分式中的几个基本结构

来源 :数理化学习·教育理论版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yanguangkai
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  摘要:分式的学习不可生搬硬套,抓住分式的结构,把题型复杂庞大的形式寓于简洁的结构中,犹如庖丁解牛,事半而功倍.
  关键词:分式、结构、平方型、倒数型、分式方程
  
  分式的学习一直是学生深感头疼的一个知识.一是它涉及大量复杂繁琐的计算,另一方面分式中的恒等变形丰富而灵活,学生不易掌握.其实,数学美在其一就是她的结构美.在分式这一章中,有一些特殊的结构,它们构成了分式的一些固定的数学模型.在做分式题时,只要认真分析,细心观察,这些较复杂的题往往蕴含特殊的结构.这样来学习,可以起到事半功倍的学习效果.
  一、平方型:(a-b)(a+b)=a2-b2
   例1
  11-x
  +11+x
  +21+x2
  +41+x4
  +…+
  641+x64.
  解析:解这类题的特点是,先观察,确定结构,再动手算.这道题,先把前两个分式通分,利用平方差公式, 11-x+
  11+x=1+x
  (1-x)(1+x)+1-x(1-x)(1+x)=
  21-x2,再和
  21+x2通分,得
  41-x4,再和后面各项逐次通分,最后结果
  1281-x128.
   例2 1a-b
  +1a+b
  +2aa2+b2
  +4a3a4+b4
  +8a7a8+b8
  +16a15a16+b16,
   方法同例1,结果32a31
  a32-b32.
  二、倒数型:
  x+1x
  这类题体现了数学整体的思想.解决这类题,就是去寻找
  x+1x
  ,把x+1x看作一个整体.如果题中没有直接出现
  x+1x,那么就要想办法构造x+1x这个整体.
   例1 已知
  x+1x=3
  ,求(1)x2+1x2(2)
  x4+1x4
   解:(1)x2+1x2
  =(x+1x)2-2=32-2=7;(2)x4+1x4
  =(x2+1x2)2-2=72-2=47.
  
   三、分式方程中的倒数结构:
  x+1x
  =a+1a
  (a是常数)
   在中学的分式方程中,有相当一部分题属于这个结构, 它的解可以直接写出来:
  x=a或x=1a.先简单推导一下它的解的来历.
  移项并分组, (x-a)+
  (1x-1a)=0.
  第二个括号通分,注意负号,(x-a)-x-axa =0.
  借用因式分解中的提公因式, (x-a)(1-1xa)=0.
  从而 x-a=0 或
  1-1xa=0
  得x=a 或x=1a.
  四
  、方程
  1x+k
  -1x+(k+1)
  =1x+(k+2)
  -1x+(k+3)
   我们以下面的例子来介绍这类结构的解法特点.
  例1 解方程
  x+2x+1
  -x+3x+1
  =x+4x+3
  -x+5x+4.
  解析:若要一开始就去分母,就会出现x的四次方、三次方,这于中学生来说,是不敢想象的.观察发现,每一小项的分子比分母多1,可先把它们分别拆成:
  (1+1x+1)-
  (1+1x+2)=(
  1+1x+3)-
  (1+1x+4)
   去括号得
  1x+1-1x+2
  =1x+3
  -1x+4
  还不要去分母,而是左右两端分别局部通分
  1(x+1)(x+2)
  =1(x+3)(x+4)
   即 1x2+3x+2
  =1x2+7x+12.
  于是,x2+3x+2=x2+7x+12,4x=-10.
   x=-52经检验,
  x=-52是原方程的解.
  五
  、1x(x+1)的裂项相消结构 例1 化简求值:
  1(a+1)(a+3)+
  1(a+3)(a+5)+…+
  1(a+2007)(a+2009)
  ,其中a=-12.
   解:注意到
  1(a+1)(a+3)
  =12•
  [1(a+1)-
  1(a+3)]
  ,以此类推裂项,
  1(a+2007)(a+2009)
  =12•
  [1(a+2007)
  -1(a+2009)]
  ,再求和中,提取
  12,会发现,各小项可依次相消,最后剩下首相和末项,即
  1(a+m)(a+n)
  =1n-m•
  (1a+m-1a+n
  )
   ,
  再把a=-12代入求值,结果
  20082007.
  事实上,
  1(a+m)(a+n)
  =1n-m•
  (1a+m
  -1a+n).
  在学习分式这个知识点时,同学们一定要多下些功夫,突破这些难点,很快就会让自己水平上一个层次.
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