初二数学期末急救:分式方程(增根)易错题合集与避坑指南 | 星火网:典型例题精讲
适用年级
初二
难度等级
⭐⭐⭐
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最近更新
2025-12-22
💡 阿星精讲:分式方程(增根) 的核心避坑原理
- 概念重塑:把解分式方程想象成一场“抓内鬼”的游戏。我们通过“去分母”(两边乘最简公分母)把这个分式方程变成整式方程来解。整式方程解出的 \( x \) 值,就像是抓到的“嫌疑人”。但是,其中可能混入了“卧底”——那些让原方程分母为零的值。一旦分母为零,整个分式就失去了意义(“炸了”)。所以,我们必须把每个“嫌疑人” \( x \) 带回原方程的分母进行“安检”(检验)。让任何分母等于零的 \( x \),就是“增根”(卧底),必须当场“拿下”(舍去)。
- 避坑口诀:解分式,别大意,解得根,要安检,分母零,是卧底,果断舍去莫迟疑。
⚠️ 90%的学生都会踩的3大“陷阱”
- ❌ 陷阱一(概念混淆型):“解出来答案就是对的,不用检验。” → ✅ 正解:检验是解分式方程的法定步骤,不是可选项。漏掉检验,等于主动放走“卧底”。
- ❌ 陷阱二(视觉误导型):“去分母后的新方程里没有字母分母了,所以解出来的 \( x \) 肯定安全。” → ✅ 正解:“卧底”潜伏在原方程的分母里,必须代入原方程(或最简公分母)检验,不能看变形后的方程。
- ❌ 陷阱三(计算粗心型):检验时只代入了一个分母,忘了另一个。 → ✅ 正解:原方程有几个不同的字母分母,就要确保解不能让其中任何一个为零。代入“最简公分母”检验最全面。
🔥 经典易错题精讲(附 SVG 图解)
【易错题1:概念陷阱】 已知关于 \( x \) 的方程 \( \frac{2}{x-3} = 1 - \frac{m}{x-3} \) 会产生增根,求 \( m \) 的值。
💀 错误率:85%
❌ 常见错误:学生直接去分母解得 \( 2 = x-3 - m \),整理得 \( x = 5 + m \)。然后就卡住了,或者错误地认为增根是使新方程 \( 2 = x-3 - m \) 不成立的 \( x \)。
✅ 阿星解析:
- 第一步:找出“卧底”的藏身之处。 增根是使原方程分母为零的 \( x \) 值。原方程分母是 \( x-3 \),所以“卧底” \( x \) 满足:\( x - 3 = 0 \),即 \( x = 3 \)。这个 \( x=3 \) 就是那个一定会被舍去的“卧底”。
- 第二步:看“卧底”是如何混进来的。 “卧底” \( x=3 \) 是在去分母后,代入整式方程时混成“解”的。所以我们把 \( x=3 \) 代入去分母后得到的整式方程 \( 2 = x - 3 - m \)。
- 第三步:揪出“卧底”的接头人 \( m \)。 将 \( x=3 \) 代入 \( 2 = 3 - 3 - m \),得到 \( 2 = -m \),所以 \( m = -2 \)。也就是说,当 \( m = -2 \) 时,整式方程的解恰好是 \( x=3 \),这个“卧底”就成功混入了解中。
所以,正确答案是 \( m = -2 \)。
【易错题2:思维陷阱】 解方程:\( \frac{x}{x-2} - \frac{1}{x^2-4} = 1 \)
💀 错误率:90%
❌ 常见错误:只注意到最明显的分母 \( x-2 \),去分母时最简公分母取 \( x^2-4 \) 或 \( (x-2)(x+2) \),但检验时只检验了 \( x=2 \),
漏掉了 \( x=-2 \) 也会使原方程的一个分母 \( x^2-4 \) 为零。
✅ 阿星解析:
- 第一步:识别所有“炸弹”(分母)。 原方程有两个分母:\( x-2 \) 和 \( x^2-4 \)。\( x^2-4 = (x-2)(x+2) \)。所以,最简公分母是 \( (x-2)(x+2) \)。“炸弹”就是令它为0的 \( x \) 值,即 \( x=2 \) 或 \( x=-2 \)。
- 第二步:安全拆弹(去分母求解)。 方程两边同乘 \( (x-2)(x+2) \):
\[ x(x+2) - 1 = (x-2)(x+2) \]
展开:\( x^2 + 2x - 1 = x^2 - 4 \)。
整理得:\( 2x = -3 \)。
解得:\( x = -\frac{3}{2} \)。 - 第三步:全面安检(检验)。 将 \( x = -\frac{3}{2} \) 代入最简公分母 \( (x-2)(x+2) \):
\[ (-\frac{3}{2}-2)(-\frac{3}{2}+2) = (-\frac{7}{2})(\frac{1}{2}) = -\frac{7}{4} eq 0 \]
特别注意:这里必须同时检查 \( x=2 \) 和 \( x=-2 \) 两种情况。我们的解 \( -\frac{3}{2} \) 既不等于2,也不等于-2,所以安全通过安检。
所以,原方程的解是 \( x = -\frac{3}{2} \)。
【易错题3:大题陷阱】 甲、乙两工程队合作完成一项工程需要12天。若甲队先做5天,剩下的部分由两队合作4天完成。乙队单独完成这项工程需要多少天?
