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$x<1$且$x≠0$
2,3,4,7
有意义:$x≠1;$值为0:无解
有意义:$x≠±4;$值为0:$x=0$
有意义:$x≠2$且$x≠-5;$值为0:$x=-1$
有意义:$x+y≠0;$值为0:$y=2x$且$x+y≠0$(或$y=2x$且$x≠0$)
解:设甲追上乙需要$t$小时,根据题意得:$at = b(t + 1),$$at = bt + b,$$at - bt = b,$$t(a - b)=b,$解得$t = \frac{b}{a - b}。$当$a=6,$$b=5$时,$t=\frac{5}{6 - 5}=5$(小时)。
答:甲追上乙需要$\frac{b}{a - b}$小时;当$a=6,$$b=5$时,需要5小时。
$\frac{1}{23}$
解:由​$\frac {x}{x²-1}=1$​
∴​$\frac {x²-1}{x}=1$​即​$x-\frac 1{x}=1$​
∴​$(x-\frac 1{x})²=1²$​
​$x²+\frac 1{x²}-2=1$​
∴​$x²+\frac 1{x²}=3$​
∴​$\frac {x^8-3x^4+1}{x^4}=x^4-3+\frac 1{x^4}=(x^2+\frac 1{x^2})²-5=3²-5=4$​
∴原式​$=\frac {1}{4}$​
【分析】
要确定分式$\dfrac{x - 1}{x^{2}}$的值为负数时$x$的取值范围,需从分式值的符号规则和分式有意义的条件入手分析:
1. 分式值为负数的核心条件是分子与分母异号(一正一负);
2. 先看分母$x^2$:任何非零实数的平方都是正数,且分式有意义时分母不能为0,因此$x^2>0$恒成立($x≠0$);
3. 因为分母为正,要使分式值为负,分子必须为负,即$x-1<0$,解这个不等式再结合$x≠0$的条件,就能得到$x$的取值范围。
【解析】
要使分式$\dfrac{x - 1}{x^{2}}$的值为负数,需满足以下两个条件:
1. 分式有意义:分母不能为0,即$x^2≠0$,解得$x≠0$;
2. 分式值为负数:分子与分母异号。
因为$x^2$是实数的平方,当$x≠0$时,$x^2>0$,所以分子$x-1$必须小于0,即:
$x - 1 < 0$
解得$x < 1$。
综合以上两个条件,$x$的取值范围是$x<1$且$x≠0$。
【答案】
$x<1$且$x≠0$
【知识点】
分式值的符号判定、分式有意义的条件
【点评】
本题考查分式相关的取值范围问题,解题的关键是同时兼顾分式有意义的条件(分母不为0)和分式值的符号要求,容易忽略$x≠0$这个条件,需特别注意。
【难度系数】
0.7
【分析】
要解决这个问题,我们需要从分式的值为正整数的条件入手分析:
1. 首先,分式$\dfrac{6}{x - 1}$的值为正整数,说明分式有意义,因此分母$x-1≠0$;
2. 分式的值为正整数,意味着分子6能被分母$x-1$整除,且$x-1$是正数(因为分子6是正数,商为正整数,所以分母必须为正);
3. 由于x是整数,所以$x-1$是6的正约数,我们只需找出6的所有正约数,再通过$x-1$等于这些约数,解出对应的x值即可。
【解析】
因为分式$\dfrac{6}{x - 1}$的值为正整数,且x为整数,所以:
1. 分母$x-1$是6的正约数(分子6为正,要使商为正整数,分母需为6的正因数);
2. 6的正约数有1、2、3、6,分别求解:
当$x-1=1$时,解得$x=2$;
当$x-1=2$时,解得$x=3$;
当$x-1=3$时,解得$x=4$;
当$x-1=6$时,解得$x=7$;
3. 验证:将$x=2、3、4、7$分别代入分式,$\dfrac{6}{2-1}=6$,$\dfrac{6}{3-1}=3$,$\dfrac{6}{4-1}=2$,$\dfrac{6}{7-1}=1$,均为正整数,符合条件。
【答案】
2 或 3 或 4 或 7
【知识点】
分式的值、正约数的概念
【点评】
本题主要考查分式的性质及正约数的应用,解题关键是明确“分式的值为正整数”意味着分母是分子的正约数,同时要注意分式有意义的条件(分母不为0),需学生具备分析整数与分式关系的能力,避免漏解或错解。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决分式有意义和值为0的问题,需牢记两个核心规则:
1. 分式有意义的条件:分母不等于0,只需解分母≠0的不等式,得到字母的取值范围;
2. 分式值为0的条件:分子等于0且分母不等于0,需先解分子=0的方程得到字母可能的取值,再验证这些取值是否满足分母≠0,若满足则是值为0的条件,若不满足则分式值不能为0。
针对每个小题的思路:
(1) 对于$\dfrac{2x - 2}{x - 1}$,先令分母$x-1≠0$得有意义的条件;再解分子$2x-2=0$得$x=1$,但此时分母为0,分式无意义,故值不能为0;
(2) 对于$\dfrac{4x}{\vert x\vert - 4}$,令分母$\vert x\vert -4≠0$解不等式得有意义的条件;解分子$4x=0$得$x=0$,验证分母$\vert0\vert-4=-4≠0$,故$x=0$时值为0;
(3) 对于$\dfrac{x + 1}{(x - 2)(x + 5)}$,令分母$(x-2)(x+5)≠0$得有意义的条件;解分子$x+1=0$得$x=-1$,验证分母$(-1-2)(-1+5)=-12≠0$,故$x=-1$时值为0;
(4) 对于$\dfrac{2x - y}{x + y}$,令分母$x+y≠0$得有意义的条件;解分子$2x-y=0$得$x=\dfrac{1}{2}y$,验证分母$x+y=\dfrac{1}{2}y+y=\dfrac{3}{2}y≠0$,故$x=\dfrac{1}{2}y$时值为0。
【解析】
(1) 分式有意义的条件:
分母$x-1≠0$,解得$x≠1$;
分式值为0的条件:
分子$2x-2=0$,解得$x=1$,但此时分母$x-1=0$,分式无意义,故该分式的值不能为0。
(2) 分式有意义的条件:
分母$\vert x\vert -4≠0$,即$\vert x\vert≠4$,解得$x≠±4$;
分式值为0的条件:
分子$4x=0$,解得$x=0$,此时分母$\vert0\vert-4=-4≠0$,故当$x=0$时,分式的值为0。
(3) 分式有意义的条件:
分母$(x-2)(x+5)≠0$,则$x-2≠0$且$x+5≠0$,解得$x≠2$且$x≠-5$;
分式值为0的条件:
分子$x+1=0$,解得$x=-1$,此时分母$(-1-2)(-1+5)=(-3)×4=-12≠0$,故当$x=-1$时,分式的值为0。
(4) 分式有意义的条件:
分母$x+y≠0$,即$x≠-y$;
分式值为0的条件:
分子$2x-y=0$,解得$x=\dfrac{1}{2}y$,此时分母$x+y=\dfrac{1}{2}y+y=\dfrac{3}{2}y≠0$,故当$x=\dfrac{1}{2}y$时,分式的值为0。
【答案】
(1) 当$x≠1$时有意义,分式的值不能为0;
(2) 当$x≠±4$时有意义,当$x=0$时,分式的值为0;
(3) 当$x≠2$且$x≠-5$时有意义,当$x=-1$时,分式的值为0;
(4) 当$x≠-y$时有意义,当$x=\dfrac{1}{2}y$时,分式的值为0。
【知识点】
1. 分式有意义的条件;
2. 分式值为0的条件。
【点评】
本题重点考查分式有意义和值为0的核心条件,需注意分式值为0时必须同时满足“分子为0”和“分母不为0”两个条件,避免只考虑分子为0而忽略分母不为0的情况,如第(1)题中分子为0时分母也为0,此时分式无意义,值不能为0,这是易出错点。通过此类题目可加深对分式概念的理解。
【难度系数】
0.7
【分析】
这是一道追及类行程问题,解题核心是抓住“甲追上乙时,两人所行驶的路程相等”这一关键等量关系。首先,乙提前1小时出发,先计算出乙提前走的路程;接着设甲追上乙需要的时间为$ t $小时,分别表示出甲行驶的路程和乙总共行驶的路程;最后根据路程相等列出方程,解方程即可得到甲追上乙所需时间的表达式,再代入具体数值计算出结果。
【解析】
设甲追上乙需要$ t $小时。
1. 计算乙提前走的路程:
乙提前1小时出发,速度为$ b\ \mathrm{km/h} $,则乙提前走的路程为$ b × 1 = b\ \mathrm{km} $。
2. 表示甲和乙的总路程:
甲的速度为$ a\ \mathrm{km/h} $,则甲行驶的路程为$ at\ \mathrm{km} $;
乙在甲出发后又行驶了$ bt\ \mathrm{km} $,因此乙总共行驶的路程为$ (b + bt)\ \mathrm{km} $。
