代数方程中的增根问题:同乘x后两方程增根出现差异的原因
代数方程中的增根问题:同乘x后两方程增根出现差异的原因
嘿,这个问题问到点子上了!咱们得先把增根的本质搞清楚:增根就是你在解方程时,做了会改变原方程定义域的操作后,冒出来的那种根本不满足原方程的“假解”。
先看第一个方程:
$$
\begin{split}
x+\frac{1}{x} &=2 \quad\implies\text{两边同乘} \ x \
x^2 + 1 &= 2x \
x^2-2x+1 &=0\
(x-1)^2&=0\
x&=1
\end{split}
$$
你注意到没?原方程里有$\frac{1}{x}$,这就意味着x=0从一开始就不在原方程的定义域里——分母不能为0嘛!所以当你两边乘x的时候,其实是默认了x≠0这个前提,变形后的方程解出来只有x=1,代入原方程完全成立,而且也符合原方程的定义域要求,自然不会出现x=0这个增根。
再看第二个方程:
$$
\begin{split}
2x+4 &= 0 \quad\implies\text{两边同乘} \ x \
2x^2+4x & =0\
2x(x+2) & =0\
x=0 \lor x&=-2
\end{split}
$$
原方程是个一次方程,它的定义域是全体实数,x=0本来是允许的,但你把x=0代入原方程试试:左边是$2*0+4=4≠0$,根本不满足原方程!那为啥乘x后会冒出来x=0呢?因为当你给一次方程两边乘x,相当于把它变成了二次方程,这个二次方程的解集范围比原方程大,会包含那些满足新方程但不满足原方程的解,x=0就是这么来的,所以它成了增根。
总结一下核心区别:
- 第一个方程从一开始就把x=0排除在外,乘x的操作没有引入新的“可疑解”,所以没增根;
- 第二个方程原定义域包含x=0,但x=0不满足原方程,乘x后扩大了方程的解的范围,才让这个假解冒了出来。
备注:内容来源于stack exchange,提问作者mawaior
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