在华罗庚杯数学竞赛中,解方程时是否必须通过平方去掉根号?是否存在更简便的方法?
在华罗庚杯数学竞赛中,解方程时是否必须通过平方去掉根号?是否存在更简便的方法呢?不少同学碰上带根号的方程,头一件事就是想着两边平方,把根号赶走,可有时候平方像搬大石头,费劲还容易踩坑。其实竞赛里解这类方程,路子不止一条,有的法子能绕开繁琐的平方,算起来更顺溜,还能少出错。咱们一起掰扯掰扯这里面的门道,帮着理解啥时候非平方不可,啥时候能找更省事的招儿。
为啥有人一碰到根号就先想平方
竞赛场上时间金贵,看见根号第一反应平方,其实是图个省心——把根号变没,方程看着就像平时练的整式方程,步骤熟门熟路。可这法子藏着俩麻烦:一是平方会把方程次数往上抬,本来二次变四次,未知数多的时候越算越乱;二是可能“生”出假根,平方不分正负,解出来的数代入原方程说不定不成立,还得回头检验,白费功夫。就像上次模拟赛,有同学解根号下x加1等于x减1,平方后得到x加1等于x方减2x加1,算出x等于0或3,代入一试x等于0根本不行,这就是平方惹的祸。
不用平方的法子,其实藏在根号的“性子”里
根号不是随便长的,它有俩硬脾气:结果肯定是非负的,里面的东西也得非负。抓住这两点,不用平方也能把方程理顺,甚至比平方更快当。
1. 先看定义域,直接卡掉“不可能”的答案
根号里的式子必须大于等于0,右边的式子如果和根号相等,右边也得大于等于0,这一卡就能排除一堆错解。比如解根号下2x减3等于x减3,先看左边:2x减3≥0,得x≥1.5;再看右边:x减3≥0,得x≥3。所以x必须同时满足x≥3,后面算出来的数只要小于3,直接划掉,不用等检验。
2. 换元法,把根号变成“老熟人”
要是根号里的式子重复出现,设成t准没错,t肯定≥0,方程一下子就简单了。比如解根号下x加1加上根号下x减1等于2,设t等于根号下x减1(t≥0),那根号下x加1就等于根号下t方加2,不过换个思路,设a等于根号下x加1,b等于根号下x减1,a和b都≥0,且a2减b2等于2,原方程是a加b等于2,联立起来算,比直接平方两个根号简单多了。
3. 利用“非负数相加为0”的特性
要是方程能拆成几个根号(或根号加别的式子)加起来等于0,那每个部分都得是0,因为根号结果非负,几个非负数凑成0,只能各自为0。比如解根号下x减2加上|x加1|等于0,根号下x减2≥0,|x加1|≥0,所以x减2=0且x加1=0,虽然这俩条件矛盾,但能立刻知道方程无解,不用瞎算。
平方法和简便法,到底啥时候用哪个
咱们拿俩常见题型比比,看看不同法子的差别,方便理解啥时候该选啥招儿。
| 方程类型 | 平方法的麻烦之处 | 简便法及优势 | 适用场景 | |-------------------------|-----------------------------------|---------------------------------------|------------------------------| | 单根号,两边都是一次式 | 平方后可能生假根,需检验 | 先定定义域,再移项平方(或直接试值) | 根号内外结构简单,次数低 | | 双根号相加等于常数 | 两次平方,计算量大,易出错 | 换元法设根号为t,降次简化 | 根号内式子有关联,能统一换元 | | 根号加绝对值等于0 | 平方后绝对值变平方,更复杂 | 直接用“非负数和为0”特性,一步判断 | 含绝对值或平方项的非负组合 |
几个常问的点,咱们捋清楚
问:是不是所有带根号的方程都能不用平方解?
答:不是。要是根号没法通过换元简化,两边又不是简单的非负数组合,平方还是得用,但能提前定定义域减少假根。
问:换元法设t的时候,t的范围咋定才对?
答:必须盯着根号的非负性,比如根号下ax加b设t,就得保证t≥0,同时ax加b≥0,算出来的x还得符合这个条件,不然t设了也白设。
问:竞赛里咋快速判断用啥法子?
答:先看方程“长相”——单根号先定定义域,双根号看能不能换元,有绝对值或平方项凑0就用非负数特性,实在没招儿再平方,平方前先把能卡的正数负数条件列出来。
竞赛考的不只是算得快,更是看得准。带根号的方程就像个裹着外衣的题,平方是把外衣撕了硬解,而看透根号的性子、用对换元或定义域,是顺着纹路拆外衣,又快又不伤手。平时练的时候别光顾着平方,多试试“绕个弯”的法子,慢慢就能摸准啥时候非平方不可,啥时候能找更简便的路,做题自然就顺溜了。
【分析完毕】
在华罗庚杯数学竞赛中,解方程时是否必须通过平方去掉根号?是否存在更简便的方法?
