为什么我的分式方程多一个根?
伍家岗区2019年秋季学期八年级数学期末考试第23题,基于图形面积的应用题,在题目逐步引导下列出分式方程并不是难事,然而在解方程的过程中,却出现了一部分学生得出两个根(有一个是增增根)的情况,这又是为什么呢?
题目
某农场有一块长方形土地,长BC=4n米,宽AB=(4n-2)米(n>1),按如图所示分成九个区域,其中四周阴影部分外围均为相同的正方形,种植甲类作物。中间阴影部分外围是长为(2n+1)米的长方形,种植乙类作物。
(1)用含n的式子表示种植甲类作物的一个正方形边长为________,种植乙类作物的长方形的宽为__________;
(2)请你判断哪类作物的种植面积大?为什么?
(3)若两类作物的总产量相同均为2520千克,每平方米产量高的比低的多240/(2n-1)²千克,试求种植甲类作物的面积。
解析:
(1)种植甲类作物的正方形边长=[BC-(2n+1)]÷2=n-0.5,种植乙类作物的长方形的宽=AB-2(n-0.5)=2n-1;
(2)先表示出甲乙两类作物各自的面积,甲类作物面积=4(n-0.5)²=(2n-1)²=4n²-4n+1,乙类作物面积=(2n-1)(2n+1)=4n²-1,用作差法比较如下:
甲类作物面积-乙类作物面积=-4n+2
由于n>1,因此-4n+2
∴甲类作物面积
(3)根据上题的结论,我们可以知道,甲每平方米产量高于乙每平方米的产量,因为总产量相同,于是作物面积小的每平方米产量一定高,所以得到等量关系是:
甲每平方米产量-240/(2n-1)²=乙每平方米产量
列方程如下:
2520/(2n-1)²-240/(2n-1)²=2520/4n²-1
咋看上去是一个含2次式的分式方程,不过在解的过程中,是可以化为一元一次方程的,正常化简过程如下:
可偏偏就有不太“正常”的解法,如下图:
幸好这位同学还记得验根,发现n=0.5是增根,于是结果倒也正确,n=10。
解题反思:
为什么会出现这样的情况呢?
在第二位同学的解法中,交叉相乘,实质上是两边同乘(2n-1)²(4n²-1)这个式子,比起第一种解法中两边同乘的(2n-1)²(2n+1)多出了一个因式。
我们知道,两边同时乘的因式次数过高,会导致得到的方程次数较高,两边同乘的因式是3次,分母中的式子为2次,最终得到的就是一元一次方程,而两边同乘的是因式是4次,得到的就是一元二次方程。
其实在我看来,第二位同学做复杂了,在八年级学习分式方程的时候,去分母这一步,讲得明明白白,两边同乘的是最简公分母,正如解法一,而解法二两边同乘的并不是最简公分母,所以导致结果出现高次方程,虽然这位学生借助因式分解完成了解一元二次方程,但过多消耗了精力在这道题上,并不划算。
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