💀 错误率:95%
❌ 常见错误:
- 设错未知数或工作总量单位“1”。
- 列方程时,混淆“合作工作量”与“单独工作量”的关系。
- 解出分式方程的解后,忘记检验是否符合实际意义(例如时间不能为负数或分数,但这里天数可以是分数)。更重要的是,忘记检验解是否会使所列方程的分母为零! 实际问题中,增根可能意味着不符合题意的解(如时间为负),但也必须完成数学上的检验步骤。
✅ 阿星解析:
- 第一步:设元。 设乙队单独完成需要 \( x \) 天。则乙队工作效率为 \( \frac{1}{x} \)。
- 第二步:利用已知条件表示甲队效率。 两队合作12天完成,效率和为 \( \frac{1}{12} \)。所以甲队效率为 \( \frac{1}{12} - \frac{1}{x} \)。
- 第三步:根据“甲先做5天,再合作4天完成”列方程。 甲完成的工作量是 \( 5 \times (\frac{1}{12} - \frac{1}{x}) \),两队合作完成的工作量是 \( 4 \times \frac{1}{12} \)。总工作量为“1”。
\[ 5(\frac{1}{12} - \frac{1}{x}) + 4 \times \frac{1}{12} = 1 \] - 第四步:解方程。
- 去分母(两边乘 \( 12x \)): \( 5x - 60 + 4x = 12x \)
- 整理得: \( 9x - 60 = 12x \)
- 解得: \( -3x = -60 \) → \( x = 20 \)
- 第五步:双重检验!
- 数学检验(防卧底):将 \( x=20 \) 代入所乘的最简公分母 \( 12x = 240 eq 0 \),所以 \( x=20 \) 不是增根。
- 实际意义检验: \( x=20 > 0 \),符合“完成工程所需天数”的实际意义。
所以,乙队单独完成需要 \( 20 \) 天。
阿星点睛:应用题中,解出的值不仅要通过“分母不为零”的检验,还要看它是否合乎常理(正数、整数等)。两步检验,一步都不能少!
🚀 易错专项训练(你能全对吗?)
第一关:火眼金睛(判断对错 5题)
- 解分式方程 \( \frac{x}{x-1} = 2 \) ,去分母得 \( x=2(x-1) \),解得 \( x=2 \)。因为 \( x=2 \) 代入分母 \( 2-1=1 eq0 \),所以方程的解是 \( x=2 \)。这个解法完全正确。( )
- 方程 \( \frac{x-3}{x-5} = \frac{m}{x-5} \) 有增根,则增根一定是 \( x=5 \)。( )
- 若解分式方程时产生增根,则这个增根一定是去分母后所得整式方程的解。( )
- 方程 \( \frac{2}{x} + \frac{3}{x-1} = 6 \) 的最简公分母是 \( x(x-1) \),所以可能的增根是 \( x=0 \) 或 \( x=6 \)。( )
- 解方程 \( \frac{3}{x} = 1 - \frac{2}{x-2} \) 时,小明的检验过程是:把解得的 \( x \) 代入 \( 1 - \frac{2}{x-2} \) 计算,看是否等于 \( \frac{3}{x} \)。( )
第二关:防坑演练(填空 5题)
- 若分式方程 \( \frac{x}{x-3} - 2 = \frac{m}{x-3} \) 有增根,则 \( m = \) ______ 。
- 关于 \( x \) 的方程 \( \frac{a}{x-2} + 3 = \frac{1-x}{2-x} \) 的解为正数,则 \( a \) 的取值范围是 ______ 。
- 解方程 \( \frac{2}{x^2-4} + \frac{x}{x-2} = 1 \) 时,必须排除的 \( x \) 值是 ______ 。(写出所有)
- 小明在解方程 \( \frac{1}{x-2} = \frac{1-x}{2-x} - 3 \) 时,第一步去分母,他应选择的最简公分母是 ______ ,这一步需要特别注意的是 ______ 项的符号变化。
- 某货车从A地到B地,时速提高 \( 5 \, km/h \) 后,时间可节省 \( \frac{1}{6} \)。设原速度为 \( x \, km/h \),根据题意可列方程 ______ 。(列出方程即可,无需化简)
答案与详细解析
第一关:火眼金睛
- ❌ 错误。 解法前半部分正确,但漏掉了关键一步:检验。虽然此题答案 \( x=2 \) 碰巧正确,但“检验”是必须写出的步骤,不能省略。没有检验过程的解法是不完整的。
- ✅ 正确。 增根是使原方程分母为零的值,原方程分母是 \( x-5 \),所以增根一定是 \( x=5 \) 。
- ✅ 正确。 增根是在去分母过程中产生的,它一定是整式方程的解,否则它无法“混进”最终的解集中。
- ❌ 错误。 最简公分母是 \( x(x-1) \) 正确,但可能的增根是使公分母为零的 \( x \) 值,即 \( x=0 \) 或 \( x=1 \) ,不是 \( x=6 \) 。
- ❌ 错误。 检验的目的是判断解是否使原方程的分母为零。正确做法是将解得的 \( x \) 代入原方程的最简公分母 \( x(x-2) \)**中检验是否为零。小明的做法是在验算计算过程,而非检验增根。
