李海波
解分式方程是人教版數(shù)學八年級上冊的教學內(nèi)容。教材著重強調(diào)了解分式方程的方法和步驟,通過具體例子展現(xiàn)了解分式方程可能出現(xiàn)增根的現(xiàn)象,但是考慮到學生的知識基礎(chǔ)和接受能力,教科書沒有對解分式方程為什么要驗根進行深入探討。
解分式方程為什么要驗根呢?厘清等式的性質(zhì)和方程同解原理是關(guān)鍵。解分式方程第一步是利用等式的性質(zhì)在方程兩邊同時乘最簡公分母,把分式方程轉(zhuǎn)化為整式方程,雖然最后方程的解可能會使最簡公分母為零,即等式兩邊同時乘零,但這是符合等式的基本性質(zhì)的,這種變形是正確的。為什么會產(chǎn)生增根呢?很多學生的困惑就在這里,殊不知方程兩邊同時乘零,雖然滿足等式的性質(zhì),但會擴大方程未知數(shù)的允許值范圍,違背了方程的同解原理,這種情況下就有可能產(chǎn)生增根。
解集相同的兩個方程叫作同解方程。解方程的過程其實就是不斷用新方程替代舊方程,直到新方程是一個或幾個形如x=a的方程。在這個過程中,下一步和上一步變形必須是同解變形,才能保證新方程和舊方程是同解方程,這樣就不需要對解進行檢驗。
常見的同解變形,也可以說是同解原理有:
(1)方程兩邊都加上(或減去)同一個數(shù)或同一個整式,所得的方程與原方程同解;
(2)方程兩邊都乘(或除以)不等于零的同一個數(shù),所得方程與原方程是同解方程;
(3)如果方程的一邊為0,另一邊可以分解為n個因式的乘積,那么使各個因式分別等于零,而得出的n個方程與原方程是同解方程。
解分式方程時,如果方程兩邊同時乘同一個整式(最簡公分母),而不是一個非零常數(shù),那么這樣的變形就不是同解變形,就不能保證新方程與原方程同解,此時可能會產(chǎn)生增根,就需要檢驗,找出不是方程的根并舍去。
下面,筆者通過舉例進行同解性分析,說明分式方程增根產(chǎn)生的原因。
上述方程兩邊同時乘x2-4,得方程①,此時x≠±2,x2-4≠0,方程①與原方程同解;由同解原理(1)可知,方程②和方程③是同解方程;由同解原理(2)可知,方程③和方程④是同解方程。增根只可能發(fā)生在由①到②的變形,原因是約去分母后,方程未知數(shù)允許值的范圍擴大了,也就是方程①未知數(shù)的允許值集是x≠±2的全體實數(shù),而方程②未知數(shù)的允許值集是全體實數(shù)。
總體說來,將整式方程的解代入所乘的最簡公分母,若最簡公分母為0,則不滿足方程同解原理,整式方程的解為增根;若最簡公分母不為0,則滿足方程同解原理,整式方程的解為原分式方程的解。解分式方程為什么要驗根,需要根據(jù)方程的同解原理進行解釋,而不是等式的基本性質(zhì)。
(作者單位:廣水市李店初級中學)