1.
【思路点拨】
本题需先把分式方程化成整式方程,再根据关于x的方程x+1x−2=2a−3a+5的解为1,即可求出a的值.
【解题过程】
解:x+1x−2=2a−3a+5
(x﹣2)(2a﹣3)=(x+1)(a+5)
ax﹣8x﹣5a+1=0,
把x=1代入,得a﹣8﹣5a+1=0,
解得a=−74.
故答案为:−74.
10.(2021秋•绵阳期末)若关于x的方程1x+1−ax−3=2(a−1)x2−2x−3的解为整数,则满足条件的所有整数a的和等于 7 .
【思路点拨】
解分式方程,用a表示x,根据最简公分母及一次系数不为0,求出a≠13且a≠﹣1,a≠1,再根据关于x的方程的解为整数,求出a的值,进而求出满足条件的所有整数a的和.
【解题过程】
解:原分式方程可化为:1x+1−ax−3=2(a−1)(x+1)(x−3),
去分母,得x﹣3﹣a(x+1)=2a﹣2,
解得,x=3a+11−a
=3(a−1)+41−a
=﹣3+41−a,
∵x≠3且x≠﹣1,
∴﹣3+41−a≠3且﹣3+41−a≠−1,
∴a≠13且a≠﹣1,a≠1,
∵关于x的方程的解为整数,
∴a=±1或a=±2或a=±4,
∴a=﹣3、0、2、3、5,
∴﹣3+0+2+3+5=7,
故答案为:7.
11.(2021•雁江区模拟)若数m使关于x的不等式组3−5x2≤9−xx<m至少有3个整数解且所有解都是2x﹣5≤1的解,且使关于x的分式方程4x−2x−1+3m−11−x=2有整数解.则满足条件的所有整数m的和是 2 .
【思路点拨】
先解不等式组得﹣5≤x<m,再由题意可知﹣2≤m≤3;再解分式方程得x=3m−12,由方程有整数解,则3m﹣1是2的倍数,因为x≠1,所以m≠1,则可求满足条件的整数为2.
【解题过程】
解:3−5x2≤9−x①x<m②,
由①得,x≥﹣5,
∵不等式组至少有3个整数解,
∴﹣2≤m,
∵2x﹣5≤1的解集是x≤3,
∴m≤3,
∴﹣2≤m≤3,
4x−2x−1+3m−11−x=2,
方程两边同时乘x﹣1,得4x﹣2﹣3m+1=2x﹣2,
移项、合并同类项得,2x=3m﹣1,
解得x=3m−12,
∵分式方程有整数解,
∴3m﹣1是2的倍数,
∵x≠1,
∴m≠1,
∵m是整数,
∴m=﹣1,3,
∴满足条件的所有整数m的和是2,
故答案为:2.
12.(2021•龙泉驿区模拟)若关于x的不等式组x−12>x+135x−m<x+2无解,关于y的方程y+2y−2−1=my2−4的解大于1.则m的取值范围是 12<m≤18,且m≠16 .
【思路点拨】
解不等式组,根据不等式组无解得出m的范围;解分式方程,根据解大于1得出m的范围;检验分式方程,得出m的范围;综上所述,得出m的范围.
【解题过程】
解:x−12>x+13①5x−m<x+2②,
解不等式①得:x>5,
解不等式②得:x<m+24,
∵不等式组无解,
∴m+24≤5,
∴m≤18;
解关于y的分式方程y+2y−2−1=m(y+2)(y−2),
方程两边都乘以(y+2)(y﹣2)得:(y+2)2﹣(y+2)(y﹣2)=m,
∴y2+4y+4﹣(y2﹣4)=m,
∴y2+4y+4﹣y2+4=m,
∴4y=m﹣8,
∴y=14m﹣2,
∵y>1,
∴14m﹣2>1,
∴m>12,
∵(y+2)(y﹣2)≠0,
∴y≠±2,
∴14m﹣2≠±2,
∴m≠0,m≠16,
综上所述,12<m≤18,且m≠16.
故答案为:12<m≤18,且m≠16.
13.(2021秋•仓山区校级期末)解下列方程
(1)3x−1−x+2x2−x=0;
(2)7x+2−2=2−3xx+2.
【思路点拨】
(1)方程两边都乘x(x﹣1)得出3x﹣(x+2)=0,求出方程的解,再进行检验即可;
(2)方程两边都乘x+2得出7﹣2(x+2)=2﹣3x,求出方程的解,再进行检验即可.
