一、选择题
1. 下列说法错误的是()
A. 当 $ x = 2 $ 时,分式 $ \dfrac{1}{x - 2} $ 无意义
B. 当 $ x > 5 $ 时,分式 $ \dfrac{1}{x - 5} $ 的值为正数
C. 当分式 $ \dfrac{m^2 - 9}{m + 3} = 0 $ 时,$ m = \pm 3 $
D. 分式 $ \dfrac{2}{3a} $ 与 $ \dfrac{1}{ab^2} $ 的最简公分母是 $ 3ab^2 $
1. 下列说法错误的是()
A. 当 $ x = 2 $ 时,分式 $ \dfrac{1}{x - 2} $ 无意义
B. 当 $ x > 5 $ 时,分式 $ \dfrac{1}{x - 5} $ 的值为正数
C. 当分式 $ \dfrac{m^2 - 9}{m + 3} = 0 $ 时,$ m = \pm 3 $
D. 分式 $ \dfrac{2}{3a} $ 与 $ \dfrac{1}{ab^2} $ 的最简公分母是 $ 3ab^2 $
答案
C
解析
对于选项C,分式$\frac{m^{2}-9}{m+3}=0$,
要求分子等于0且分母不等于0,
由$m^{2}-9 = 0$,
根据平方差公式$a^2-b^2=(a+b)(a - b)$,
可得$(m + 3)(m - 3)=0$,
则$m+3 = 0$或$m - 3 = 0$,
即$m=-3$或$m = 3$,
又因为分母$m+3≠0$,即$m≠ - 3$,
所以$m = 3$,而不是$m=\pm3$,
选项A,当$x = 2$时,$x-2=0$,分式$\frac{1}{x - 2}$无意义,该选项正确;
选项B,当$x>5$时,$x - 5>0$,分式$\frac{1}{x - 5}$的值为正数,该选项正确;
选项D,根据最简公分母的确定方法,分式$\frac{2}{3a}$与$\frac{1}{ab^{2}}$的最简公分母是$3ab^{2}$,该选项正确。
要求分子等于0且分母不等于0,
由$m^{2}-9 = 0$,
根据平方差公式$a^2-b^2=(a+b)(a - b)$,
可得$(m + 3)(m - 3)=0$,
则$m+3 = 0$或$m - 3 = 0$,
即$m=-3$或$m = 3$,
又因为分母$m+3≠0$,即$m≠ - 3$,
所以$m = 3$,而不是$m=\pm3$,
选项A,当$x = 2$时,$x-2=0$,分式$\frac{1}{x - 2}$无意义,该选项正确;
选项B,当$x>5$时,$x - 5>0$,分式$\frac{1}{x - 5}$的值为正数,该选项正确;
选项D,根据最简公分母的确定方法,分式$\frac{2}{3a}$与$\frac{1}{ab^{2}}$的最简公分母是$3ab^{2}$,该选项正确。
2. A,B 两地相距 $ 160 \mathrm{ km} $,甲车和乙车的平均速度之比为 $ 4:5 $,两车同时从 A 地出发到 B 地,乙车比甲车早到 $ 30 \mathrm{ min} $。若求甲车的平均速度,设甲车的平均速度为 $ 4x \mathrm{ km/h} $,则所列方程是()
A.$ \dfrac{160}{4x} - \dfrac{160}{5x} = 30 $
B.$ \dfrac{160}{4x} - \dfrac{160}{5x} = \dfrac{1}{2} $
C.$ \dfrac{160}{5x} - \dfrac{160}{4x} = \dfrac{1}{2} $
D.$ \dfrac{160}{4x} + \dfrac{160}{5x} = 30 $
A.$ \dfrac{160}{4x} - \dfrac{160}{5x} = 30 $
B.$ \dfrac{160}{4x} - \dfrac{160}{5x} = \dfrac{1}{2} $
C.$ \dfrac{160}{5x} - \dfrac{160}{4x} = \dfrac{1}{2} $
