化简根式:高一(10年级)练习题与解答

以下是关于如何化简根式表达式的高一(10年级)练习题。复习根式的规则和性质,尝试练习题,然后点击箭头查看分步解答。

为了化简根式表达式,你需要了解以下根式的规则和性质。

根式的规则与性质

1)$n$ 次方根的定义与算术根

A) $\sqrt[n]{x^n} = |x|$(当 $n$ 为偶数时)

B) $\sqrt[n]{x^n} = x$(当 $n$ 为奇数时)

示例:

更多关于实数的根与根式的示例。

2)乘积(乘法)法则

具有相同根指数的根式乘法公式如下:

$$ \left( \sqrt[n]{x} \right) \cdot \left( \sqrt[n]{y} \right) = \sqrt[n]{x \cdot y} $$

更多关于如何进行根式乘法的示例。

3)商(除法)法则

具有相同根指数的根式除法公式如下:

$$ \dfrac{\sqrt[n]{x}}{\sqrt[n]{y}} = \sqrt[n]{\dfrac{x}{y}} $$

更多关于如何进行根式除法的示例。

4)加法与减法

你只能对同类根式进行加法或减法运算。

示例:

$$ 5\sqrt[3]{7} + 3\sqrt[3]{7} = \sqrt[3]{7}(5+3) = 8\sqrt[3]{7} $$

更多关于如何进行根式加法的示例。

5)分母有理化

你可以使用诸如此类的恒等式重写表达式,以消除分母中的根号(有理化):

更多关于如何进行分母有理化的示例。


练习题组 1

对给定表达式进行有理化和化简:

第 1 题

化简:$\sqrt{128} \cdot \sqrt{32}$

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将 128 和 32 写成质因数的乘积:$128 = 2^7$,$32 = 2^5$。

$$ \sqrt{128} \cdot \sqrt{32} = \sqrt{2^7} \cdot \sqrt{2^5} = \sqrt{2^7 \cdot 2^5} $$

$$ = \sqrt{2^{12}} = \sqrt{(2^6)^2} = |2^6| = 64 $$

第 2 题

化简:$\sqrt{2} \cdot \sqrt{6} + 3\sqrt{12}$

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使用乘积法则写出 $\sqrt{2} \cdot \sqrt{6} = \sqrt{12}$。

$$ \sqrt{2} \cdot \sqrt{6} + 3\sqrt{12} = \sqrt{2 \cdot 6} + 3\sqrt{12} = \sqrt{12} + 3\sqrt{12} $$

$$ = \sqrt{12}(1 + 3) = 4\sqrt{12} $$

$$ = 4\sqrt{4 \cdot 3} = 4\sqrt{4}\sqrt{3} = 4 \cdot 2 \cdot \sqrt{3} = 8\sqrt{3} $$

第 3 题

化简:$\dfrac{3\sqrt{14} + 4\sqrt{63}}{3\sqrt{7}}$

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将 14 和 63 写成质数的乘积($14 = 2 \times 7$,$63 = 3^2 \times 7$)并代入:

$$ \dfrac{3\sqrt{14} + 4\sqrt{63}}{3\sqrt{7}} = \dfrac{3\sqrt{2 \cdot 7} + 4\sqrt{3^2 \cdot 7}}{3\sqrt{7}} $$

$$ = \dfrac{3\sqrt{2}\sqrt{7} + 4 \cdot 3\sqrt{7}}{3\sqrt{7}} $$

$$ = \dfrac{\sqrt{7}(3\sqrt{2} + 12)}{3\sqrt{7}} $$

$$ = \dfrac{3\sqrt{2} + 12}{3} = \sqrt{2} + 4 $$

第 4 题

化简:$\sqrt[3]{32} \sqrt[3]{16}$

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将 32 和 16 写成质数的乘积($32 = 2^5$,$16 = 2^4$)并代入:

$$ \sqrt[3]{32} \sqrt[3]{16} = \sqrt[3]{2^5} \sqrt[3]{2^4} = \sqrt[3]{2^5 \cdot 2^4} $$

$$ = \sqrt[3]{2^9} = \sqrt[3]{(2^3)^3} = 2^3 = 8 $$

第 5 题

化简:$\sqrt[3]{\dfrac{64}{7}}$

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将 64 写成质数的乘积($64 = 2^6$)并代入:

$$ \sqrt[3]{\dfrac{64}{7}} = \sqrt[3]{\dfrac{2^6}{7}} = \sqrt[3]{\dfrac{(2^2)^3}{7}} = \dfrac{4}{\sqrt[3]{7}} $$

通过将分子和分母同乘以 $\left(\sqrt[3]{7}\right)^2$ 来对分母进行有理化:

$$ = \dfrac{4}{\sqrt[3]{7}} \cdot \dfrac{\left(\sqrt[3]{7}\right)^2}{\left(\sqrt[3]{7}\right)^2} = \dfrac{4\left(\sqrt[3]{7}\right)^2}{7} = \dfrac{4\sqrt[3]{49}}{7} $$

第 6 题

化简:$\dfrac{\sqrt[3]{2x} - \sqrt[3]{54x}}{\sqrt[3]{2}}$

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将 54 写成质数的乘积($54 = 2 \times 3^3$)并代入:

$$ \dfrac{\sqrt[3]{2x} - \sqrt[3]{54x}}{\sqrt[3]{2}} = \dfrac{\sqrt[3]{2x} - \sqrt[3]{2 \cdot 3^3 x}}{\sqrt[3]{2}} $$

$$ = \dfrac{\sqrt[3]{2x} - \sqrt[3]{2x} \cdot \sqrt[3]{3^3}}{\sqrt[3]{2}} = \dfrac{\sqrt[3]{2x} - 3\sqrt[3]{2x}}{\sqrt[3]{2}} $$

$$ = \dfrac{-2\sqrt[3]{2x}}{\sqrt[3]{2}} = -2\sqrt[3]{\dfrac{2x}{2}} = -2\sqrt[3]{x} $$