【解题过程】
解:(1)3x−1−x+2x2−x=0,
3x−1−x+2x(x−1)=0,
方程两边都乘x(x﹣1),得3x﹣(x+2)=0,
解得:x=1,
检验:当x=1时,x(x﹣1)=0,
所以x=1是增根,
即原方程无实数根;
(2)7x+2−2=2−3xx+2,
方程两边都乘x+2,得7﹣2(x+2)=2﹣3x,
解得:x=﹣1,
检验:当x=﹣1时,x+2≠0,
所以x=﹣1是原方程的解,
即原方程的解是x=﹣1.
14.(2022春•河南月考)已知关于x的方程:x+1x−2=mxx−2−3.
(1)当方程的解为正整数时,求整数m的值;
(2)当方程的解为正数时,求m的取值范围.
【思路点拨】
(1)去分母,把分式方程化成整式方程,求出整式方程的解,再根据方程的解为正整数,得出关于m的方程,解方程即可得出m的值;
(2)去分母,把分式方程化成整式方程,求出整式方程的解,再根据方程的解为正数及分式方程的意义,得出关于m的不等式,解不等式即可得出m的取值范围.
【解题过程】
解:(1)去分母得:x+1=mx﹣3(x﹣2),
解得:x=54−m,
∵方程的解为正整数,且x≠2,
∴4﹣m=5或4﹣m=1且4﹣m≠2
解得:m=﹣1或3,且m≠2,
∴整数m的值为﹣1或3;
(2)去分母得:x+1=mx﹣3(x﹣2),
解得:x=54−m,
∵方程的解为正数且x≠2,
∴54−m>0且54−m≠2,
解得:m<4,且m≠32,
∴m的取值范围为m<4且m≠32.
15.(2021春•城关区校级期末)已知关于x的分式方程2x−1+mx(x−1)(x+2)=1x+2
(1)若方程的增根为x=1,求m的值
(2)若方程有增根,求m的值
(3)若方程无解,求m的值.
【思路点拨】
方程去分母转化为整式方程,
(1)根据分式方程的增根为x=1,求出m的值即可;
(2)根据分式方程有增根,确定出x的值,进而求出m的值;
(3)分m+1=0与m+1≠0两种情况,根据分式方程无解,求出m的值即可.
【解题过程】
解:方程两边同时乘以(x+2)(x﹣1),
去分母并整理得:2(x+2)+mx=x﹣1,
移项合并得:(m+1)x=﹣5,
(1)∵x=1是分式方程的增根,
∴1+m=﹣5,
解得:m=﹣6;
(2)∵原分式方程有增根,
∴(x+2)(x﹣1)=0,
解得:x=﹣2或x=1,
当x=﹣2时,m=1.5;当x=1时,m=﹣6;
(3)当m+1=0时,该方程无解,此时m=﹣1;
当m+1≠0时,要使原方程无解,由(2)得:m=﹣6或m=32,
综上,m的值为﹣1或﹣6或1.5.
16.(2022春•安岳县校级月考)若整数a使得关于x的分式方程16x(x−4)+2x=ax−4有正整数解,且使关于y的不等式组12(y+4)−2y−13>121−y2≤3−a至少有4个整数解,求符合条件的所有整数a的和.
【思路点拨】
表示出不等式组的解集,由不等式组有且只有四个整数解,确定出a的范围,分式方程去分母转化为整式方程,表示出x,由x为正整数确定出a的值即可.
【解题过程】
解:分式方程去分母得:16+2(x﹣4)=ax,即(2﹣a)x=﹣8,
由分式方程有正整数解,得到2﹣a≠0,
解得:x=−82−a>0,得a>2,
不等式组整理得:y<11y≥2a−5,即2a﹣5≤x<11,
由不等式组至少有4个整数解,得到2a﹣5≤7,
解得,a≤6,
由x为正整数,且−82−a≠0且≠4,得到2﹣a=﹣1,﹣2,﹣4,
解得:a=3或4或6,
∵分式方程中x=4增根,a≠4,
∴a=3或6,
∵a≤6,
∴a=3或6,
3+6=9,
则符合条件的所有整数a的和为9.
故答案为:9.
17.(2021秋•庄浪县期末)观察下列等式:11×2=1−12,12×3=12−13,13×4=13−14,将以上三个等式两边分别相加得:11×2+12×3+13×4=1−12+12−13+13−14=1−14=34.
解答下面的问题:
(1)猜想并写1n(n+1)= 1n−1n+1 ;
(2)求11×2+12×3+13×4+⋯+12020×2021的值;
(3)探究并解方程:1x(x+3)+1(x+3)(x+6)+1(x+6)(x+9)=3x2+18.
【思路点拨】
(1)根据题干中的规律即可得出结果;
(2)利用题干中的规律进行计算即可得出结果;
(3)利用规律把方程左边化简,再解分式方程即可.
