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類比有理數、整式和分式,溯源二次根式的學習歷程,同學們會發現,它們在內容上螺旋上升,學法上相似相通,唯一不同的是運算順序的呈現。前三者都是先學習加減運算,后學習乘或乘除運算,而二次根式學習的順序是先乘除(乘方開方)后加減。之所以先學乘除,再學加減,是因為二次根式的加減本質上是合并同類二次根式,而同類二次根式的順序判別基于最簡二次根式,這就需要我們先學習乘除(乘方或開方)運算來化簡二次根式。因此,我們在解決二次根式混合運算時,先利用乘除(乘方或開方)運算各個擊破,化簡各式,然后進行加減運算,這點與前三者的運算順序如出一轍,相似相通。
“二次根式”這一章涉及的概念和性質等核心知識要求都比較細,我們需要條分縷析,理清知識點產生的前因后果,抓住其中的關鍵要點,領悟其中的概念算理,從而做到精準解題。
一、理解概念,尋根溯源
我們首先要清楚二次根式概念的來龍去脈。因為在實數范圍內,任何數的平方都是非負數,所以負數沒有平方根。“若x2=a(a≥0),則x叫作a的平方根。正數a的兩個平方根記作‘±[a]’,而形如[a]的式子叫作二次根式。”從定義中我們可以看出[a](a≥0)有兩重含義:它既表示對a進行開平方,取算術平方根的運算,又表示運算的結果,即a的算術平方根。這里的被開方式a≥0,開方后的算術平方根[a]≥0,此即二次根式的非負性。
例1 若式子[x-35-x]有意義,求x的取值范圍。
【分析】根據二次根式有意義的條件(被開方數為非負數)、分式有意義的條件(分母不能為0),列不等式組求解即可。
解:由題意可得[x-3≥0,5-x≠0,]解得x≥3且x≠5。
例2 如果m、n是正整數,且[16(2m+n)]和[m+7m-n-1]在二次根式的加減法中可以合并成一項,求m、n的值。
【分析】本題雖然沒有直接說明它們是同類二次根式,但能進行加減合并的二次根式必為同類二次根式。應先把[16(2m+n)]轉化為最簡二次根式,然后再根據兩個二次根式能合并,得出它們是同類二次根式,從而列出相應的方程組求解即可。
解:[16(2m+n)]=[42m+n]。由題意知[16(2m+n)]和[m+7m-n-1] 可以合并,則它們是同類二次根式。
∴[m-n-1=2,2m+n=m+7,]解得[m=5,n=2。]經檢驗m=5,n=2符合題意,∴m=5,n=2。
二、掌握性質,靈活運用
對于[a2]=[a]及[a2]=a這兩個式子,同學們該如何理解呢?[a2]中的 a可以為任何數,但由于是求a2的算術平方根,結果為非負數,所以先將a化為[a],再利用絕對值的意義進行化簡;而后者之所以不要寫成[a]的形式,是因為[a2]已經隱含條件“a≥0”,所以可直接寫成a。同學們只有弄清楚兩者的聯系與區別,才能在具體的計算中左右逢源,游刃有余。
例3 化簡([2-x])2+[(x-7)2]。
【分析】本題涉及兩個方面的知識點,一是二次根式有意義的條件,被開方數a≥0;二是二次根式性質的靈活應用。
解:由題意得2-x≥0,(x-7)2≥0,解得x≤2,∴x-7<0。
原式=2-x+[x-7]=2-x-x+7=9-2x。
故答案為9-2x。
三、宏觀解題,明晰算理
二次根式的運算完全可以類比實數、整式的運算法則,換言之,包括二次根式在內的所有代數式,都可以運用實數運算的算理、運算律以及公式等進行推算,但要注意觀察“式結構”的特征。
例4 (1) 化簡:8x2[xy]÷12[x3y]×3[y2x](x>0);
(2)計算:[48]÷[3]-[12]×[12]+[24]。
【分析】(1)根據二次根式有意義的條件和x的取值范圍,確定y的取值范圍,再根據二次根式的性質和運算法則進行計算即可;(2)根據二次根式的乘除運算、加減運算法則即可求出答案。
解:(1)∵x>0,[xy]有意義,∴y>0,
∴原式=8x2[xy]÷[12xy][xy]×[3yx][x]
=[2xy3]×[3yx][x]=2y2[x]。
(2)原式=[48÷3]-[12×12]+2[6]
=[16]-[6]+2[6]=4+[6]。
綜合計算題都是由若干個小題組合而成的,我們在解決這類問題時,要從宏觀的視角認清這個算式的整體結構。例如(1)的“式結構”可以描述成“A÷B×C”型,我們可以先把它統一轉化為乘法運算,然后系數與系數相乘,根號內各式相乘,再化簡結果;也可以先化簡各式,再乘除。(2)的“式結構”可以描述成“A-B+C”型,其中A是除法運算,B是乘法運算,C有待化簡,所以我們在解答時可以先各個擊破,再合并同類二次根式。
(作者單位:江蘇省無錫市新吳區新華實驗學校)