经典题:根号 72
sqrt(72)72 = 2 的三次方 × 3 的平方。成对的是 2×2 和 3×3,它们把一个 2 和一个 3 送到根号外,根号里只剩一个 2。所以根号 72 = 6 根号 2,平方回去得 36 × 2 = 72。
化简、合并根式和分母有理化,答案是一个式子,而不是小数。
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普通计算器会告诉你 72 的平方根是 8.4852814,但根式题几乎从来不要这个答案。它要的是 6 乘以根号 2:同一个量,换一种写法,让根号下不再藏着任何完全平方因数。区别就在这里:化简根式是改写,不是求值;而小数恰恰丢掉了题目要求你保留的精确性。
本页的一切都是精确的。根号 72 是 6 根号 2,54 的立方根是 3 倍的立方根 2,三分之二的平方根是根号 6 除以 3,而 1 除以 2 加根号 3 正好等于 2 减根号 3。每个答案旁边也给出小数,并明确标为近似值,因为有时你确实想知道这个数大概多大,但它永远不会代替答案。
三类问题放在同一页,是因为它们用的是同一项本领。化简要找出被开方数里最大的完全幂;加减要判断两个根式是不是同类根式,而这只有在两者都化简之后才知道;有理化则用根式本身或它的共轭式,把根号从分母里移走。三者归根结底是同一条规则:积的方根等于方根的积。
把根号下的数写成质数的乘积。72 就是 2 × 2 × 2 × 3 × 3,即 2 的三次方乘 3 的平方。先做这一步,就不必去猜里面有没有藏着完全平方数。
平方根把质数两个一组,立方根三个一组。72 里成对的是 2 × 2 和 3 × 3,还剩一个 2 单独留下。
每一对质数在根号外贡献一个该质数。一对 2 给出 2,一对 3 给出 3,所以外面是 6,落单的 2 留在根号下:6 根号 2。
如果根号里还有分母,就把根号内的分子分母同乘一个数,使分母成为完全幂。对于三分之二,同乘 3 得到九分之六,开出来就是根号 6 除以 3。
6 根号 2 的平方是 36 乘 2,即 72。这一步检验一行就能发现最常见的错误:提出的因数太小时,平方回去会比被开方数小。
最常见的几种情况,每一行都标出了起作用的那个完全幂。
| 根式 | 其中的完全幂 | 最简形式 | 近似值 |
|---|---|---|---|
| √8 | 4 | 2√2 | 2.828 |
| √12 | 4 | 2√3 | 3.464 |
| √18 | 9 | 3√2 | 4.243 |
| √32 | 16 | 4√2 | 5.657 |
| √50 | 25 | 5√2 | 7.071 |
| √72 | 36 | 6√2 | 8.485 |
| √(2/3) | 无,先消去 3 | √6 / 3 | 0.816 |
| ∛54 | 27 | 3∛2 | 3.780 |
| 3 / √2 | 无,分母有理化 | 3√2 / 2 | 2.121 |
| 1 / (2 + √3) | 无,乘共轭式 | 2 - √3 | 0.268 |
sqrt(72)72 = 2 的三次方 × 3 的平方。成对的是 2×2 和 3×3,它们把一个 2 和一个 3 送到根号外,根号里只剩一个 2。所以根号 72 = 6 根号 2,平方回去得 36 × 2 = 72。
3*sqrt(8)先化简根式:根号 8 是 2 根号 2。再把系数相乘:3 × 2 = 6,所以答案是 6 根号 2。系数永远不进根号。
sqrt(8) + sqrt(18)化简之前,两项都看不出和根号 2 有关:根号 8 是 2 根号 2,根号 18 是 3 根号 2。现在它们是同类根式,把系数相加:5 根号 2。
sqrt(8) + sqrt(27)化简后分别是 2 根号 2 和 3 根号 3。根号下的数不同,说明不是同类根式,所以 2 根号 2 + 3 根号 3 就是答案,没有什么可以再做的了。
3/sqrt(2)分子分母同乘根号 2。值不会变,因为根号 2 除以根号 2 等于 1,而分母变成了 2。答案是 3 根号 2 除以 2。
1/(2 + sqrt(3))分子分母同乘 2 减根号 3。分母变成 2 的平方减根号 3 的平方,即 4 - 3 = 1,所以整个式子正好等于 2 - 根号 3。
根号下的数不再含有能开尽的完全幂因数,根号里没有分数,分母里也没有根号,这样的根式就是最简根式。所以 6 根号 2 是最简形式,2 根号 18 不是,尽管两者是同一个数。
把被开方数分解质因数,把质数两两配对,每一对取一个移到根号外,没配上对的留在根号下。根号 72 化成 6 根号 2,因为 72 是 2 的三次方乘 3 的平方。
因为小数是近似值,根式才是精确的。根号 2 没有有限小数,1.414 到第四位就已经不对了;考试答案、后续的代数运算以及之后的约分,都需要精确形式才能保证正确。
只有化简后根号下的数相同、根指数也相同时才行。这时它们就像 x + x 一样:系数相加,根式保留。根号 8 加根号 18 等于 5 根号 2;根号 8 加根号 27 则根本无法合并。
如果分母只是一个根式,就把分子分母同乘这个根式。如果分母是和或差,比如 2 加根号 3,就同乘它的共轭式 2 减根号 3,乘出来的平方差里没有根号。无论哪种,你都是在乘以 1,所以值不会变。
两项不变,把中间的符号反过来:3 减 2 根号 2 的共轭式是 3 加 2 根号 2。二项式乘以它的共轭式得到平方差,而平方根一平方就没了,分母里的根号正是这样消掉的。
可以,根指数从 2 到 6 都行。规则可以推广:立方根下要找的是三个相同的质数,而不是一对,所以 54 的立方根是 3 倍的立方根 2,因为 54 是 27 乘 2。
其实相等:它们是同一个数,只是都不是最简形式。分数 2/3 的平方根等于 √2 除以 √3,分子分母同乘 √3 得到 √6 除以 3,分母里没有根号,这才是最终答案。