【解题过程】
解:(1)∵11×2=1−12,12×3=12−13,13×4=13−14,
∴1n(n+1)=1n−1n+1,
故答案为:1n−1n+1;
∵11×2+12×3+13×4=1−12+12−13+13−14=1−14=34,
∴11×2+12×3+13×4+⋯+12020×2021
=1−12+12−13+13−14+...+12020−12021
=1−12021
=20202021;
(3)1x(x+3)+1(x+3)(x+6)+1(x+6)(x+9)=3x2+18,
13(1x−1x+3+1x+3−1x+6+1x+6−1x+9)=3x2+18,
13(1x−1x+9)=3x2+18,
x3+18x+9x2+162﹣x3﹣18x=9x2+81x,
81x=162,
x=2,
检验:当x=2时,x(x+9)(x2+18)≠0,
∴x=2是原分式方程的根.
18.(2020春•青川县期末)阅读下面材料,解答后面的问题
解方程:x−1x−4xx−1=0.
解:设y=x−1x,则原方程化为:y−4y=0,方程两边同时乘y得:y2﹣4=0,
解得:y=±2,
经检验:y=±2都是方程y−4y=0的解,∴当y=2时,x−1x=2,解得:x=﹣1,
当y=﹣2时,x−1x=−2,解得:x=13,经检验:x=﹣1或x=13都是原分式方程的解,
∴原分式方程的解为x=﹣1或 x=13.上述这种解分式方程的方法称为换元法.
问题:
(1)若在方程x−14x−xx−1=0中,设y=x−1x,则原方程可化为: y4−1y=0 ;
(2)若在方程x−1x+1−4x+4x−1=0中,设y=x−1x+1,则原方程可化为: y−4y=0 ;
(3)模仿上述换元法解方程:x−1x+2−3x−1−1=0.
【思路点拨】
(1)和(2)将所设的y代入原方程即可;
(3)利用换元法解分式方程,设y=x−1x+2,将原方程化为y−1y=0,求出y的值并检验是否为原方程的解,然后求解x的值即可.
【解题过程】
解:(1)将y=x−1x代入原方程,则原方程化为y4−1y=0;
(2)将y=x−1x+1代入方程,则原方程可化为y−4y=0;
(3)原方程化为:x−1x+2−x+2x−1=0,
设y=x−1x+2,则原方程化为:y−1y=0,
方程两边同时乘y得:y2﹣1=0
解得:y=±1,
经检验:y=±1都是方程y−1y=0的解.
当y=1时,x−1x+2=1,该方程无解;
当y=﹣1时,x−1x+2=−1,解得:x=−12;
经检验:x=−12是原分式方程的解,
∴原分式方程的解为x=−12.
19.(2021秋•海珠区期末)阅读材料:对于非零实数a,b,若关于x的分式(x−a)(x−b)x的值为零,则解得x1=a,x2=b.又因为(x−a)(x−b)x=x2−(a+b)x+abx=x+abx−(a+b),所以关于x的方程x+abx=a+b的解为x1=a,x2=b.
(1)理解应用:方程x2+2x=3+23的解为:x1= 3 ,x2= 23 ;
(2)知识迁移:若关于x的方程x+3x=5的解为x1=a,x2=b,求a2+b2的值;
(3)拓展提升:若关于x的方程4x−1=k﹣x的解为x1=t+1,x2=t2+2,求k2﹣4k+2t3的值.
【思路点拨】
(1)根据题意可得x=3或x=23;
(2)由题意可得a+b=5,ab=3,再由完全平方公式可得a2+b2=(a+b)2﹣2ab=19;
(3)方程变形为x﹣1+4x−1=k﹣1,则方程的解为x﹣1=t或x﹣1=t2+1,则有t(t2+1)=4,t+t2+1=k﹣1,整理得k=t+t2+2,t3+t=4,再将所求代数式化为k2﹣4k+2t3=t(t3+t)+4t3﹣4=4(t3+t)﹣4=12.
【解题过程】
解:(1)∵x+abx=a+b的解为x1=a,x2=b,
∴x2+2x=x+2x=3+23的解为x=3或x=23,
故答案为:3,23;
(2)∵x+3x=5,
∴a+b=5,ab=3,
∴a2+b2=(a+b)2﹣2ab=25﹣6=19;
(3)4x−1=k﹣x可化为x﹣1+4x−1=k﹣1,
∵方程4x−1=k﹣x的解为x1=t+1,x2=t2+2,
则有x﹣1=t或x﹣1=t2+1,
∴t(t2+1)=4,t+t2+1=k﹣1,
∴k=t+t2+2,t3+t=4,
k2﹣4k+2t3
=k(k﹣4)+2t3
=(t+t2+2)(t+t2﹣2)+2t3
=t4+4t3+t2﹣4
=t(t3+t)+4t3﹣4
=4t+4t3﹣4
=4(t3+t)﹣4
=4×4﹣4
=12.
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