D.$ \dfrac{160}{4x} + \dfrac{160}{5x} = 30 $
答案
B
解析
设甲车平均速度为 $4x \mathrm{ km/h}$,则乙车平均速度为 $5x \mathrm{ km/h}$。
甲车行驶时间:$ \dfrac{160}{4x} $ 小时,
乙车行驶时间:$ \dfrac{160}{5x} $ 小时。
乙车比甲车早到 $30 \mathrm{ min} = \dfrac{1}{2} \mathrm{ h}$,故甲车时间减乙车时间差为 $ \dfrac{1}{2} $,
即方程:$ \dfrac{160}{4x} - \dfrac{160}{5x} = \dfrac{1}{2} $。
甲车行驶时间:$ \dfrac{160}{4x} $ 小时,
乙车行驶时间:$ \dfrac{160}{5x} $ 小时。
乙车比甲车早到 $30 \mathrm{ min} = \dfrac{1}{2} \mathrm{ h}$,故甲车时间减乙车时间差为 $ \dfrac{1}{2} $,
即方程:$ \dfrac{160}{4x} - \dfrac{160}{5x} = \dfrac{1}{2} $。
3. 若关于 $ x $ 的分式方程 $ \dfrac{a}{x - 1} + \dfrac{2}{1 - x} = 3 $ 有非正数解,则 $ a $ 的取值范围是()
A.$ a > -1 $
B.$ a < -1 $
C.$ a ≤ -1 $
D.$ a > -1 $ 且 $ a ≠ 2 $
A.$ a > -1 $
B.$ a < -1 $
C.$ a ≤ -1 $
D.$ a > -1 $ 且 $ a ≠ 2 $
答案
C
解析
首先将方程 $\dfrac{a}{x - 1} + \dfrac{2}{1 - x} = 3$ 进行通分,
注意到 $1 - x = -(x - 1)$,
所以方程可以改写为:
$\dfrac{a}{x - 1} - \dfrac{2}{x - 1} = 3$,
进一步合并同类项,得到:
$\dfrac{a - 2}{x - 1} = 3$,
解这个方程,得到:
$x - 1 = \dfrac{a - 2}{3}$,
$x = \dfrac{a - 2}{3} + 1$,
$x = \dfrac{a + 1}{3}$,
由题意知,方程有非正数解,即:
$x ≤ 0$,
且$x ≠ 1$(因为分母 $x - 1$ 不能为0),
所以有:
$\dfrac{a + 1}{3} ≤ 0$,
解这个不等式,得到:
$a ≤ -1$,
另外,由于 $x ≠ 1$,
所以 $\dfrac{a + 1}{3} ≠ 1$,
即 $a ≠ 2$。
但 $a ≤ -1$ 已经排除了 $a = 2$ 的可能性,
所以最终得到 $a ≤ -1$ 且(由于分母不能为0且$x$为非正数,所以当$a+1=0$时,$x=0$是符合题意的)$a$可以等于$-1$。
注意到 $1 - x = -(x - 1)$,
所以方程可以改写为:
$\dfrac{a}{x - 1} - \dfrac{2}{x - 1} = 3$,
进一步合并同类项,得到:
$\dfrac{a - 2}{x - 1} = 3$,
解这个方程,得到:
$x - 1 = \dfrac{a - 2}{3}$,
$x = \dfrac{a - 2}{3} + 1$,
$x = \dfrac{a + 1}{3}$,
由题意知,方程有非正数解,即:
$x ≤ 0$,
且$x ≠ 1$(因为分母 $x - 1$ 不能为0),
所以有:
$\dfrac{a + 1}{3} ≤ 0$,
解这个不等式,得到:
$a ≤ -1$,
另外,由于 $x ≠ 1$,
所以 $\dfrac{a + 1}{3} ≠ 1$,
即 $a ≠ 2$。
但 $a ≤ -1$ 已经排除了 $a = 2$ 的可能性,
