11. 当$x$
$≠\frac{1}{3}$
时,分式$\frac{x+1}{3x-1}$有意义。
答案:11. $≠\frac{1}{3}$
解析:
【分析】
要判断分式有意义时x的取值,首先回忆分式的性质:分式有意义的核心要求是分母不能为0。解题思路如下:第一步先定位该分式的分母,第二步令分母不等于0列出不等式,第三步解不等式即可得到x的取值范围。
【解析】
解:根据分式有意义的条件:分母不为0,可得:
本题中分式的分母为$3x-1$,因此列不等式:
$3x - 1 ≠ 0$
移项得:$3x ≠ 1$
两边同时除以3得:$x ≠ \frac{1}{3}$
即当$x ≠ \frac{1}{3}$时,分式$\frac{x+1}{3x-1}$有意义。
【答案】
$≠\frac{1}{3}$
【知识点】
分式有意义的条件;解一元一次不等式
【点评】
本题属于基础题型,核心考查对分式有意义判定规则的掌握,解题时只要抓住“分母不为0”的要求列式计算即可。
【难度系数】
0.9
12. 计算:$\dfrac{n+1}{n} ÷ \dfrac{m+1}{mn} =$
$\frac{mn+m}{m+1}$
.
答案:12. $\frac{mn+m}{m+1}$
解析:
【分析】
解决分式除法运算题,首先回忆分式除法的运算法则:除以一个不为0的分式,等于乘以这个分式的倒数。解题时先将除法转化为乘法,再找出分子分母的公因式进行约分,最后整理化简得到结果即可。
【解析】
根据分式除法的运算法则,将除法转化为乘法:
$\begin{aligned}\dfrac{n+1}{n} ÷ \dfrac{m+1}{mn}&=\dfrac{n+1}{n} × \dfrac{mn}{m+1}\\&=\dfrac{(n+1)· mn}{n· (m+1)}\\&\mathrm{约去分子分母的公因式}n:\\&=\dfrac{m(n+1)}{m+1}\\&\mathrm{展开分子得:}\\&=\dfrac{mn+m}{m+1}\end{aligned}$
【答案】
$\dfrac{mn+m}{m+1}$
【知识点】
分式乘除运算,分式约分
【点评】
本题属于分式运算的基础题型,重点考查分式除法的运算规则,计算时先将除法转化为乘法,再通过约分化简得到结果,运算过程中注意识别公因式,避免计算错误。
【难度系数】
0.8
13. 已知$a^2 -4a +b^2 +2b +5=0$,那么$a^b$的值是
$\frac{1}{2}$
。
答案:13. $\frac{1}{2}$
解析:
【分析】
看到含有两个字母的二次多项式与常数的和为0的等式,首先考虑用配方法将式子转化为几个完全平方式的和为0的形式。利用完全平方的非负性,几个非负数相加和为0时,每个非负数都等于0,即可求出a、b的值,最后代入计算$a^b$即可。解题第一步需要将常数5拆分为4和1,分别与含a、含b的项搭配构成完全平方。
【解析】
先对原式进行配方:
将5拆为4+1,原式变形为:
$a^2 -4a +4 + b^2 +2b +1 = 0$
根据完全平方公式可得:
$(a-2)^2 + (b+1)^2 = 0$
∵ 平方数具有非负性,即$(a-2)^2≥0$,$(b+1)^2≥0$
∴ 要使两个非负数的和为0,需满足:
$\begin{cases}a-2=0 \\ b+1=0\end{cases}$
解得$\begin{cases}a=2 \\ b=-1\end{cases}$
将a、b的值代入$a^b$得:
$a^b=2^{-1}=\frac{1}{2}$
【答案】
$\frac{1}{2}$
【知识点】
1. 完全平方公式
2. 非负数的性质
3. 负整数指数幂
【点评】
本题是代数运算的基础常考题,核心考查配方法的应用,解题的关键是合理拆分常数项完成配方,结合非负数的性质求出未知字母的值,计算时注意负整数指数幂的运算规则。
【难度系数】
0.7
14. 化简:$\frac{x^3 - 2x^2 y}{x^2 y - 2x y^2} =$
$\frac{x}{y}$
.
