【分析】
本题分为四个小问题,解题思路如下:
1. 对于(1),将给定的x值代入代数式$x^2+\frac{1}{x^2}$,利用平方的非负性,负数的平方等于其相反数的平方,互为相反数的x代入后结果相同,直接计算即可;
2. 对于(2),根据(1)的计算结果,反向寻找满足对应等式的x值,注意x的正负性和倒数关系;
3. 对于(3),利用完全平方公式变形$x^2+\frac{1}{x^2}=(x+\frac{1}{x})^2 - 2$,将方程转化为关于$x+\frac{1}{x}$的方程,再通过因式分解求解分式方程;
4. 对于(4),结合前面的计算结果,观察$x^2+\frac{1}{x^2}$的取值规律,提出合理猜想。
【解析】
(1) 分别将各x值代入$x^2+\frac{1}{x^2}$计算:
$x=-6$时,$(-6)^2+\frac{1}{(-6)^2}=36+\frac{1}{36}=36\frac{1}{36}$;
$x=-5$时,$(-5)^2+\frac{1}{(-5)^2}=25+\frac{1}{25}=25\frac{1}{25}$;
$x=-4$时,$(-4)^2+\frac{1}{(-4)^2}=16+\frac{1}{16}=16\frac{1}{16}$;
$x=-\frac{1}{5}$时,$(-\frac{1}{5})^2+\frac{1}{(-\frac{1}{5})^2}=\frac{1}{25}+25=25\frac{1}{25}$;
$x=-\frac{1}{6}$时,$(-\frac{1}{6})^2+\frac{1}{(-\frac{1}{6})^2}=\frac{1}{36}+36=36\frac{1}{36}$;
$x=\frac{1}{6}$时,$(\frac{1}{6})^2+\frac{1}{(\frac{1}{6})^2}=\frac{1}{36}+36=36\frac{1}{36}$;
$x=\frac{1}{5}$时,$(\frac{1}{5})^2+\frac{1}{(\frac{1}{5})^2}=\frac{1}{25}+25=25\frac{1}{25}$;
$x=4$时,$4^2+\frac{1}{4^2}=16+\frac{1}{16}=16\frac{1}{16}$;
$x=5$时,$5^2+\frac{1}{5^2}=25+\frac{1}{25}=25\frac{1}{25}$;
$x=6$时,$6^2+\frac{1}{6^2}=36+\frac{1}{36}=36\frac{1}{36}$。
(2) 由(1)的结果可知:
$9\frac{1}{9}=3^2+\frac{1}{3^2}=(-3)^2+\frac{1}{(-3)^2}=(\frac{1}{3})^2+\frac{1}{(\frac{1}{3})^2}=(-\frac{1}{3})^2+\frac{1}{(-\frac{1}{3})^2}$,故x的值为$\pm3,\pm\frac{1}{3}$;
$49\frac{1}{49}=7^2+\frac{1}{7^2}=(-7)^2+\frac{1}{(-7)^2}=(\frac{1}{7})^2+\frac{1}{(\frac{1}{7})^2}=(-\frac{1}{7})^2+\frac{1}{(-\frac{1}{7})^2}$,故x的值为$\pm7,\pm\frac{1}{7}$。
(3) 解方程$x^2+\frac{1}{x^2}=n^2+\frac{1}{n^2}$:
利用完全平方公式变形得$x^2+\frac{1}{x^2}=(x+\frac{1}{x})^2 - 2$,同理$n^2+\frac{1}{n^2}=(n+\frac{1}{n})^2 - 2$,代入方程得:
$(x+\frac{1}{x})^2 - 2=(n+\frac{1}{n})^2 - 2$,化简得$(x+\frac{1}{x})^2=(n+\frac{1}{n})^2$,开平方得:
$x+\frac{1}{x}=n+\frac{1}{n}$ 或 $x+\frac{1}{x}=-(n+\frac{1}{n})$。
当$x+\frac{1}{x}=n+\frac{1}{n}$时,整理得$x^2 - (n+\frac{1}{n})x +1=0$,因式分解为$(x-n)(x-\frac{1}{n})=0$,解得$x=n$或$x=\frac{1}{n}$;
当$x+\frac{1}{x}=-(n+\frac{1}{n})$时,整理得$x^2 + (n+\frac{1}{n})x +1=0$,因式分解为$(x+n)(x+\frac{1}{n})=0$,解得$x=-n$或$x=-\frac{1}{n}$。
综上,方程的解为$x=\pm n$或$x=\pm\frac{1}{n}$。
(4) 猜想:
① 对于$x≠0$,$x^2+\frac{1}{x^2}$的最小值为2(当$x=\pm1$时取得);
② 当$x$取$\pm m,\pm\frac{1}{m}(m≠0)$时,$x^2+\frac{1}{x^2}$的值相等(合理即可)。
【答案】
(1) $36\dfrac{1}{36},25\dfrac{1}{25},16\dfrac{1}{16},25\dfrac{1}{25},36\dfrac{1}{36},36\dfrac{1}{36},25\dfrac{1}{25},16\dfrac{1}{16},25\dfrac{1}{25},36\dfrac{1}{36}$;
(2) $\pm3,\pm\dfrac{1}{3}$;$\pm7,\pm\dfrac{1}{7}$;
(3) $x=\pm n$或$x=\pm\dfrac{1}{n}$;
(4) ① $x^2+\dfrac{1}{x^2}$的最小值为2;② 当$x=\pm m,\pm\dfrac{1}{m}(m≠0)$时,$x^2+\dfrac{1}{x^2}$的值相同(合理即可)。
【知识点】
代数式求值、完全平方公式、分式方程解法、规律探究
【点评】
本题综合考察代数运算、公式变形、分式方程求解及规律总结,难度适中,需要学生熟练掌握代数基础知识并具备观察分析能力。
【难度系数】
0.6