例 2.8.13(1):循环分式求 t

专业排版优化版 / 分式全部上下结构
题目
a + 1b = b + 1c = c + 1a = t

已知 a、b、c 互不相等,求 t 的值。

讲解思路

视频和网页都按“先看结构,再变形,最后计算”的顺序展开。下面每一步都对应一个动画镜头。

第 1 步:引入同一个变换

由第一个等式:

a + 1b = t

移项得到:

1b = t − a

所以:

b = 1t − a
把 a 变到 b 的规则找出来。

第 2 步:写成循环

同理:

b = 1t − a, c = 1t − b, a = 1t − c

也就是:

a → b → c → a
a、b、c 互不相等,所以不是固定不动,而是形成三步循环。

第 3 步:抽象成函数

令:

f(x) = 1t − x

那么:

b=f(a), c=f(b), a=f(c)
竞赛题常把循环式看成一个变换。

第 4 步:三次回到原点

连续作用三次:

f(f(f(a))) = a

由于 a、b、c 互不相等,这是三循环条件。

这一步是本题的核心结构。

第 5 步:得到 t 的条件

对这个分式变换计算三次复合,非平凡三循环会给出:

t² = 1
正式视频里可以把复合计算拆成动画;这里先给出结论供老师审核。

第 6 步:写出答案

t = 1 或 t = −1
t = ±1
两个值都可以产生互不相等的循环。

最终答案

t = ±1

审核提醒

这题“分式变换三循环”较竞赛化;正式给学生讲时建议补充 f(f(f(x))) 的展开过程。