0} )此類根式的化簡和計(jì)算對于學(xué)生來說是一個(gè)難點(diǎn)"/>
雙重二次根式是初中數(shù)學(xué)中較為特殊的一類根式形式,形如 (其中 a.b 為有理數(shù), b>0} )此類根式的化簡和計(jì)算對于學(xué)生來說是一個(gè)難點(diǎn),因?yàn)槠渖婕拜^為復(fù)雜的代數(shù)變形和運(yùn)算.因此,掌握有效的解題思路和方法對于突破該難點(diǎn)至關(guān)重要.
1配方法解雙重二次根式
配方法是將雙重二次根式 內(nèi)部的式子配成完全平方式.該方法主要利用公式
,兩邊平方,得到
其中
通過解方程組就可以求出 x,y .隨后將雙重二次根式內(nèi)部的二次根式化成平方形式,從而脫去外層根號.
例1 化簡 ·
解析 該習(xí)題可使用配方法進(jìn)行化簡.觀察 可以得出,
所以使用配方法進(jìn)行化簡:
原式 .根據(jù)完全平方公式 (m+n)O2=m2+2mn+n2 ,則
例2 化簡
解析觀察式子 ,注意到該雙重二次根式前面的系數(shù)是奇數(shù)3,無法直接使用完全平方公式進(jìn)行化簡.對于此類雙重二次根式,需要先設(shè)法將前面的“奇數(shù)”變成“偶數(shù)”,然后再利用配方法來進(jìn)行化簡.為把系數(shù)3變成偶數(shù),可以將式子變形為3 則原式變?yōu)?
利用完全平方公式
,可轉(zhuǎn)換為
.隨后進(jìn)行計(jì)算,可求得最終結(jié)果,具體過程如下:原式
在使用配方法時(shí),關(guān)鍵是要對 a 和 的關(guān)系進(jìn)行分析,找到合適的數(shù)進(jìn)行拆分和配方.該方法需要對完全平方公式有深刻的理解和熟練運(yùn)用的能力,通過不斷嘗試和觀察,將雙重二次根式轉(zhuǎn)化為可直接化簡的形式.
2平方法解雙重二次根式
平方法是處理雙重二次根式問題非常有效的方法.其原理基于等式兩邊同時(shí)平方可以消除根號的原理.對于雙重二次根式 ,設(shè) x=
,則
.如此,將原本復(fù)雜的雙重二次根式轉(zhuǎn)化為較為簡單的含有根號的表達(dá)式.隨后進(jìn)行化簡,消除不必要的項(xiàng)或者進(jìn)行合并同類項(xiàng)等操作.最后再對化簡后的結(jié)果進(jìn)行開平方,就能夠快速完成雙重二次根式的化簡,得到結(jié)果.
例3 化簡
解析 觀察此題發(fā)現(xiàn),兩根號內(nèi)的被開方數(shù)互為有理化因式,可直接使用開平方法化簡: (24號
整理得
·
例4求方程 的解.
解析觀察原式,可以發(fā)現(xiàn),經(jīng)過多次開方后,x 的解顯然無負(fù)根,并且通過常規(guī)計(jì)算,計(jì)算量較
大,容易出錯(cuò).
此時(shí),可令 ,則有 x=y2-2 ,則有
所以
(移項(xiàng)),兩邊開方得
,與
原方程比較, y=x ,即 ,兩邊平方得 2+
x=x2 ,解關(guān)于 x 的二次方程,得 x=2 或 x=-1
而 x 不為負(fù),所以 x=2
使用平方法時(shí)要注意,在求出 的值后,需要根據(jù)雙重二次根式的非負(fù)性來確定 x 的值,避免出現(xiàn)增根.同時(shí),該方法在計(jì)算時(shí)可能會涉及較為復(fù)雜的運(yùn)算,需要仔細(xì)化簡.
3換元法解雙重二次根式
換元法在處理雙重二次根式問題時(shí),是將原雙重二次根式中的特定部分進(jìn)行換元,如對于雙重二次根式 ,可以設(shè)
.如此,原本復(fù)雜的雙重二次根式就可轉(zhuǎn)化為含有 ΨtΨΨ 的表達(dá)式.通過該方法,能夠簡化問題,使復(fù)雜的雙重二次根式化簡變得更加容易操作.
例5已知等式
成立,求 x 的取值范圍.
解析分析習(xí)題,可將內(nèi)部根號換元,并轉(zhuǎn)換為關(guān)于 x 的方程,隨后代入原式,進(jìn)行化簡求值.
令 ,兩邊平方得 2x-1=t2 ,將其轉(zhuǎn)換為關(guān)于 x 的方程得
.將其代入原等式:
,化簡得 Ψt +1+∣t-1∣=2 ,又由
,則有
,計(jì)算可得
換元法的優(yōu)勢在于能夠?qū)?fù)雜的雙重二次根式轉(zhuǎn)化為相對簡單的形式,通過對新變量的處理來求解.但在換元過程中,要注意新變量的取值范圍,并且在最后要將新變量還原為原來的變量.
4待定系數(shù)法解雙重二次根式
根據(jù)雙重二次根式的特點(diǎn),將原式設(shè)為幾個(gè)簡單二次根式的和或差的形式,通過平方并化簡后比較系數(shù)求出結(jié)果.注意:待定系數(shù)法之所以可以使用,是因?yàn)槎胃降男再|(zhì):設(shè) a,b,c,d,n 是有理數(shù),且 n 不是完全平方數(shù),則當(dāng)且僅當(dāng) a=c,b=d 時(shí) $\\mathscr { a } + b \\sqrt { n } = c + d \\sqrt { n }$ ·
例6 化簡 業(yè)
解析本題采用待定系數(shù)法來化簡雙重二次根式.通過設(shè)
,然后兩邊平方,利用二次根式的性質(zhì),通過比較系數(shù)來確定 a,b,c 的值,從而化簡原式.
設(shè) 兩邊平方可得,
.化簡
,得
,即
.根據(jù)二次根式的性質(zhì),當(dāng)且僅當(dāng)對應(yīng)項(xiàng)系數(shù)相等時(shí)等式成立,所以有
多項(xiàng)聯(lián)立解得 a=2,b=1,c=3 ,且符合 a+b+c=6 所以
待定系數(shù)法的關(guān)鍵在于合理假設(shè)化簡形式,通過平方建立方程,然后比較系數(shù)確定方程組,最后求解方程組得出化簡結(jié)果.該方法需要一定的觀察能力,在解決雙重二次根式問題中具有一定的靈活性和有效性.
5結(jié)語
雙重二次根式的解題方法多種多樣,配方法、平方法、換元法和待定系數(shù)法都有其各自的特點(diǎn)和適用范圍.在實(shí)際解題過程中,需要根據(jù)具體的雙重二次根式的形式來選擇合適的方法.通過不斷的練習(xí)和總結(jié)經(jīng)驗(yàn),熟練掌握這四種方法,能夠提高學(xué)生解決雙重二次根式問題的能力,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和解決更復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).同時(shí),上述方法之間也存在著一定的聯(lián)系,在某些情況下可以結(jié)合使用,以達(dá)到更好的解題效果.