什麼是分式方程?
分式方程是指方程中含有一個或多個分數,而且分母裡帶有未知數。本計算器專門處理最常見的兩個分數形式:\(\frac{a}{x + b} = \frac{c}{x + d}\),其中 \(a\)、\(b\)、\(c\)、\(d\) 是你自行輸入的數值,\(x\) 則是要求的未知數。這類方程經常出現在代數、速率、混合與比例問題中。
計算器使用說明
請輸入四個常數:\(a\) 與 \(b\) 構成左邊的分數 \(\frac{a}{x + b}\),\(c\) 與 \(d\) 構成右邊的分數 \(\frac{c}{x + d}\)。按下計算後,工具會先去分母、解出 \(x\),並在答案剛好是「禁止值」(會使分母為零的值)時提出警告。
公式解析
第一步先交叉相乘:\(a(x + d) = c(x + b)\)。展開後得到 \(ax + ad = cx + cb\)。把含 \(x\) 的項移到同一邊:\((a - c)x = cb - ad\)。只要 \(a\) 不等於 \(c\),兩邊相除即可得到 $$x = \frac{cb - ad}{a - c}$$ 若 \(a\) 等於 \(c\),則視 \(cb - ad\) 是否為零,方程要麼無解,要麼有無限多解。
範例演算
求解 \(\frac{2}{x + 1} = \frac{3}{x + 4}\)。這裡 \(a = 2\)、\(b = 1\)、\(c = 3\)、\(d = 4\)。代入公式:$$x = \frac{cb - ad}{a - c} = \frac{3 \cdot 1 - 2 \cdot 4}{2 - 3} = \frac{3 - 8}{-1} = \frac{-5}{-1} = 5$$ 驗算:\(\frac{2}{5 + 1} = \frac{2}{6} = \frac{1}{3}\),\(\frac{3}{5 + 4} = \frac{3}{9} = \frac{1}{3}\),兩邊相等,因此 \(x = 5\)。
常見問題
什麼是增根(extraneous solution)? 增根是指能滿足去分母後方程、卻會使原方程某個分母為零的 \(x\) 值,必須予以捨棄。本計算器會自動標示出這類解。
如果 \(a\) 等於 \(c\) 會怎樣? 此時含 \(x\) 的項會互相抵消。若 \(cb\) 等於 \(ad\),方程為恆等式(所有實數 \(x\) 都成立);否則就無解。
它能解二次方程嗎? 在這種兩個分數的形式下,去分母後方程對 \(x\) 而言是線性的,因此最多只會有一個解。