答案:14. $\frac{x}{y}$
解析:
【分析】要化简分式,核心思路是先对分子、分母分别因式分解,找到公因式后,利用分式的基本性质约去不为0的公因式即可。第一步先观察分子$x^3 - 2x^2 y$,两项均含公因式$x^2$,提取公因式即可完成分解;第二步观察分母$x^2 y - 2x y^2$,两项均含公因式$xy$,提取公因式即可完成分解;第三步结合分式有意义的条件,确认公因式不为0,就可以约去公因式得到最简结果。
【解析】
解:先对分子、分母分别提公因式因式分解:
分子:$x^3 - 2x^2 y = x^2(x - 2y)$
分母:$x^2 y - 2x y^2 = xy(x - 2y)$
由分式有意义的条件可知$xy(x-2y) ≠ 0$,即$x ≠ 0$、$y ≠ 0$、$x-2y ≠ 0$,因此可约去公因式$x(x-2y)$:
$\frac{x^3 - 2x^2 y}{x^2 y - 2x y^2} = \frac{x^2(x - 2y)}{xy(x - 2y)} = \frac{x}{y}$
【答案】$\frac{x}{y}$
【知识点】提公因式法因式分解;分式的基本性质;分式约分
【点评】本题属于分式化简的基础题型,解题的关键是准确提取分子分母的公因式,要注意约分的前提是所约去的因式不为0,避免出现无意义的运算。
【难度系数】0.8
15. 若$x=m$是关于$x$的方程$\frac{2}{x-a}+\frac{3a}{a-x}=1$的解,则代数式$4a^2 +4am +m^2$的值是
4
。
答案:15. 4
解析:
【分析】
解题时可按以下思路推导:①先利用分式分母的互为相反数关系,化简原分式方程;②将x=m代入化简后的方程,整理得到m与a的数量关系;③观察待求代数式的结构,用完全平方公式因式分解,最后整体代入求值即可,无需单独计算a和m的具体数值。
【解析】
首先化简原分式方程:
原方程$\frac{2}{x-a}+\frac{3a}{a-x}=1$中,$a-x=-(x-a)$,因此方程可变形为:
$\frac{2}{x-a}-\frac{3a}{x-a}=1$
合并同分母分式得:$\frac{2-3a}{x-a}=1$
因为$x=m$是方程的解,将$x=m$代入上式,且分母$m-a≠0$,两边同乘$m-a$得:
$2-3a = m - a$
移项整理得:$m + 2a = 2$
观察待求代数式$4a^2 +4am +m^2$,由完全平方公式可得:
$4a^2 +4am +m^2=(2a + m)^2$
将$2a + m=2$代入得:$2^2=4$
【答案】
4
【知识点】
分式方程的解;完全平方公式;分式化简
【点评】
本题将分式方程的解和整式因式分解结合考查,核心是通过代入方程的解得到a与m的和差关系,再利用整体代入的思想求值,减少了不必要的计算量。
【难度系数】
0.7
16. 若关于x的分式方程$\frac{x}{x-1} - 3 = \frac{m}{1-x}$的解为正数,则m的取值范围是
$m>-3$且$m≠-1$
。
答案:16. $m>-3$且$m≠-1$
解析:
【分析】
这是一道考查分式方程解的取值范围的题目,解题思路分为三步:第一步先将分式方程去分母转化为整式方程,用含m的代数式表示出x;第二步根据“解为正数”列出关于m的不等式,求出m的初步范围;第三步需要注意分式方程分母不能为0,也就是解不能让原方程的分母等于0(即排除增根的情况),得到m的额外限制条件,综合两个条件就能得到最终m的取值范围。
【解析】
解:对原分式方程去分母,两边同时乘以最简公分母$x-1$,注意$1-x=-(x-1)$,可得:
$x - 3(x - 1) = -m$
展开并整理方程:
$x - 3x + 3 = -m$
$-2x = -m - 3$
系数化为1,得:$x = \frac{m + 3}{2}$
∵ 原分式方程的解为正数
∴ $x > 0$,即$\frac{m + 3}{2} > 0$,解得$m > -3$
又
∵ 分式方程的分母不能为0,即$x - 1 ≠ 0$,也就是$x ≠ 1$
