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

解 x/(x + 100) − (x + 25)/(x + 125) = 0.1。

Question

解方程式

xx+100−x+25x+125=0.1\frac{x}{x+100}-\frac{x+25}{x+125}=0.1

Step-by-step solution

  1. 先寫定義域,並把 0.10.1 寫成分數。 分母在 x=−100x=-100 與 x=−125x=-125 處為零,所以這兩個值一開始就要排除。另外把 0.1=1100.1=\dfrac{1}{10} 寫成分數,好讓整個方程式都停在精確運算裡。

  2. 把左邊通分到公分母 (x+100)(x+125)(x+100)(x+125) 上。

    x(x+125)−(x+25)(x+100)(x+100)(x+125)\frac{x(x+125)-(x+25)(x+100)}{(x+100)(x+125)}

    把兩個乘積展開:

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

  3. 看著分子縮成一個常數。 二次項與一次項全部相消:

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

    於是方程式就只是

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

    這就是整道題的結構要點:只要 (x+100)(x+125)>0(x+100)(x+125)>0,左邊就恆為負,所以想跟正的 110\tfrac{1}{10} 相等,唯一的希望就是區間 −125<x<−100-125<x<-100。

  4. 交叉相乘並展開。

    −25000=(x+100)(x+125)=x2+225x+12500-25000=(x+100)(x+125)=x^{2}+225x+12500

    ⟹ x2+225x+37500=0\Longrightarrow\ x^{2}+225x+37500=0

  5. 算判別式。 取 a=1a=1、b=225b=225、c=37500c=37500:

    b2−4ac=50625−150000=−99375<0b^{2}-4ac=50625-150000=-99375<0

    判別式為負就表示沒有實根,所以原方程式沒有實數解。(這與第 3 步一致:在 −125<x<−100-125<x<-100 上,乘積 (x+100)(x+125)(x+100)(x+125) 的絕對值最大也遠遠不夠大到能給出 −25000-25000。)

  6. 如果需要複數根,也一併寫出。 由於 99375=625⋅15999375=625\cdot 159,有 −99375=25i159\sqrt{-99375}=25i\sqrt{159},於是

    x=−225±25i1592=−112.5±157.619ix=\frac{-225\pm 25i\sqrt{159}}{2}=-112.5\pm 157.619i

    把其中任一個值代回原式,都能在機器精度內還原出 0.10.1。

Answer

無實數解;複數根為 x=−225±25i1592\text{無實數解;複數根為 } x=\frac{-225\pm 25i\sqrt{159}}{2}

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