解下列各题 (1)先化简:(2x−x2+1x)÷x2−2x+1x(2x- \dfrac {x^{2}+1}{x})÷ \dfrac {x^{2}-2x+1}{x},然后从00,11,−2-2中选择一个适当的数作为xx的值代入求值. (2)解方程:3x+1=xx−1−1 \dfrac {3}{x+1}= \dfrac {x}{x-1}-1.

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完整解法

(1)

1. 对括号内的分式进行通分并化简

2x−x2+1x=2x2−(x2+1)x=x2−1x2x - \frac{x^2+1}{x} = \frac{2x^2 - (x^2+1)}{x} = \frac{x^2-1}{x}

2. 对分式的分子、分母以及除数进行因式分解

根据乘法公式可得:
x2−1=(x−1)(x+1)x^2-1 = (x-1)(x+1)
x2−2x+1=(x−1)2x^2-2x+1 = (x-1)^2

3. 进行分式除法运算并约分化简

原式化为:
(x−1)(x+1)x÷(x−1)2x=(x−1)(x+1)x⋅x(x−1)2=x+1x−1\frac{(x-1)(x+1)}{x} \div \frac{(x-1)^2}{x} = \frac{(x-1)(x+1)}{x} \cdot \frac{x}{(x-1)^2} = \frac{x+1}{x-1}

4. 确定分式有意义的自变量取值范围,选出合适的 $x$ 值

根据分式有意义的条件:分母不能为零,除式不能为零。
由原式可知,分母 x≠0x \neq 0,且 x2−2x+1≠0  ⟹  x−1≠0  ⟹  x≠1x^2-2x+1 \neq 0 \implies x-1 \neq 0 \implies x \neq 1。
因此自变量的取值范围为 x≠0x \neq 0 且 x≠1x \neq 1。
在给定的候选数 0,1,−20, 1, -2 中,只有 x=−2x = -2 使得原分式有意义。
所以选择 x=−2x = -2。

5. 代入求值

将 x=−2x = -2 代入最简分式 x+1x−1\frac{x+1}{x-1} 中:
原式=−2+1−2−1=−1−3=13\text{原式} = \frac{-2+1}{-2-1} = \frac{-1}{-3} = \frac{1}{3}

答案

化简后的规范形式为 x+1x−1\frac{x+1}{x-1};选取的 xx 值为 −2-2,代入求得的值为 13\frac{1}{3}。

(2)

1. 去分母将分式方程转化为整式方程

方程两边同乘以最简公分母 (x+1)(x−1)(x+1)(x-1),得:
3(x−1)=x(x+1)−(x+1)(x−1)3(x-1) = x(x+1) - (x+1)(x-1)

2. 展开并化简整式方程

展开式子:
3x−3=x2+x−(x2−1)3x - 3 = x^2 + x - (x^2 - 1)
3x−3=x2+x−x2+13x - 3 = x^2 + x - x^2 + 1
3x−3=x+13x - 3 = x + 1

3. 解一元一次方程

移项并合并同类项:
3x−x=1+33x - x = 1 + 3
2x=42x = 4
解得:
x=2x = 2

4. 检验所得的解是否为增根

检验:当 x=2x = 2 时,最简公分母 (x+1)(x−1)=3×1=3≠0(x+1)(x-1) = 3 \times 1 = 3 \neq 0。
所以 x=2x = 2 是原方程的解。

答案

x=2x = 2

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