∴ $\frac{m + 3}{2} ≠ 1$,解得$m ≠ -1$
综上,m的取值范围是$m > -3$且$m ≠ -1$
【答案】
$m>-3$且$m≠-1$
【知识点】
分式方程的解,分式有意义的条件,解一元一次不等式
【点评】
本题是分式方程的常见考法,解题时要注意两个核心条件:一是方程的解满足题目给定的正负要求,二是解不能使原分式的分母为0,很容易遗漏后者导致答案不完整,做完后要记得检验增根情况。
【难度系数】
0.7
三、解答题(共7小题,共58分)
17. (12分)计算:
(1) $2025^0 - 2^2 + (\dfrac{1}{3})^{-1}$;
(2) $(\dfrac{y}{6x^2})^2 ÷ (-\dfrac{y^2}{4x})^2$;
(3) $\dfrac{6}{x^2 -9} + \dfrac{1}{x+3}$。
答案:17. (1) 0;(2) $\frac{4}{9x^2 y^2}$;(3) $\frac{1}{x-3}$
解析:
【分析】
本题包含三道基础运算题,解题思路如下:
(1) 第一小题考察实数的混合运算,先分别根据零指数幂、平方运算、负整数指数幂的运算法则计算每一项的值,再按从左到右的顺序计算加减即可。
(2) 第二小题考察分式的乘方与除法混合运算,先依据分式乘方法则分别计算两个分式的平方,再将除法转化为乘法,最后约分得到最简结果即可。
(3) 第三小题考察异分母分式的加法运算,先对第一个分式的分母因式分解,确定最简公分母,再将两个分式通分为同分母分式,按照同分母分式加法法则计算后约分化为最简即可。
【解析】
(1) 计算过程:
根据运算法则得:$2025^0=1$,$2^2=4$,$(\frac{1}{3})^{-1}=3$
原式$=1 - 4 + 3 = 0$
(2) 计算过程:
先计算乘方:
$(\frac{y}{6x^2})^2=\frac{y^2}{36x^4}$,$(-\frac{y^2}{4x})^2=\frac{y^4}{16x^2}$
将除法转化为乘法:
原式$=\frac{y^2}{36x^4} ÷ \frac{y^4}{16x^2} = \frac{y^2}{36x^4} × \frac{16x^2}{y^4}$
约分后得:原式$=\frac{4}{9x^2 y^2}$
(3) 计算过程:
先因式分解分母:$x^2 -9=(x+3)(x-3)$,最简公分母为$(x+3)(x-3)$
通分得:
原式$=\frac{6}{(x+3)(x-3)} + \frac{x-3}{(x+3)(x-3)}$
同分母分式相加,分母不变,分子相加:
原式$=\frac{6 + x - 3}{(x+3)(x-3)}=\frac{x+3}{(x+3)(x-3)}$
约去公因式$x+3$($x≠\pm3$)得:原式$=\frac{1}{x-3}$
【答案】
(1) $\boxed{0}$;(2) $\boxed{\dfrac{4}{9x^2 y^2}}$;(3) $\boxed{\dfrac{1}{x-3}}$
【知识点】
幂的运算、分式乘除运算、分式加减运算
【点评】
本题是运算类基础题,核心考察幂的运算法则和分式的四则运算法则,解题时需注意运算顺序,分式运算的最终结果要化为最简形式,是各类考试中常见的基础得分题型。
【难度系数】
0.85
18. (6分)化简:$\dfrac{m^2}{m^2 + 2m + 1} ÷ (1 - \dfrac{1}{m + 1})$
答案:18. $\frac{m}{m+1}$
解析:
【分析】
本题属于分式的混合运算类题目,解题思路遵循分式运算的优先级:1.先计算括号内的减法运算,将1通分为与括号内分式同分母的形式,计算出括号内的化简结果;2.将除法运算转化为乘法运算(除以一个分式等于乘以它的倒数);3.对分子、分母中能因式分解的多项式先因式分解,再约掉分子分母的公因式,最终得到最简结果。
【解析】
解:
第一步,先化简括号内的式子:
