卡在這題?用 AI 解開它
Algebra · real student question

解 (x + 25)/(x + 125) − x/(x + 100) = 1/10,並寫出 x 的限制條件。

Question

解方程式

x+25x+125−xx+100=110,\frac{x+25}{x+125}-\frac{x}{x+100}=\frac{1}{10},

並寫出 xx 的一切限制條件。

Step-by-step solution

  1. 先把限制條件寫下來。 兩個分母都不能為零,所以

    x≠−125,x≠−100.x\ne-125,\qquad x\ne-100.

    最後算出的兩個候選根都得拿回來跟這兩條對照一遍。

  2. 通分合併,留意這裡會大面積相消。 取公分母 (x+125)(x+100)(x+125)(x+100):

    (x+25)(x+100)=x2+125x+2500,x(x+125)=x2+125x,(x+25)(x+100)=x^{2}+125x+2500,\qquad x(x+125)=x^{2}+125x,

    於是分子是

    (x2+125x+2500)−(x2+125x)=2500.\left(x^{2}+125x+2500\right)-\left(x^{2}+125x\right)=2500.

    所有帶 xx 的項都相消掉了,只留下一個常數比二次式:

    2500(x+125)(x+100)=110.\frac{2500}{(x+125)(x+100)}=\frac{1}{10}.

    注意正負號:照這個順序相減剩下的是 +2500+2500,而把兩個分式交換位置剩下的就是 −2500-2500——而正是這個符號決定了究竟有沒有實數解。

  3. 交叉相乘,整理成二次方程式。 由 25000=(x+125)(x+100)=x2+225x+1250025000=(x+125)(x+100)=x^{2}+225x+12500:

    x2+225x−12500=0.x^{2}+225x-12500=0.

    常數項現在是負的,所以由根與係數關係可知兩根正負相反——一正一負。

  4. 求解並化簡根式。 判別式是

    Δ=2252+4(12500)=50625+50000=100625>0,\Delta=225^{2}+4(12500)=50625+50000=100625>0,

    所以有兩個實根。把平方因數提出來:100625=625×161100625=625\times161,而 161=7×23161=7\times23 不含平方因數,於是 100625=25161\sqrt{100625}=25\sqrt{161}。因此

    x=−225±251612.x=\frac{-225\pm25\sqrt{161}}{2}.

  5. 取近似值並驗算。 用 161≈12.6886\sqrt{161}\approx12.6886:

    x≈46.107或x≈−271.107.x\approx46.107\qquad\text{或}\qquad x\approx-271.107.

    兩者都不等於 −100-100 或 −125-125,所以都是有效解。把 x=46.107x=46.107 代回:71.107171.107−46.107146.107=0.41557−0.31557=0.10000\frac{71.107}{171.107}-\frac{46.107}{146.107}=0.41557-0.31557=0.10000 ✓,負根在同樣精度下也驗得過 ✓。對照一下把兩個分式調換順序的方程式 xx+100−x+25x+125=110\frac{x}{x+100}-\frac{x+25}{x+125}=\frac1{10},它的判別式是 −99375-99375,根本沒有實數解。

Answer

x=−225±251612≈46.107 或 −271.107(x≠−100, −125)x=\frac{-225\pm 25\sqrt{161}}{2}\approx 46.107\ \text{或}\ -271.107\qquad(x\neq-100,\,-125)

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