在华罗庚杯数学竞赛里,不少同学遇到带根号的方程,第一反应就是两边平方,觉得这是“标准操作”。可真到了赛场上,平方有时候像抱块烫手山芋——算着费劲,还可能多出假根来回折腾。其实竞赛题爱考巧劲,解根号方程未必非要平方,找对法子能省不少力,还能少掉进出错的坑。咱们今天就聊聊这事儿,帮着看清啥时候非平方不可,啥时候能走更省事的道儿。
平方法虽常用,却藏着“累人”的小毛病
竞赛时间紧,看见根号就平方,图的是把方程变整式,步骤熟门熟路。但这法子有两个让人挠头的地儿:一是平方会“拔高”方程次数,本来二次变四次,未知数一多,算起来像绕迷宫;二是平方不分正负,解出来的数代入原方程可能“货不对板”,得回头检验,白搭功夫。就说上次校内的竞赛模拟题,有同学解根号下x加2等于x减4,平方后得到x加2等于x2减8x加16,算出x等于3或6,代入一试x等于3时右边是负数,根本不等于左边的根号(根号结果不可能负),这就是平方惹的假根,还得费时间排查。
顺着根号的“脾气”来,不用平方也能解
根号这东西,天生有两个“死理”:结果一定不小于0,里面的式子也得不小于0。抓住这两点,不用平方也能把方程理顺,甚至比平方更快当。
1. 先画“框框”:用定义域筛掉错答案
根号里的数必须≥0,要是右边和根号相等,右边也得≥0,这两个条件一合,就能提前圈定x的范围,解出来的数不在框里直接划掉,不用等检验。比如解根号下3x减5等于x减1,先看左边:3x减5≥0→x≥5/3≈1.67;再看右边:x减1≥0→x≥1。两个条件叠一起,x必须≥5/3,后面算出来的数只要小于1.67,直接pass,省得最后白忙活。
2. 给根号“改名字”:换元法让方程变简单
要是根号里的式子反复出现,设成t准能降难度,记住t≥0就行。比如解根号下x加3加上根号下x减1等于4,设t等于根号下x减1(t≥0),那x就等于t2加1,代入第一个根号,根号下x加3就变成根号下t2加4,原方程变成根号下t2加4加上t等于4,移项得根号下t2加4等于4减t,这时候右边4减t得≥0→t≤4,再平方就简单多了,算完t再倒推x,比直接平方两个根号清爽。
3. 抓“非负数抱团为0”:一步看出门道
要是方程能拆成几个根号(或根号加平方、绝对值)加起来等于0,那每个部分都得是0——因为根号、平方、绝对值结果都是非负的,几个非负数凑成0,只能各自“躺平”为0。比如解根号下2x加1加上(x减2)2等于0,根号下2x加1≥0,(x减2)2≥0,所以2x加1=0且x减2=0,前一个得x=-0.5,后一个得x=2,显然矛盾,方程直接无解,不用瞎算半天。
不同法子咋选?看方程“长相”下菜碟
咱们拿几种常见题型比比,看看平方法和简便法的差别,方便理解啥时候该用啥招儿。
| 方程样子 | 平方法的问题 | 简便法及好处 | 适合啥情况 | |-------------------------|-----------------------------------|---------------------------------------|------------------------------| | 单个根号,两边是一次式 | 平方后可能生假根,得检验 | 先定定义域,再移项平方(或试简单值) | 根号内外结构简单,次数低 | | 两个根号相加等于常数 | 两次平方,计算量大,易算错 | 换元法设根号为t,把方程降次 | 根号内式子有关联,能统一换元 | | 根号加平方/绝对值等于0 | 平方后变复杂,越算越乱 | 直接用“非负数和为0”,一步判断解 | 含绝对值、平方的非负组合 |
几个常犯迷糊的点,咱们掰扯明白
问:是不是所有根号方程都能躲开平方?
答:不是。要是根号没法换元,两边又不是非负数组合,平方还是得用,但能提前把正数负数的条件列出来,少生假根。
问:换元法设t时,t的范围咋定才靠谱?
答:必须盯着根号的非负性,比如根号下ax加b设t,t≥0,同时ax加b≥0,算出来的x还得满足这个条件,不然t设了也白搭。
问:竞赛里咋快速挑法子?
答:先看方程“模样”——单根号先画定义域,双根号看能不能换元,有绝对值或平方项凑0就用非负数特性,实在没招儿再平方,平方前把能卡的正数负数条件列清楚。
竞赛考的不只是手速,更是眼力见。带根号的方程像个裹着布包糖,平方是把布扯破硬抠糖,而看懂根号的性子、用对换元或定义域,是顺着布纹拆包,又快又不撒糖。平时练的时候别光抱着平方不放,多试试“绕个弯”的法子,慢慢就能摸准啥时候非平方不可,啥时候能找更简便的路,做题自然就顺溜了。

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