所以最终得到 $a ≤ -1$ 且(由于分母不能为0且$x$为非正数,所以当$a+1=0$时,$x=0$是符合题意的)$a$可以等于$-1$。
二、填空题
4. 若关于 $ x $ 的分式方程 $ \dfrac{x}{x - 3} - 2 = \dfrac{m}{x - 3} $ 有增根,则增根为,$ m = $。
4. 若关于 $ x $ 的分式方程 $ \dfrac{x}{x - 3} - 2 = \dfrac{m}{x - 3} $ 有增根,则增根为,$ m = $。
答案
$ x = 3 $;$ 3 $。
解析
增根为 $ x = 3 $,$ m = 3 $。
步骤解析:
1. 分式方程的增根是使分母为零的未知数的值,原方程分母为 $ x - 3 $,故增根为 $ x = 3 $。
2. 方程两边同乘 $ x - 3 $ 去分母得:$ x - 2(x - 3) = m $。
3. 将增根 $ x = 3 $ 代入整式方程:$ 3 - 2(3 - 3) = m $,解得 $ m = 3 $。
步骤解析:
1. 分式方程的增根是使分母为零的未知数的值,原方程分母为 $ x - 3 $,故增根为 $ x = 3 $。
2. 方程两边同乘 $ x - 3 $ 去分母得:$ x - 2(x - 3) = m $。
3. 将增根 $ x = 3 $ 代入整式方程:$ 3 - 2(3 - 3) = m $,解得 $ m = 3 $。
5. 若关于 $ x $ 的分式方程 $ \dfrac{2}{x - 3} = 1 - \dfrac{m}{3 - x} $ 的解为非负数,则 $ m $ 的取值范围是。
答案
【解析】:方程两边同乘$x - 3$,得$2 = (x - 3) + m$,解得$x = 5 - m$。
∵解为非负数,
∴$5 - m ≥ 0$,即$m ≤ 5$。
∵分母不能为$0$,即$x ≠ 3$,
∴$5 - m ≠ 3$,即$m ≠ 2$。
综上,$m$的取值范围是$m ≤ 5$且$m ≠ 2$。
【答案】:$m ≤ 5$且$m ≠ 2$
∵解为非负数,
∴$5 - m ≥ 0$,即$m ≤ 5$。
∵分母不能为$0$,即$x ≠ 3$,
∴$5 - m ≠ 3$,即$m ≠ 2$。
综上,$m$的取值范围是$m ≤ 5$且$m ≠ 2$。
【答案】:$m ≤ 5$且$m ≠ 2$
解析
首先去分母,方程两边同乘以$(x - 3)$得:
$2=(x - 3)+m$,
化简可得$x = 5 - m$。
因为该分式方程的解为非负数,所以$x≥0$,即$5 - m≥0$,解得$m≤5$。
又因为分母不能为$0$,即$x - 3≠0$,$x≠3$,那么$5 - m≠3$,解得$m≠2$。
综上,$m$的取值范围是$m≤5$且$m≠2$。
$2=(x - 3)+m$,
化简可得$x = 5 - m$。
因为该分式方程的解为非负数,所以$x≥0$,即$5 - m≥0$,解得$m≤5$。
又因为分母不能为$0$,即$x - 3≠0$,$x≠3$,那么$5 - m≠3$,解得$m≠2$。
综上,$m$的取值范围是$m≤5$且$m≠2$。
6. 若对于 $ x = \pm 3 $ 以外的一切数,$ \dfrac{m}{x + 3} - \dfrac{n}{x - 3} = \dfrac{8x}{x^2 - 9} $ 均成立,则 $ mn $ 的值是。
答案
-16
解析
将等式左边通分得$\frac{m(x - 3)-n(x + 3)}{(x + 3)(x - 3)}=\frac{(m - n)x-3m - 3n}{x^{2}-9}$,因为该等式对于$x = \pm3$以外的一切数均成立,且等式右边为$\frac{8x}{x^{2}-9}$,所以$(m - n)x-3m - 3n = 8x$,则可得方程组$\begin{cases}m - n = 8,\\-3m - 3n = 0.\end{cases}$由$-3m - 3n = 0$可得$m=-n$,将$m = -n$代入$m - n = 8$,得$-n - n = 8$,即$-2n = 8$,解得$n=-4$,那么$m = 4$,所以$mn=-16$。
