利用换元法解方程(组)
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第6讲 利用换元法解方程
一、方法技巧
(一)换元法解方程是用新元代替方程中含有未知数的某个部分,达到化简的目的.
(二)运用换元法解方程,主要有三种类型:分式方程、无理方程、整式(高次)方程.
解分式方程、无理方程、整式(高次)方程的基本思想是将分式方程化为整式方程、
无理方程化为有理方程、整式(高次)方程逐步降次.
(三)换元的方法是以所讨论方程的特有性质为依据的,不同的方程就有不同的换元方
法,因此,这种方法灵活性大,技巧性强.恰当地换元,可将复杂方程化简,以
便寻求解题的途径.
常用换元方法有局部换元、均值换元、倒数换元、常数换元等.
例如:① 256011x x x x ⎛⎫⎛⎫++= ⎪ ⎪++⎝
⎭⎝⎭ ,可使用局部换元法,设1x y x =+ ②22110x x x x +++=,变形后也可使用局部换元法,设1x t x +=
③222212219116
x x x x x x x +++++=+++,看着很繁冗,变形整理成222211191116
x x x x x x +++++=+++时,就可使用局部换元法. ④()()443182x x +++=,可设()()3122x x y x +++==+,方程变成
()()441182y y ++-=,使方程变得易解,这是均值换元法.
⑤4326538560x x x x +-++=,符合与中间项等距离的项的系数相等,
如46x 与6,35x 与5x 系数相等,可构造1x x +
换元,是倒数换元法.
⑥32310x x +++=,不易求解,若反过来看,把设x 看作已
t ,则方程就变成()()
2232110x t x t x ⋅+++-=,
数字换元法不常用,但不失为一种巧妙的解题方法.
有时根据方程各部分特点可设双元,达到化繁为简,求解的目的.
例如:
()()()()()222
222223232321321451x x x x x x x x x x -++-+--+--=-+观察发现()()
22232321451x x x x x x -++--=-+,故可设232x x u -+=,2321x x v --=,原方程变为()222u uv v u v ++=+,方程由繁变简,可得解.
(四)本讲注重研究用换元法解方程的技能、技巧.拓宽学生知识面,培养学生学习和
研究数学的兴趣.
二、应用举例
类型一 局部换元
(高次方程)
【例题1】解方程:42320x x -+=
【答案】11x =,21x =-
,3x =
4x =【解析】
试题分析:
通过观察发现()242x x =,故设2x y =,原方程变形为2320y y -+=,可把高次方程降次,转化为可解的一元二次方程.
试题解析:
解:设2x y =,则原方程变形为2
320y y -+=, 解得,11y =,22y =,
由11y =得21x =,解得11x =,21x =-,
由22y =得22x =
,解得3x =
,4x =
∴方程的解是11x =,21x =-
,3x =
4x =【难度】较易
(分式方程)
【例题2】解方程:256011x x x x ⎛⎫⎛⎫++= ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭
【答案】134x =-,223
x =- 【解析】
试题分析:
括号里的分式相同,由这个特点,可以用换元法来解.
试题解析: 解:设1
x y x =+,于是原方程变形为2560y y ++= 解得13y =-,22y =-
当13y =-时,
31x x =-+,解得134
x =-, 当22y =-时,21x x =-+,解得223
x =- 经检验134x =-,223
x =-均为原方程的根. ∴方程的解是134x =-,223x =- 【难度】较易
【例题3】已知实数x 满足22110x x x x +
++=,那么1x x
+的值是( ) 【答案】2-
【解析】
试题分析: 由于222112x x x x ⎛⎫+=+- ⎪⎝⎭
,故设1x t x +=,可解. 试题解析: 解:设1x t x
+=, 原方程化简得21120x x x x ⎛⎫+-++= ⎪⎝
⎭, ∴220t t -+=,
解得11t =,22t =- 由11x x
+
=化简得210x x -+=,△<0 ,无解,舍去 ∴12x x +=- 点评 :方程中并无“相同”的部分时,可通过代数式间的关系变形构造出“相同”部分,设元.
【难度】一般
(无理方程)
【例题4103= 【答案】114x =,294
x =- 【解析】
试题分析: 这是一个根号里含有分式的无理方程,也可通过换元后求解,通过变形发现221x x x
++=,
与2
x x +互为倒数,y =,则原方程变形为1103y y +=,无理方程化为有理方程. 试题解析:
()0y y = >,则原方程变形为1103y y +=
整理得231030y y -+=
解得13y =,213y =
当13y =3=,解得114
x =
当213y =13=,解得294
x =- 经检验114x =,294
x =-都是原方程的根. 原方程的解是114x =,294x =- 【难度】一般
【例题510=
【答案】112x =+
,
21x = 【解析】
试题分析:
1=,可设两个未知数,利用韦达定理求解.
试题解析:
m = n = ,