$1-\dfrac{1}{m+1}=\dfrac{m+1}{m+1}-\dfrac{1}{m+1}=\dfrac{(m+1)-1}{m+1}=\dfrac{m}{m+1}$
第二步,对被除数的分母因式分解:
由完全平方公式可得$m^2+2m+1=(m+1)^2$,因此被除数可写为$\dfrac{m^2}{(m+1)^2}$
第三步,将除法转为乘法并约分:
原式$=\dfrac{m^2}{(m+1)^2}÷\dfrac{m}{m+1}=\dfrac{m^2}{(m+1)^2}×\dfrac{m+1}{m}=\dfrac{m}{m+1}$
【答案】
$\dfrac{m}{m+1}$
【知识点】
分式的混合运算、完全平方公式因式分解、分式的基本性质
【点评】
本题是分式化简的常规基础题型,重点考察分式运算的顺序、通分约分的规则以及因式分解的应用,计算时注意先处理括号内的运算,除法转乘法时要正确写出除数的倒数,约分要彻底,避免运算顺序错误或公因式漏约导致失分。
【难度系数】
0.8
19. (8分)解分式方程:
(1) $\frac{3-x}{x-4} - \frac{1}{4-x}=1$;
(2) $\frac{3}{x-2} - \frac{8}{x^2 -4} = \frac{1}{x+2}$。
答案:19. (1) 去分母,得$3-x+1=x-4$,解得$x=4$。检验:当$x=4$时,$x-4=0$,$\therefore x=4$不是原分式方程的解,分式方程无解。(2) $x=0$
解析:
【分析】
解分式方程的核心思路是将分式方程转化为整式方程求解,步骤为:①确定最简公分母,互为相反数的分母可变形统一(如$4-x=-(x-4)$),能因式分解的分母先分解因式;②方程两边同乘最简公分母去分母,每一项都要乘,注意符号变化;③解得到的整式方程;④必须检验:将整式方程的解代入最简公分母,若公分母为0则是增根,原方程无解,若公分母不为0则是原方程的解。
(1)题两个分母为$x-4$和$4-x$,最简公分母为$x-4$,去分母时注意第二个分式的符号变化;(2)题先分解$x^2-4=(x+2)(x-2)$,得最简公分母为$(x+2)(x-2)$,再去分母求解。
【解析】
(1) 先将方程变形为:$\frac{3-x}{x-4} + \frac{1}{x-4}=1$
方程两边同乘最简公分母$x-4$,去分母得:
$3-x + 1 = x-4$
移项合并同类项得:$-2x = -8$
系数化为1得:$x=4$
检验:当$x=4$时,最简公分母$x-4=0$,因此$x=4$是增根,
$\therefore$ 原分式方程无解。
(2) 先分解分母得:$x^2-4=(x+2)(x-2)$,最简公分母为$(x+2)(x-2)$
方程两边同乘$(x+2)(x-2)$,去分母得:
$3(x+2) - 8 = x-2$
展开左边得:$3x +6 -8 =x-2$
整理得:$3x -2 =x -2$
移项合并同类项得:$2x=0$
系数化为1得:$x=0$
检验:当$x=0$时,最简公分母$(x+2)(x-2)= (0+2)×(0-2)=-4≠0$,
$\therefore x=0$是原分式方程的解。
【答案】
(1) 分式方程无解;(2) $x=0$
【知识点】
分式方程的解法,分式方程的验根,因式分解
【点评】
本题属于分式方程求解的基础题型,解题的关键是准确确定最简公分母,去分母时注意不要漏乘项、不要搞错符号,尤其要牢记解分式方程必须检验,排除增根。
【难度系数】
0.7
20. (6分)某工厂现在平均每天比原计划多生产40台机器,现在生产720台机器所需要的时间与原计划生产480台机器所需要的时间相同,现在平均每天生产多少台机器?
答案:20. 解:设现在平均每天生产$x$台机器,则原计划可生产$(x-40)$台.依题意得$\frac{720}{x}=\frac{480}{x-40}$.解得$x=120$.检验:当$x=120$时,$x(x-40)≠0$.$\therefore x=120$是原分式方程的解.答:现在平均每天生产120台机器.
