分式的應(yīng)用
一、分式方程組的解法。
1、解分式方程組的指導(dǎo)思想
解分式方程時用轉(zhuǎn)化思想采用去分母的方法將分式方程的分母去掉化為整式方程,再解整式方程,最后驗根,完成了解分式方程的過程。解分式方程組也是用解分式方程的思想將分式方程組轉(zhuǎn)化為整式方程組來解。
2、解分式方程組
例1,解方程組:
分析:此題是分式方程組,可采用去分母的方法將方程組轉(zhuǎn)化為整式方程組來解。
解:去分母:將方程(1)兩邊同乘以xy,得:4y+5x=0(3)
將方程(2)兩邊同乘以(x+4)(y-3)得:x(y-3)-(y+3)(x+4)=0
整理方程:xy-3x-(xy+4y+3x+12)=0
xy-3x-xy-4y-3x-12=0∴6x+4y=-12(4)
∴原方程組化為:
解方程組:(4)-(3)得:x=-12
把x=-12代入(3),5×(-12)+4y=0 ∴y=15
∴ 將
代入原方程組檢驗適合∴原方程組的解為
例2,解方程組
分析:按常規(guī)想法將兩個分式方程去分母后變形為整式方程組,去解即按例1方法去解此方程組,會出現(xiàn)高次方程,目前我們還不會解。因此觀察特點,特別是反復(fù)出現(xiàn)的字母形式,再利用換元思想(或叫整體代換)去解這個方程組。
解:設(shè)x+y=m,
=n則原方程組變形為
化簡整理方程組:將方程(1)兩邊同乘以6,得:2m-18n=-1 (3)
將方程(2)兩邊同乘以2得:m+4n=6 (4)
∴原方程組化為
解方程組:(3)-(4)×2
∴n=
把n=
代入(4), m+4×=6 ∴m=4∴
即再解方程組:(5)+(6)得:2x=6 ∴x=3
將x=3代入 (5)得:3+y=4
∴y=1 ∴
經(jīng)檢驗:
是原方程組的解?! ?p> 注:1、換元法是初中數(shù)學(xué)中要掌握的一種重要的數(shù)學(xué)方法,尤其是換元法在各類的解方程中的運用,更為重要。它可以通過換元手段,使復(fù)雜的問題變得簡單,疑難問題變得容易,在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的同時,一定要掌握一些典型的數(shù)學(xué)方法。這種換元的方法將來在初三還會專門學(xué)習(xí)。2、“換元”是求原方程未知數(shù)的值的一種手段,不是目的。目的是求原來未知數(shù)(如x,y)的值。所以當(dāng)求得輔助未知數(shù)(如m,n)的值以后,一定要把原來未知數(shù)(x,y)的值求出來。
3、由以上兩個例題可以看出,把分式方程組轉(zhuǎn)化為整式方程組,可以用去分母的方法,也可以用換元法。究競用哪種方法合適,要具體問題具體分析。
二、列分式方程(組)解應(yīng)用題
1、列分式方程解應(yīng)用題能進一步培養(yǎng)理論聯(lián)系實際和分析問題,解決問題的能力。它也是本章的一個難點。但是只要我們仔細審題,認真分析題目中所給數(shù)量關(guān)系,再聯(lián)系到一元一次方程解應(yīng)用題的一些方法和步驟,這個難點也是可以突破的。
2、列分式方程解應(yīng)用題的步驟與列整式方程解應(yīng)用題的步驟基本相同,其主要區(qū)別是量與量之間數(shù)量關(guān)系的代數(shù)式可以是整式,也可以是分式,分式方程需要驗根。
3、列分式方程解應(yīng)用題的基本步驟可歸納為五個字:設(shè)、找、列、解、答。即:
?。?)審題,設(shè)——“設(shè)”
(2)根據(jù)題意找等量關(guān)系:——“找”
?。?)列代數(shù)式,列方程——“列”
(4)解方程并檢驗——“解”
?。?)寫答案——“答”
4、分類介紹一些應(yīng)用題
(1)追及問題
在解“追及問題”時,常需依時間列方程來解決問題。
例3,某校師生到距學(xué)校20千米的公路旁植樹,甲班師生騎自行車先走,45分鐘后,乙班的師生乘汽車出發(fā),結(jié)果兩班學(xué)生同時到達,已知汽車的速度是自行車速度的2.5倍,求兩種車的速度各是多少?