第二关:防坑演练
- \( m = 3 \)。解析:增根 \( x=3 \)。去分母得整式方程:\( x - 2(x-3) = m \)。代入 \( x=3 \):\( 3 - 0 = m \),故 \( m=3 \)。
- \( a < 1 \) 且 \( a e -2 \)**。解析:先化方程。\( \frac{a}{x-2} + 3 = \frac{x-1}{x-2} \)(注意 \( 2-x = -(x-2) \))。去分母:\( a + 3(x-2) = x-1 \),解得 \( x = \frac{5-a}{2} \) 。由解为正数得 \( \frac{5-a}{2} > 0 \),即 \( a < 5 \)。还要检验增根和分母限制:原方程分母 \( x-2 eq 0 \),即 \( \frac{5-a}{2} eq 2 \),解得 \( a eq 1 \)。同时,第二个分母 \( 2-x \) 在变形前也存在,隐含 \( x eq 2 \),但已包含在 \( a eq 1 \) 中。还需注意变形时 \( \frac{1-x}{2-x} = \frac{x-1}{x-2} \),当 \( x=2 \) 时原式无意义,但变形后分子分母同时变号,没有改变 \( x eq 2 \) 的限制。综合:\( a < 5 \) 且 \( a eq 1 \)。但原方程还有一处隐含陷阱:在得到整式方程解 \( x = \frac{5-a}{2} \) 之前,我们去分母时乘了 \( x-2 \),这意味着 \( x = \frac{5-a}{2} \) 有可能等于2从而成为增根,即当 \( a=1 \) 时,\( x=2 \) 是增根,原方程无解,与“解为正数”矛盾,所以 \( a eq 1 \) 必须排除。再考虑“解为正数”本身:\( \frac{5-a}{2} > 0 \Rightarrow a < 5 \)。所以答案是 \( a < 5 \) 且 \( a eq 1 \)。但更严格的,我们需要保证解出的 \( x \) 是正数且不是增根。已经排除了 \( a=1 \) 的情况。然而,原题中还有一项常数3,没有分母,所以主要限制来自 \( x-2 \) 和 \( 2-x \)。综上,答案为 \( a < 5 \) 且 \( a eq 1 \)。但常见错误是忽略 \( a eq 1 \)。另一种思路:原方程可化为 \( \frac{a}{x-2} - \frac{x-1}{x-2} = -3 \),即 \( \frac{a - x + 1}{x-2} = -3 \),去分母得 \( a - x + 1 = -3(x-2) \),解得 \( x = \frac{5-a}{2} \)。要求 \( x>0 \) 且 \( x eq 2 \),所以 \( \frac{5-a}{2} > 0 \) 且 \( \frac{5-a}{2} eq 2 \),解得 \( a < 5 \) 且 \( a eq 1 \)。故答案为 \( a < 5 \) 且 \( a eq 1 \)。
- \( x = 2 \) 和 \( x = -2 \)**。解析:原方程分母为 \( x^2-4 \) 和 \( x-2 \)。\( x^2-4 = (x-2)(x+2) \)。最简公分母为 \( (x-2)(x+2) \)。令其为0,得 \( x=2 \) 或 \( x=-2 \)。这两个值必须排除。
- 最简公分母是 \( x-2 \) ,需要注意的是 \( \frac{1-x}{2-x} \) 项的符号变化。 解析:方程 \( \frac{1}{x-2} = \frac{1-x}{2-x} - 3 \)。注意到 \( 2-x = -(x-2) \),所以 \( \frac{1-x}{2-x} = \frac{x-1}{x-2} \)。因此,方程可化为 \( \frac{1}{x-2} = \frac{x-1}{x-2} - 3 \),此时各项分母相同,最简公分母就是 \( x-2 \)。去分母时,右边第二项“-3”是整数,不要漏乘。
- \( \frac{S}{x} \times (1 + \frac{1}{6}) = \frac{S}{x+5} \) 或等价形式 \( \frac{S}{x} - \frac{S}{x+5} = \frac{1}{6} \times \frac{S}{x} \)**。解析:设路程为 \( S \)。原时间 \( \frac{S}{x} \),提速后时间 \( \frac{S}{x+5} \)。时间节省 \( \frac{1}{6} \),即现时间是原时间的 \( (1 - \frac{1}{6}) = \frac{5}{6} \)。所以方程为 \( \frac{S}{x+5} = \frac{5}{6} \times \frac{S}{x} \)。或基于时间差列式:\( \frac{S}{x} - \frac{S}{x+5} = \frac{1}{6} \times \frac{S}{x} \)。(设 \( S=1 \) 亦可)
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