3. 根据追及条件列方程并求解:
当甲追上乙时,两人路程相等,可得方程:
$at = b + bt$
移项得:
$at - bt = b$
提取公因式$ t $:
$t(a - b) = b$
因为$ a > b $,所以$ a - b ≠ 0 $,两边同时除以$ a - b $,得:
$t = \frac{b}{a - b}$
4. 代入具体数值计算:
当$ a = 6 $,$ b = 5 $时,代入$ t = \frac{b}{a - b} $得:
$t = \frac{5}{6 - 5} = 5\ \mathrm{h}$
【答案】
$\frac{b}{a - b}$,5 h
【知识点】
追及问题等量关系,一元一次方程应用
【点评】
本题围绕追及问题的核心等量关系展开,通过设未知数建立一元一次方程求解,既考查了行程问题的基本逻辑,也锻炼了方程思想的应用。解题时需注意乙提前出发的路程计算,代入数值时要保证运算准确,是巩固行程问题基础的典型题目。
【难度系数】
0.7
【分析】
对于这类分式求值问题,直接求解$x$的值再代入计算会较为繁琐,观察已知条件与所求分式的结构特征,采用“倒数求值法”更为简便。先对已知分式取倒数,变形得到$x$与$\frac{1}{x}$的关系式,再利用完全平方公式逐步推导所求分式的倒数,最后取倒数即可得到结果。
具体到第(2)问:先由已知$\frac{x}{x^2 - 1}=1$判断$x≠0$,对其取倒数得到$x-\frac{1}{x}=1$,再通过完全平方公式依次求出$x^2+\frac{1}{x^2}$、$x^4+\frac{1}{x^4}$,接着对所求分式取倒数,将其转化为含$x^4+\frac{1}{x^4}$的形式,代入计算后取倒数得到最终结果。
【解析】
(1) 解:由$\frac{x}{x^2 + 1}=\frac{1}{5}$,可知$x≠0$,
对已知分式取倒数得:$\frac{x^2 + 1}{x}=5$,即$x+\frac{1}{x}=5$。
对$\frac{x^4 + 1}{x^2}$变形得:$\frac{x^4 + 1}{x^2}=x^2+\frac{1}{x^2}$,
根据完全平方公式:$x^2+\frac{1}{x^2}=(x+\frac{1}{x})^2 - 2$,
代入$x+\frac{1}{x}=5$得:$x^2+\frac{1}{x^2}=5^2 - 2=23$,
故$\frac{x^2}{x^4 + 1}=\frac{1}{23}$。
(2) 解:由$\frac{x}{x^2 - 1}=1$,可知$x≠0$,
对已知分式取倒数得:$\frac{x^2 - 1}{x}=1$,即$x - \frac{1}{x}=1$。
对$x - \frac{1}{x}=1$两边平方:
$(x - \frac{1}{x})^2=1^2$,
展开得:$x^2 - 2 + \frac{1}{x^2}=1$,
移项计算得:$x^2+\frac{1}{x^2}=3$。
对$x^2+\frac{1}{x^2}=3$两边平方:
$(x^2+\frac{1}{x^2})^2=3^2$,
展开得:$x^4 + 2 + \frac{1}{x^4}=9$,
移项计算得:$x^4+\frac{1}{x^4}=7$。
对所求分式$\frac{x^4}{x^8 - 3x^4 + 1}$取倒数:
$\frac{x^8 - 3x^4 + 1}{x^4}=x^4 - 3 + \frac{1}{x^4}=(x^4+\frac{1}{x^4}) - 3$,
代入$x^4+\frac{1}{x^4}=7$得:$(x^4+\frac{1}{x^4}) - 3=7 - 3=4$,
故$\frac{x^4}{x^8 - 3x^4 + 1}=\frac{1}{4}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{\frac{1}{23}}$;(2) $\boldsymbol{\frac{1}{4}}$
【知识点】
1. 分式倒数变形
2. 完全平方公式应用
3. 分式化简求值
【点评】
本题考查分式的化简求值,核心是掌握“倒数求值法”的技巧,通过取倒数将复杂分式转化为可利用完全平方公式变形的形式,避免了直接求解$x$的繁琐过程,体现了整体思想在代数求值中的重要应用。
【难度系数】
0.3