22. (12分)阅读下面的解题过程:
已知$\frac{x}{x^{2} + 1}= \frac{1}{3}$,求$\frac{x^{2}}{x^{4} + 1}$的值.
解:由$\frac{x}{x^{2} + 1}= \frac{1}{3}$,可知$x\neq0$.
$\therefore\frac{x^{2} + 1}{x}= 3$,即$x+\frac{1}{x}= 3$,①
$\therefore\frac{x^{4} + 1}{x^{2}}= x^{2}+\frac{1}{x^{2}}= (x+\frac{1}{x})^{2}-2= 3^{2}-2= 7$.②
故$\frac{x^{2}}{x^{4} + 1}的值为\frac{1}{7}$.
(1)第②步$x^{2}+\frac{1}{x^{2}}= (x+\frac{1}{x})^{2}-2$运用了公式:
(2)上题的解法叫作“倒数法”,请你利用“倒数法”解决下面的问题:
已知:$\frac{x}{x^{2} - 3x + 1}= -\frac{1}{4}$,求$\frac{x^{2}}{x^{4} + 7x^{2} + 1}$的值.
(3)已知:$\frac{ab}{a + b}= \frac{1}{2024}$,$\frac{bc}{b + c}= -\frac{1}{2025}$,$\frac{ac}{a + c}= \frac{1}{2026}$,求$\frac{abc}{ab + bc + ac}$的值.
已知$\frac{x}{x^{2} + 1}= \frac{1}{3}$,求$\frac{x^{2}}{x^{4} + 1}$的值.
解:由$\frac{x}{x^{2} + 1}= \frac{1}{3}$,可知$x\neq0$.
$\therefore\frac{x^{2} + 1}{x}= 3$,即$x+\frac{1}{x}= 3$,①
$\therefore\frac{x^{4} + 1}{x^{2}}= x^{2}+\frac{1}{x^{2}}= (x+\frac{1}{x})^{2}-2= 3^{2}-2= 7$.②
故$\frac{x^{2}}{x^{4} + 1}的值为\frac{1}{7}$.
(1)第②步$x^{2}+\frac{1}{x^{2}}= (x+\frac{1}{x})^{2}-2$运用了公式:
$(a+b)^{2}=a^{2}+2ab+b^{2}$
.(要求:用含$a$,$b$的式子表示)(2)上题的解法叫作“倒数法”,请你利用“倒数法”解决下面的问题:
已知:$\frac{x}{x^{2} - 3x + 1}= -\frac{1}{4}$,求$\frac{x^{2}}{x^{4} + 7x^{2} + 1}$的值.
(3)已知:$\frac{ab}{a + b}= \frac{1}{2024}$,$\frac{bc}{b + c}= -\frac{1}{2025}$,$\frac{ac}{a + c}= \frac{1}{2026}$,求$\frac{abc}{ab + bc + ac}$的值.
答案:
解:(1)
∵$(a+b)^{2}=a^{2}+2ab+b^{2}$,
∴$a^{2}+b^{2}=(a+b)^{2}-2ab$,
∴第②步$x^{2}+\frac{1}{x^{2}}=(x+\frac{1}{x})^{2}-2$,故答案为$(a+b)^{2}=a^{2}+2ab+b^{2}$.(2)
∵$\frac{x}{x^{2}-3x+1}=-\frac{1}{4}$,
∴$x\neq 0$,
∴$\frac{x^{2}-3x+1}{x}=-4$,
∴$x-3+\frac{1}{x}=-4$,即$x+\frac{1}{x}=-1$,
∴$\frac{x^{4}+7x^{2}+1}{x^{2}}=x^{2}+7+\frac{1}{x^{2}}=(x+\frac{1}{x})^{2}-2+7=(-1)^{2}-2+7=6$,
∴$\frac{x^{2}}{x^{4}+7x^{2}+1}=\frac{1}{6}$.(3)
∵$\frac{ab}{a+b}=\frac{1}{2024}$,
∴$\frac{a+b}{ab}=2024$,即$\frac{1}{a}+\frac{1}{b}=2024$,同理可得$\frac{1}{b}+\frac{1}{c}=-2025$,$\frac{1}{a}+\frac{1}{c}=2026$,
∴$\frac{1}{a}=\frac{6075}{2}$,$\frac{1}{b}=-\frac{2027}{2}$,$\frac{1}{c}=-\frac{2023}{2}$,
∴$\frac{ab+bc+ca}{abc}=\frac{1}{c}+\frac{1}{a}+\frac{1}{b}=\frac{2025}{2}$,
∴$\frac{abc}{ab+bc+ac}=\frac{2}{2025}$.
∵$(a+b)^{2}=a^{2}+2ab+b^{2}$,
∴$a^{2}+b^{2}=(a+b)^{2}-2ab$,
∴第②步$x^{2}+\frac{1}{x^{2}}=(x+\frac{1}{x})^{2}-2$,故答案为$(a+b)^{2}=a^{2}+2ab+b^{2}$.(2)
∵$\frac{x}{x^{2}-3x+1}=-\frac{1}{4}$,
∴$x\neq 0$,
∴$\frac{x^{2}-3x+1}{x}=-4$,
∴$x-3+\frac{1}{x}=-4$,即$x+\frac{1}{x}=-1$,
∴$\frac{x^{4}+7x^{2}+1}{x^{2}}=x^{2}+7+\frac{1}{x^{2}}=(x+\frac{1}{x})^{2}-2+7=(-1)^{2}-2+7=6$,
∴$\frac{x^{2}}{x^{4}+7x^{2}+1}=\frac{1}{6}$.(3)
∵$\frac{ab}{a+b}=\frac{1}{2024}$,
∴$\frac{a+b}{ab}=2024$,即$\frac{1}{a}+\frac{1}{b}=2024$,同理可得$\frac{1}{b}+\frac{1}{c}=-2025$,$\frac{1}{a}+\frac{1}{c}=2026$,
∴$\frac{1}{a}=\frac{6075}{2}$,$\frac{1}{b}=-\frac{2027}{2}$,$\frac{1}{c}=-\frac{2023}{2}$,
∴$\frac{ab+bc+ca}{abc}=\frac{1}{c}+\frac{1}{a}+\frac{1}{b}=\frac{2025}{2}$,
∴$\frac{abc}{ab+bc+ac}=\frac{2}{2025}$.
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