分析:這個題目是個行程問題的“追及”問題,那么基本量距離,速度,時間存在著距離=速度×時間的基本關(guān)系。在找相等關(guān)系時,要按基本數(shù)量關(guān)系去檢查,看是否表示同一種量。
解法一:設(shè)自行車的速度是x千米/時,則汽車的速度是2.5x千米/時,45分鐘=
小時=小時由題意可列:
化簡為:
解方程:去分母,兩邊同乘以4x得:80-32=3x
∴x=16
經(jīng)檢驗x=16是分式方程解,并符合題意
∴2.5x=2.5×16=40
答:自行車的速度是16千米/時,汽車速度是40千米/時。
解法2:設(shè)自行車的速度為x千米/時,汽車的速度為y千米/時。
根據(jù)題意,得
消去y,得
-=,解之,得
。經(jīng)檢驗是分式方程組的解,并符合題意答:自行車的速度是16千米/時,汽車的速度是40千米/時。
注:1、設(shè)未知數(shù)時要有單位,速度單位不要設(shè)成長度單位。2、列方程時單位一定要統(tǒng)一,如例題中的45分鐘一定要化為
小時。3、解完分式方程后,又要驗根又要驗題意。還要有答題。(2)相向而行問題:
解“相向而行問題”時,也需要依時間列方程解之。
例4,甲、乙兩人分別從相距20千米的A、B兩地以相同的速度同時相向而行,相遇后,二人繼續(xù)前進,乙的速度不變,甲每小時比原來多走1千米,結(jié)果到達B地后乙還需30分鐘才能到達A地,求乙每小時走多少千米。
解:設(shè)乙每小時走x千米,則相遇后甲每小時走(x+1)千米。
因為甲乙兩人同時同速出發(fā),則相遇時路程各走了一半,為10公里。
依題意得:
去分母:方程兩邊同乘以2x(x+1),20(x+1)=20x+x(x+1)
化簡整理方程:x2+x-20=0
∵x2+x-20=(x-4)(x+5)
∴(x-4)(x+5)=0 ∴x-4=0或x+5=0
∴x1=4或x2=-5
經(jīng)檢驗,x1=4,x2=-5都是原方程的解,但速度為負數(shù)不合題意,∴舍去。∴x=4
答:乙每小時走4千米。
說明:整理方程后雖然是個一元二次方程:x2+x-20=0,我們可用因式分解法將左邊:x2+x-20=(x-4)(x+5),進行因式分解,再應(yīng)用ab=0則a=0或b=0的結(jié)論來解。
(3)合作工程問題:
解合作工程問題,也常常需要依時間列方程來解應(yīng)用題。
例5.甲、乙兩個小組合修一臺機器,2小時完成。已知甲小組單獨修需要3小時,求乙組單獨修需幾小時?
分析:工程問題常常把全部工作看成1(有時也可以看成a),那么工作效率=
解:設(shè)乙小組單獨修需x小時,則乙小組每小時的工作量(又稱工作效率)為
;由題意得:
+=1,即=∴x=6
經(jīng)檢驗:x=6是原方程的解且符合題意
答:乙小組單獨修需要6小時。
工程問題常用關(guān)系式為:工作量=工作效率×工作時間
例6.要定期完成一件工程,甲單獨做正好按期完成,乙單獨做要超期3天才能完成,現(xiàn)甲乙合作2天,余下的由乙單獨做,剛好按期完成,求甲乙單獨做全部工程所需天數(shù)。
解:設(shè)甲單獨完成需要x天,則乙單獨完成需(x+3)天,
依題意:2(
+)+=1化簡整理方程:
+=1去分母:方程兩邊同乘以x(x+3):2(x+3)+x2=x(x+3)
化簡整理方程:2x+6=3x,∴x=6
經(jīng)檢驗x=6是原方程的解且符合題意,
∴x+3=6+3=9
答:甲單獨作需要6天,乙單獨作需要9天。
注:本題的關(guān)鍵量在于尋找工作量。甲的工作量為:甲的工作效率×甲的工作時間,即2·
;乙的工作量為:乙的工作效率×乙的工作時間即:2×+或者可分析為乙從頭至尾都在工作,則它的工作時間即為甲單做工作時間x,乙的工作量也為,則可直接列方程為+=1例7.打印一份稿件,甲打30分鐘后由乙繼續(xù)再打25分鐘就完成。第二次再打這份稿件,乙打30分鐘后由甲繼續(xù)再打24分鐘就完成。問甲、乙二人單獨打這份稿件各需多少分鐘。
解:設(shè)甲、乙單獨打這份稿件需要的分鐘數(shù)分別為x, y
由題意可得
∴設(shè)
=A,=B,則原方程組為
(1)-(2):2A=
,A=將A=
代入(1),6×+5B=,∴B=∴
∴ ∴經(jīng)檢驗,x=60, y=50是原方程組解且符合題意,
答:甲乙單獨打這份稿件的時間分別為60分鐘和50分鐘。
合作工作問題基本數(shù)量是時間,總工作量、效率。它們之間的關(guān)系為效率×時間=總工作量。工作問題中常常把總工作量看做1。特別要注意工作的時間與工作量的表示,如果一件工程要x天完成,則一天就能完成
,這就是工作效率。完成一件工程,甲單獨做要a天,乙單獨做用b天完成,兩人合作決不是(a+b)天,而應(yīng)該是(4)流速問題:
流速問題是特殊的行程問題,較一般行程問題特殊在速度的合成上。
例8.船航行于相距32千米的兩個碼頭之間,逆水比順?biāo)嘤?2小時,若水流速度比船在靜水中的速度少2千米/時,求水流速度及船在靜水中速度。
解:設(shè)船在靜水中速度是x千米/時,則水流速度為(x-2)千米/時,則船在順?biāo)俣葹閇x+(x-2)]千米/時,船在逆水中速度為[x-(x-2)]千米/時,
由題意得:
=12化簡整理得:
=4 ∴=1∴x-1=4,∴x=5,
經(jīng)檢驗:x=5是原方程解且符合題意,
∴x-2=5-2=3
答:水流速度為3千米/時,船在靜水中速度為5千米/時。
(5)整數(shù)問題:
例9.一個兩位數(shù)的十位數(shù)字是6,若將十位數(shù)字與個位數(shù)字對調(diào),那么所得的兩位數(shù)與原來兩位數(shù)的比是4:7,求原來的兩位數(shù)。
解:設(shè)個位數(shù)為x,則兩位數(shù)為10×6+x,易位后的數(shù)為10x+6
由題意可得:
,經(jīng)檢驗 x=3是原方程的解且符合題意。
∴10×6+x=10×6+3=63
答:原來的兩位數(shù)為63。
例10.一個分數(shù)的分子和分母各加上1,得
,各減去1得,求這個分數(shù)。解:設(shè)這個分數(shù)的分子為x,分母為y,則分數(shù)為
由題意可得:
解方程組得:經(jīng)檢驗x=5, y=17是原方程組的解且符合題意,∴
=答:這個分數(shù)為
。
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