三、解答题
7. 解下列方程:
(1)$ 1 - \dfrac{1}{x - 5} = \dfrac{x}{x + 5} $;
(2)$ \dfrac{3}{x - 1} - \dfrac{2}{x + 1} = \dfrac{1}{x^2 - 1} $。
7. 解下列方程:
(1)$ 1 - \dfrac{1}{x - 5} = \dfrac{x}{x + 5} $;
(2)$ \dfrac{3}{x - 1} - \dfrac{2}{x + 1} = \dfrac{1}{x^2 - 1} $。
答案
(1)方程两边同乘最简公分母$(x - 5)(x + 5)$,得:
$(x - 5)(x + 5) - (x + 5) = x(x - 5)$
展开并化简:
$x^2 - 25 - x - 5 = x^2 - 5x$
$x^2 - x - 30 = x^2 - 5x$
移项合并:$4x = 30$
解得:$x = \frac{15}{2}$
检验:当$x = \frac{15}{2}$时,$(x - 5)(x + 5) ≠ 0$,
∴原方程的解为$x = \frac{15}{2}$。
(2)方程两边同乘最简公分母$(x - 1)(x + 1)$,得:
$3(x + 1) - 2(x - 1) = 1$
展开并化简:
$3x + 3 - 2x + 2 = 1$
$x + 5 = 1$
解得:$x = -4$
检验:当$x = -4$时,$(x - 1)(x + 1) ≠ 0$,
∴原方程的解为$x = -4$。
$(x - 5)(x + 5) - (x + 5) = x(x - 5)$
展开并化简:
$x^2 - 25 - x - 5 = x^2 - 5x$
$x^2 - x - 30 = x^2 - 5x$
移项合并:$4x = 30$
解得:$x = \frac{15}{2}$
检验:当$x = \frac{15}{2}$时,$(x - 5)(x + 5) ≠ 0$,
∴原方程的解为$x = \frac{15}{2}$。
(2)方程两边同乘最简公分母$(x - 1)(x + 1)$,得:
$3(x + 1) - 2(x - 1) = 1$
展开并化简:
$3x + 3 - 2x + 2 = 1$
$x + 5 = 1$
解得:$x = -4$
检验:当$x = -4$时,$(x - 1)(x + 1) ≠ 0$,
∴原方程的解为$x = -4$。
8. 提升题 阅读材料:
解方程:$ \dfrac{x - 1}{x} - \dfrac{4x}{x - 1} = 0 $。
解:设 $ y = \dfrac{x - 1}{x} $,则原方程化为 $ y - \dfrac{4}{y} = 0 $。
方程两边同时乘 $ y $,得 $ y^2 - 4 = 0 $,解得 $ y = \pm 2 $。
经检验,$ y = \pm 2 $ 都是方程 $ y - \dfrac{4}{y} = 0 $ 的解。
当 $ y = 2 $ 时,$ \dfrac{x - 1}{x} = 2 $,解得 $ x = -1 $;
当 $ y = -2 $ 时,$ \dfrac{x - 1}{x} = -2 $,解得 $ x = \dfrac{1}{3} $。
经检验,$ x = -1 $,$ x = \dfrac{1}{3} $ 都是原分式方程的解。
∴ 原分式方程的解为 $ x = -1 $ 或 $ x = \dfrac{1}{3} $。
上述这种解分式方程的方法称为换元法。
解答下列问题:
(1)对于方程 $ \dfrac{x - 1}{x} - \dfrac{5x}{x - 1} = 4 $,若设 $ \dfrac{x - 1}{x} = y $,则原方程可化为;
