分式方程的应用
当等量关系中含速度、效率、单价等「比值量」时列出分式方程,解完必须双重检验:既检验是否为增根,又检验结果是否符合实际意义。
适用前提与边界条件
- 分式方程的解法与去分母步骤
- 增根产生的原因及检验方法
定义
实际问题的等量关系中出现用分式表示的量(速度 、工作效率 、单价 ),且分母中含未知数时,列出的就是分式方程。解题步骤:
审题设元 → 用分式表示相关量 → 抓等量关系列分式方程 → 去分母化为整式方程求解 → 双重检验 → 作答。
检验内容:①代入最简公分母,为 0 的是增根,舍去;②检查解是否符合实际(正数、整数、不超过总量等)。
推导(典型模型)
等时模型(做工比较):甲每小时比乙多做 6 个零件,甲做 90 个的时间与乙做 60 个的时间相等。设乙每小时做 个,则甲每小时做 个。由「时间相等」:
去分母:,解得 。检验:,非增根; 符合实际。故乙每小时 12 个、甲每小时 18 个。
提速省时模型:路程 固定,原速度 ,提速 后速度为 ,时间提前 。由「原时间 − 新时间 = 时间差」:
速度增大使分母增大、用时减少,与「提前」方向一致。
为什么必须检验增根:去分母时方程两边同乘含未知数的最简公分母,若求出的值恰好使公分母为 0,相当于乘了 0,方程的同解性被破坏,该值不是原方程的解。应用题中它通常还会带来无意义的零速度、零效率,更要舍去。
典例精析
某工程队承接 3000 米道路维修,实际每天比原计划多修 50 米,结果提前 5 天完成,求原计划每天修多少米。
设原计划每天修 米,则实际每天修 米。原工期减实际工期等于 5 天:
去分母整理:,即 ,解得 、。检验: 时各分母不为 0 且为正,符合实际; 舍去。原计划每天修 150 米。
对比
| 环节 | 一元一次方程应用 | 分式方程应用 |
|---|---|---|
| 列式依据 | 相同 | 相同(和差倍分、时间相等) |
| 方程形式 | 整式 | 分母含未知数 |
| 解后检验 | 只验实际意义 | 先验增根,再验实际意义 |
| 常见情境 | 行程、配套、积分 | 效率、速度、单价等比值问题 |
正例与反例
✅ 正例
- 甲每小时比乙多做 6 个,做 90 个与乙做 60 个时间相同:90/(x+6)=60/x
- 速度提高 25% 后用时减少,列时间差方程并注明原速为未知数
❌ 反例
- 解出 x=0 使分母为 0 还作为答案——必须检验并舍去增根
- 时间单位不统一:半小时写成 0.5 小时,方程中却用分钟——单位必须全程统一
高频误解与考试易错
- 列分式方程解应用题,检验增根这一步必须写,舍去使分母为 0 的解
- 行程中「提前半小时」是时间差,注意化成同一单位再列入方程
- 工作效率提高百分之几,是原效率乘(1+增长率),不是简单加上该百分数
常见问题
分式方程应用题和整式方程应用题步骤差在哪?
审题设元、列方程相同;解分式方程后多一道「检验」:先验是否增根,再验是否符合题意,两步都写才完整。
工程问题为什么常列出分式方程?
效率以「总量除以时间」的分式形式出现,比较两队时间或效率时自然产生分母含未知数的方程。
得到负数解说明什么?
速度、时间、效率、件数这类量必须为正,负数解不符合实际,应舍去并检查列式。
依据与出处
- 人教版(2024 审定)八年级上册 第十八章《分式》§18.5