最近正在自学二次根式 (似乎暴露了年级) 然后看到了一道挺有意思的题目:
化简 \(\sqrt{5+2\sqrt{6}}\) 。
这种根号里有根号的式子叫做复合二次根式。这种式子还能继续化简吗?化简肯定是能继续化简的,况且问题都摆在这里不可能给你个没化简完的式子 (除非出题老师跟你有仇)
但是,根号 \(\sqrt{\quad}\) 下面的东西我们一般都能凑成完全平方,这样就能从根号里出来,达到化简的目的。
那这个呢?这也不是完全平方啊?平方在哪里啊?
毛主席说过自己动手丰衣足食,我们自己来创造平方就好。那么怎么创造呢?
\[ \sqrt{{(5+2\sqrt{6})}^2} \]
这种方法叫做无脑直接平方法,这样就能非常方便地从根号下面提取出来,优点简直太明显了。那这种方法的缺点呢?
这种方法的缺点就是你要敢这么给老师写,我就给你360度无死角转体跪了,因为你是真的勇士。至于为什么,如果你想不通,建议关掉此文章,重修第十六章。
那有正经的方法使用吗?我们把\(\sqrt{5+2\sqrt{6}}\),挥动金手指魔改一下:
\[ \sqrt{2+3+2\sqrt{6}} \]
可能现在你会觉得我是个深井冰,或者是蟹蟹的脑子被煮熟了,非得要这么改。诶,稍安勿躁,我们调整下顺序:
\[ \sqrt{2+2\sqrt{6}+3} \]
看出来啥了吗?你可能还是没看出来啥。但是,重点来了,你可能觉得这里面的2倍很奇怪,那么2倍也预示了什么?
来,含有三项,并且其中某一项有个2倍的是什么东西来着呢?
对,完全平方公式。
那么这个会不会跟完全平方公式有关呢?
首先可以确定的是,要有关也是跟完全平方和公式有关,况且全是+
嘛。
完全平方和公式是什么来着?
\[ {(a+b)}^2 = a^2+2ab+b^2 \]
反过来,
\[ a^2+2ab+b^2 = {(a+b)}^2 \]
那么,
\[ 2+2\sqrt{6}+3 \]
可以套吗?
其实不难发现是可以的。当 \(a=\sqrt{2}\) 且 \(b=\sqrt{3}\)时,正好满足完全平方和。
所以,
\[ 5+2\sqrt{6}=2+2\sqrt{6}+3={(\sqrt{2}+\sqrt{3})}^2 \]
套个根号,就变成了原式:
\[ \sqrt{5+2\sqrt{6}} = \sqrt{{(\sqrt{2}+\sqrt{3})}^2}=\sqrt{2}+\sqrt{3}\]
所以,原式的化简结果为\(\sqrt{2}+\sqrt{3}\)。
刚才做了一道真枪实弹的题,现在我们来看一下,形如\(\sqrt{m\pm2\sqrt{n}}\)的能不能有一个通用解决方案。
回想下,刚刚对于\(\sqrt{5+2\sqrt{6}}\)这样的复合二次根式我们是如何解决的呢?
对,转换为完全平方。
既然现在问题都是一样的,那不妨模拟下刚刚的过程吧。
首先,我们把\(m\)分解成俩数,就令这两个数分别为\(x\),\(y\)吧。那么原式就变为
\[ \sqrt{x\pm2\sqrt{n}+y} \]
其中的
\[ x\pm2\sqrt{n}+y \]
对比完全平方公式中的:
\[ a^2\pm2ab+b^2\]
那么令\(a^2=x\),\(b^2=y\),就有\(a=\pm\sqrt{x}\),\(b=\pm\sqrt{y}\)。如果要完全对应完全平方公式,那就有
\[ 2\sqrt{n}=2ab \]
再依据前面的推导,就不难得出
\[ n=xy \]
再结合前面\(m=x+y\),我们就不难得出这样一个规律:
注意啦敲黑板了:
对于
\[ \sqrt{m\pm2\sqrt{n}} \]
若有
\[ \left\{\begin{aligned}x + y = m \\xy = n \\\end{aligned}\right. \]
那么就有
\[ \sqrt{m\pm2\sqrt{n}} = |\sqrt{x}\pm\sqrt{y}|\]
但是,一般当\(m^2-4n\)是完全平方数的时候,我们才进行化简,否则无法化简,因为凑不成完全平方。
接下来蟹蟹来点福利,来点小练习⑧~
\[1.\quad \sqrt{12-2\sqrt{11}}\]
\[2.\quad \sqrt{3+\sqrt{8}}\]
\[3.\quad \sqrt{3+\sqrt{5}} \]
\[4.\quad \sqrt{8+4\sqrt{3}}-\sqrt{8-4\sqrt{3}}\]
(后两道题照搬都是洋葱数学QAQ)
做完后点击下方收缩框核对答案⑧~
[collapse status="false" title="答案"]
第一题直接照搬公式就OK.
结果应该为\(\sqrt{11}-1\)
第二题根式中的根式\(\sqrt{8}\)显然不是最简,先化为最简\(\sqrt{3+2\sqrt{2}}\)
这样就不难看出结果为\(1+\sqrt{2}\)
第三题我们发现根式中的根式已是最简,无法开出想要的2倍,这该怎么办呢?
我们可以把原式变为这样:
\[\sqrt{\frac{3*2+2\sqrt{5}}{2}}\]
然后把分母2撇到根号外:
\[\frac{1}{\sqrt{2}}*\sqrt{6+2\sqrt{5}}\]
后面这个就是我们期待已久的最简二次根式的基本模型!还是把它化解开:
\[\frac{1}{\sqrt{2}}*(1+\sqrt{5})\]
化简并进行分母有理化,就能得到最终答案:
\[\frac{\sqrt{2}+\sqrt{10}}{2}\]
第四题就要简单一些啦,但也有个小问题:
\(4\sqrt{3}\)怎么能处理成二倍形式呢?其实很简单,向4借个2就行。
借完2后,\(2*2\sqrt{3}\),然后我们把2弄进根号,变成\(2\sqrt{12}\)
剩下的就没什么难度了,前后分别处理就行。
前半段结果是\(\sqrt{6}+\sqrt{2}\),后半段是\(\sqrt{6}-\sqrt{2}\),相加后\(\sqrt{2}\)抵消,结果为\(2\sqrt{6}\).
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原文:https://www.cnblogs.com/crab-in-the-northeast/p/compound-quadratic-radical.html