例3 已知方程2(x+1)=3(x-1)的解为a+2,求方程2[2(x+3)-3(x-a)]=3a的解. 解 由方程2(x+1)=3(x-1)解得x=5.由题设知a+2=5,所以a=3.于是有
2[2(x+3)-3(x-3)]=3×3,-2x=-21,
例4 解关于x的方程(mx-n)(m+n)=0.
分析 这个方程中未知数是x,m,n是可以取不同实数值的常数,因此需要讨论m,n取不同值时,方程解的情况. 解 把原方程化为 mx+mnx-mn-n=0,
整理得 m(m+n)x=n(m+n).
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当m+n≠0,且m=0时,方程无解; 当m+n=0时,方程的解为一切实数.
说明 含有字母系数的方程,一定要注意字母的取值范围.解这类方程时,需要从方程有唯一解、无解、无数多个解三种情况进行讨论. 例5 解方程 (a+x-b)(a-b-x)=(a-x)(b+x)-ab.
分析 本题将方程中的括号去掉后产生x项,但整理化简后,可以消去x,也就是说,原方程实际上仍是一个一元一次方程.
解 将原方程整理化简得 (a-b)-x=ab+ax-bx-x-ab, 即 (a-b)x=(a-b).
(1)当a-b≠0时,即a≠±b时,方程有唯一解
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(2)当a-b=0时,即a=b或a=-b时,若a-b≠0,即a≠b,即a=-b时,方程无解;若a-b=0,即a=b,方程有无数多个解.
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例6 已知(m-1)x-(m+1)x+8=0是关于x的一元一次方程,求代数式199(m+x)(x-2m)+m的值.
解 因为(m-1)x-(m+1)x+8=0是关于x的一元一次方程,所以
m-1=0,即m=±1.
(1)当m=1时,方程变为-2x+8=0,因此x=4,代数式的值为
199(1+4)(4-2×1)+1=1991;
(2)当m=-1时,原方程无解. 所以所求代数式的值为1991.
例7 已知关于x的方程a(2x-1)=3x-2无解,试求a的值. 解 将原方程变形为 2ax-a=3x-2, 即 (2a-3)x=a-2.
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由已知该方程无解,所以
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例8 k为何正数时,方程kx-k=2kx-5k的解是正数?
来确定:
(1)若b=0时,方程的解是零;反之,若方程ax=b的解是零,则b=0成立. (2)若ab>0时,则方程的解是正数;反之,若方程ax=b的解是正数,则ab>0成立.
(3)若ab<0时,则方程的解是负数;反之,若方程ax=b的解是负数,则ab<0成立.
解 按未知数x整理方程得 (k-2k)x=k-5k. 要使方程的解为正数,需要 (k-2k)(k-5k)>0. 看不等式的左端 (k-2k)(k-5k)=k(k-2)(k-5).
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因为k≥0,所以只要k>5或k<2时上式大于零,所以当k<2或k>5时,原方程的解是正数,所以k>5或0<k<2即为所求. 例9 若abc=1,解方程
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解 因为abc=1,所以原方程可变形为
化简整理为
化简整理为
说明 像这种带有附加条件的方程,求解时恰当地利用附加条件可使方程的求解过程大大简化.
例10 若a,b,c是正数,解方程 解法1 原方程两边乘以abc,得到方程
ab(x-a-b)+bc(x-b-c)+ac(x-c-a)=3abc.移项、合并同类项得
ab[x-(a+b+c)]+bc[x-(a+b+c)]
+ac[x-(a+b+c)]=0,
因此有 [x-(a+b+c)](ab+bc+ac)=0.
因为a>0,b>0,c>0,所以ab+bc+ac≠0,所以
x-(a+b+c)=0,
即x=a+b+c为原方程的解.
解法2 将原方程右边的3移到左边变为-3,再拆为三个“-1”,并注意到
其余两项做类似处理.
设m=a+b+c,则原方程变形为
所以
即x-(a+b+c)=0. 所以x=a+b+c为原方程的解.
说明 注意观察,巧妙变形,是产生简单优美解法所不可缺少的基本功之一. 例11 设n为自然数,[x]表示不超过x的最大整数,解方程:
分析 要解此方程,必须先去掉[ ],由于n是自然数,所以n与(n+1)
…,n[x]都是整数,所以x必是整数.
解 根据分析,x必为整数,即x=[x],所以原方程化为
合并同类项得
故有
所以x=n(n+1)为原方程的解.
例12 已知关于x的方程
且a为某些自然数时,方程的解为自然数,试求自然数a的最小值.
解 由原方程可解得
a最小,所以x应取x=160.所以
所以满足题设的自然数a的最小值为2.
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