(2)模仿上述换元法解方程:$ \dfrac{x - 1}{x + 2} - \dfrac{3}{x - 1} - 1 = 0 $。
解方程:$ \dfrac{x - 1}{x} - \dfrac{4x}{x - 1} = 0 $。
解:设 $ y = \dfrac{x - 1}{x} $,则原方程化为 $ y - \dfrac{4}{y} = 0 $。
方程两边同时乘 $ y $,得 $ y^2 - 4 = 0 $,解得 $ y = \pm 2 $。
经检验,$ y = \pm 2 $ 都是方程 $ y - \dfrac{4}{y} = 0 $ 的解。
当 $ y = 2 $ 时,$ \dfrac{x - 1}{x} = 2 $,解得 $ x = -1 $;
当 $ y = -2 $ 时,$ \dfrac{x - 1}{x} = -2 $,解得 $ x = \dfrac{1}{3} $。
经检验,$ x = -1 $,$ x = \dfrac{1}{3} $ 都是原分式方程的解。
∴ 原分式方程的解为 $ x = -1 $ 或 $ x = \dfrac{1}{3} $。
上述这种解分式方程的方法称为换元法。
解答下列问题:
(1)对于方程 $ \dfrac{x - 1}{x} - \dfrac{5x}{x - 1} = 4 $,若设 $ \dfrac{x - 1}{x} = y $,则原方程可化为;
(2)模仿上述换元法解方程:$ \dfrac{x - 1}{x + 2} - \dfrac{3}{x - 1} - 1 = 0 $。
答案
(1)$y - \frac{5}{y} = 4$。
(2)
原方程$\frac{x - 1}{x + 2} - \frac{3}{x - 1} - 1 = 0$可化为$\frac{x - 1}{x + 2} - \frac{x + 2}{x - 1} = 0$。
设$y = \frac{x - 1}{x + 2}$,则原方程化为$y-\frac{1}{y}=0$。
方程两边同时乘$y$,得$y^{2}-1 = 0$,即$(y + 1)(y - 1)=0$,解得$y_{1}=1$,$y_{2}=-1$。
经检验,$y = 1$或$y = - 1$是方程$y-\frac{1}{y}=0$的解。
当$y = 1$时,$\frac{x - 1}{x + 2}=1$,方程无解。
当$y = - 1$时,$\frac{x - 1}{x + 2}=-1$,
$x - 1=-(x + 2)$
$x - 1=-x - 2$
$2x=-1$
解得$x =-\frac{1}{2}$。
经检验,$x =-\frac{1}{2}$是原分式方程的解。
∴原分式方程的解为$x =-\frac{1}{2}$。
(2)
原方程$\frac{x - 1}{x + 2} - \frac{3}{x - 1} - 1 = 0$可化为$\frac{x - 1}{x + 2} - \frac{x + 2}{x - 1} = 0$。
设$y = \frac{x - 1}{x + 2}$,则原方程化为$y-\frac{1}{y}=0$。
方程两边同时乘$y$,得$y^{2}-1 = 0$,即$(y + 1)(y - 1)=0$,解得$y_{1}=1$,$y_{2}=-1$。
经检验,$y = 1$或$y = - 1$是方程$y-\frac{1}{y}=0$的解。
当$y = 1$时,$\frac{x - 1}{x + 2}=1$,方程无解。
当$y = - 1$时,$\frac{x - 1}{x + 2}=-1$,
$x - 1=-(x + 2)$
$x - 1=-x - 2$
$2x=-1$
解得$x =-\frac{1}{2}$。
经检验,$x =-\frac{1}{2}$是原分式方程的解。
∴原分式方程的解为$x =-\frac{1}{2}$。
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