第 7 题

化简:$\dfrac{\sqrt{x} + \sqrt{x + 1}}{\sqrt{x} - \sqrt{x + 1}}$

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将分母和分子同乘以分母的共轭式:

$$ \dfrac{\sqrt{x} + \sqrt{x+1}}{\sqrt{x} - \sqrt{x+1}} \cdot \dfrac{\sqrt{x} + \sqrt{x+1}}{\sqrt{x} + \sqrt{x+1}} $$

展开并化简:

$$ = \dfrac{(\sqrt{x})^2 + (\sqrt{x+1})^2 + 2\sqrt{x}\sqrt{x+1}}{(\sqrt{x})^2 - (\sqrt{x+1})^2} $$

$$ = \dfrac{x + (x + 1) + 2\sqrt{x}\sqrt{x+1}}{x - (x + 1)} $$

$$ = \dfrac{2x + 1 + 2\sqrt{x(x+1)}}{-1} $$

$$ = -2x - 1 - 2\sqrt{x(x+1)} $$


练习题组 2

运用根式的所有规则与性质,对下列表达式进行有理化和化简。

第 8 题

化简:$\sqrt[3]{25} \cdot \sqrt[3]{125}$

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$$ \sqrt[3]{25} \cdot \sqrt[3]{125} = \sqrt[3]{3125} = \sqrt[3]{125 \cdot 25} = 5\sqrt[3]{25} $$

第 9 题

化简:$(5\sqrt[3]{64})(-3\sqrt[3]{16})$

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首先,化简已知的立方根($\sqrt[3]{64} = 4$):

$$ (5 \cdot 4)(-3\sqrt[3]{16}) = 20(-3\sqrt[3]{16}) = -60\sqrt[3]{16} $$

将 $\sqrt[3]{16}$ 化简为 $\sqrt[3]{8 \cdot 2} = 2\sqrt[3]{2}$:

$$ -60(2\sqrt[3]{2}) = -120\sqrt[3]{2} $$

第 10 题

化简:$(7\sqrt{\dfrac{2}{5}})(2\sqrt{10})$

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$$ (7\sqrt{\dfrac{2}{5}})(2\sqrt{10}) = 14\sqrt{\dfrac{20}{5}} $$

$$ = 14\sqrt{4} = 14 \cdot 2 = 28 $$

第 11 题

化简:$\sqrt[3]{2\dfrac{10}{27}}$

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将带分数化为假分数:

$$ \sqrt[3]{2\dfrac{10}{27}} = \sqrt[3]{\dfrac{64}{27}} = \dfrac{4}{3} $$

第 12 题

化简:$(\sqrt{17x})(\sqrt{34x})$

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$$ (\sqrt{17x})(\sqrt{34x}) = \sqrt{578x^2} = x\sqrt{578} $$

$$ = x\sqrt{289 \cdot 2} = 17x\sqrt{2} $$

(假设 $x \ge 0$,正如原表达式所要求的那样。)

第 13 题

化简:$\sqrt{4y^2}$

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$$ \sqrt{4y^2} = 2|y| $$

第 14 题

化简:$\sqrt{8y^4}$

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$$ \sqrt{8y^4} = \sqrt{4 \cdot 2 \cdot (y^2)^2} = 2y^2\sqrt{2} $$

第 15 题

化简:$\sqrt{25+144}$

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$$ \sqrt{25+144} = \sqrt{169} = 13 $$

第 16 题

化简:$\sqrt[2n]{x^{2n}}$(其中 $n$ 为正整数)

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因为 $2n$ 表示一个偶数根指数:

$$ \sqrt[2n]{x^{2n}} = |x| $$

第 17 题

化简:$(\sqrt{x-2})(4\sqrt{x-2})$

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$$ (\sqrt{x-2})(4\sqrt{x-2}) = 4(x-2) $$

第 18 题

化简:$\dfrac{\sqrt[3]{27a^3b^5}}{\sqrt[3]{8a^6b^2}}$

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使用根式的商法则进行合并:

$$ \dfrac{\sqrt[3]{27a^3b^5}}{\sqrt[3]{8a^6b^2}} = \sqrt[3]{\dfrac{27a^3b^5}{8a^6b^2}} $$

化简根号内的分数:

$$ = \sqrt[3]{\dfrac{27b^3}{8a^3}} $$

提取立方数:

$$ = \dfrac{3b}{2a} $$

第 19 题

化简:$\dfrac{\sqrt{x}-\sqrt{x-2}}{\sqrt{x}+\sqrt{x-2}}$

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将分子和分母同乘以分母的共轭式 $\sqrt{x}-\sqrt{x-2}$:

$$ \dfrac{\sqrt{x}-\sqrt{x-2}}{\sqrt{x}+\sqrt{x-2}} = \dfrac{(\sqrt{x}-\sqrt{x-2})^2}{(\sqrt{x})^2 - (\sqrt{x-2})^2} $$

展开分子并化简分母:

$$ = \dfrac{x + (x-2) - 2\sqrt{x(x-2)}}{x - (x-2)} $$

$$ = \dfrac{2x - 2 - 2\sqrt{x(x-2)}}{2} $$

将分子中的所有项除以 2:

$$ = x - 1 - \sqrt{x(x-2)} $$

更多参考与链接