解析:
【分析】
本题属于生产类实际应用题,解题核心是抓住题干中“时间相同”的等量关系。首先设所求的现在平均每天生产机器的数量为未知数x,结合“现在每天比原计划多生产40台”可表示出原计划每天生产的数量;再根据“工作时间=工作总量÷工作效率”,分别表示出现在生产720台的时间和原计划生产480台的时间,令两者相等即可列出分式方程;最后解方程并验根,确认结果符合实际意义即可。
【解析】
解:设现在平均每天生产$x$台机器,则原计划平均每天可生产$(x-40)$台。
依题意,现在生产720台机器的时间与原计划生产480台机器的时间相同,列方程得:
$\frac{720}{x}=\frac{480}{x-40}$
去分母得:$720(x-40)=480x$
展开整理得:$720x-28800=480x$
移项合并同类项得:$240x=28800$
解得:$x=120$
检验:当$x=120$时,$x(x-40)=120×80=9600≠0$,因此$x=120$是原分式方程的解,且符合实际生产的意义。
答:现在平均每天生产120台机器。
【答案】
120台
【知识点】
分式方程的应用、分式方程求解、分式方程验根
【点评】
本题是分式方程实际应用的基础题型,解题关键是准确提取题干中的等量关系列方程,需要注意分式方程求解后必须检验根的合理性,既要排除增根,也要确认结果符合实际场景。
【难度系数】
0.7
21. (8分)先化简:$( \dfrac{3}{a+1} - a + 1 ) ÷ \dfrac{a^2 - 4a + 4}{a+1}$,再从0,-1,2中选一个合适的数,作为a的值代入求值。
答案:21. 原式$=(\frac{3}{a+1}-\frac{a^2-1}{a+1})×\frac{a+1}{(a-2)^2}=\frac{-(a+2)(a-2)}{a+1}×\frac{a+1}{(a-2)^2}=\frac{a+2}{2-a}$;$\because a≠-1,a≠2$,$\therefore a=0$.当$a=0$时,原式$=\frac{2}{2}=1$.
解析:
【分析】
本题是分式化简求值题,解题思路分三步:第一步先处理括号内的运算,将整式部分通分转化为同分母分式进行减法运算;第二步将除法运算转化为乘法运算,对分子分母因式分解后约分,得到最简结果;第三步根据分式有意义的条件(分母不为0、除数不为0)排除不合适的a的取值,选择合法的数值代入最简式计算结果。
【解析】
解:先化简原式:
1. 通分计算括号内的部分:
$(\dfrac{3}{a+1} - a + 1 ) = \dfrac{3}{a+1} - \dfrac{(a-1)(a+1)}{a+1} = \dfrac{3 - (a^2 - 1)}{a+1} = \dfrac{4 - a^2}{a+1} = \dfrac{-(a^2 - 4)}{a+1} = \dfrac{-(a+2)(a-2)}{a+1}$
2. 将除法转化为乘法,同时对除式的分母因式分解:
原式$= \dfrac{-(a+2)(a-2)}{a+1} ÷ \dfrac{(a-2)^2}{a+1} = \dfrac{-(a+2)(a-2)}{a+1} × \dfrac{a+1}{(a-2)^2}$
3. 约分得到最简式:
约去公因式$a+1$和$a-2$,得原式$= -\dfrac{a+2}{a-2} = \dfrac{a+2}{2-a}$
4. 确定a的合法取值:
要使分式有意义,则分母不为0,除数不为0,即:
$a+1 ≠ 0$,$a^2 - 4a + 4 = (a-2)^2 ≠ 0$,解得$a ≠ -1$,$a ≠ 2$
因此只能选$a=0$代入最简式:
当$a=0$时,原式$= \dfrac{0+2}{2-0} = 1$
【答案】
化简结果为$\dfrac{a+2}{2-a}$,代入$a=0$得值为1
【知识点】
分式的混合运算;分式有意义的条件;因式分解
【点评】
本题重点考查分式化简求值的基本方法,解题的易错点是忽略分式有意义的条件,误选$a=-1$或$a=2$代入计算,另外通分、因式分解过程中要注意符号的处理,避免出现计算错误。
【难度系数】
0.7