内容正文:
专题03 二次根式(3知识&5题型)
【清单01】二次根式的相关概念:
二次根式的概念:一般地,我们把形如(𝑎≥0)的式子叫做二次根式,“”称为二次根号,二次根号下的数叫做被开方数.
二次根式有意义的条件:当a≧0时,即被开方数大于或等于0,二次根式有意义.
最简二次根式:开方数所含因数是整数,因式是整式,不含能开得尽方的因数或因式的二次根式,叫做最简二次根式.
最简二次根式必须同时满足以下两个条件:
①开方数所含因数是整数,因式是整式(分母中不应含有根号);
②不含能开得尽方的因数或因式的二次根式,即被开方数的因数或因式的指数都为1.
同类二次根式的概念:二次根式化成最简二次根式后,若被开方数相同,则这几个二次根式就是同类二次根式.
【清单02】二次根式的性质与化简
二次根式的化简方法:
1)利用二次根式的基本性质进行化简;
2) 利用积的算术平方根的性质和商的算术平方根的性质进行化简. =• , =
化简二次根式的步骤:
1)把被开方数分解因式;
2)利用积的算术平方根的性质,把各因式(或因数)积的算术平方根化为每个因式(或因数)的算术平方根的积;
3)化简后的二次根式中的被开方数中每一个因数(或因式)的指数都小于根指数2.
【清单03】二次根式的运算
乘法法则: 两个二次根式相乘,把被开方数相乘,根指数不变.即: =• .
除法法则:两个二次根式相除,把被开方数相除,根指数不变.即:(a≥0,b>0).
加减法法则:先把各个二次根式化为最简二次根式后,再将被开方数相同的二次根式合并.
【口诀】一化、二找、三合并.
分母有理化:通过分子和分母同乘以分母的有理化因式,将分母中的根号去掉的过程.
【分母有理化方法】
1)分母为单项式时,分母的有理化因式是分母本身带根号的部分.即:
2)分母为多项式时,分母的有理化因式是与分母相乘构成平方差的另一部分.
即:;
混合运算顺序:先乘方、再乘除,最后加减,有括号的先算括号里的(或先去掉括号).
【题型一】二次根式的定义及有意义的条件
【例1】(24-25八年级下·云南红河·期末)下列式子中,属于二次根式的是( )
A. B. C. D.
【例2】(2025·江苏·一模)若在实数范围内有意义,则实数的取值范围是 .
【变式1-1】下列各式中,是二次根式的是( )
A. B. C. D.
【变式1-2】若二次根式在实数范围内有意义,则的取值范围是 .
【题型二】二次根式的性质
【例2】(24-25八年级下·山西临汾·期末)已知最简二次根式与可以合并,则的值是 .
【变式2-1】当时,化简的结果是( )
A. B. C. D.
【变式2-2】若与最简二次根式是同类二次根式,则 .
【变式2-3】【阅读材料】著名数学教育家波利亚曾说:“对于一个数学问题,改变它的形式,变换它的结构,直到发现有价值的东西,这是数学解题的一个重要原则.”新湘教版八年级《数学》上册84页第10题描述了一个有趣的数学现象:,这个根号里的2经过适当的演变,竟然可以“跑”到根号的外面,我们不妨把这种现象称为“穿墙”.具有这现象的数还有许多,例如:,等.
【猜想】(1)______;
【推理证明】(2)分析上述式子,你能猜出其中的规律吗?用字母n表示这一规律,并验证你的猜想是否正确.
【创新应用】(3)按此规律,若(a,b为正整数),求的值.
【题型三】二次根式的混合运算
【例3】(24-25八年级上·四川成都·期末)计算:
(1)
(2)
【变式3-1】计算:.
【变式3-2】计算:
(1);
(2).
【变式3-3】计算:
(1);
(2)
【题型四】二次根式的应用
【例4】(22-23九年级上·河南新乡·期末)如图,张大伯家有一块长方形空地,长方形空地的长为,宽为,现要在空地中划出一块长方形地养鸡(即图中阴影部分),其余部分种植蔬菜,长方形养鸡场的长为,宽为.
(1)长方形的周长是多少?(结果化为最简二次根式)
(2)若市场上某种蔬菜元/千克,张大伯种植该种蔬菜,且每平方米可以产千克的该种蔬菜.如果张大伯将所种的蔬菜全部销售完,那么销售收入为多少元?
【变式4-1】如图,从一个大正方形中裁去面积为和的两个小正方形,则余下部分的面积为( )
A. B. C. D.
【变式4-2】海伦公式最早见于古希腊数学家海伦的著作《测地术》,秦九韶公式由中国南宋数学家秦九韶在《数书九章》中独立提出,它们都是古代数学的瑰宝.设三角形的三边长分别为,,,,则有下列三角形的面积公式成立:(海伦公式),(秦九韶公式).
已知的三边长分别为,,;的三边长分别为,,,请你选择恰当的方式分别计算和的面积,并说说你选择的理由.
【变式4-3】阅读材料:
已知a,b为非负实数,
,当且仅当时,等号成立.
这个结论就是著名的“均值不等式”,“均值不等式”在一类最值问题中有着广泛的应用.
例:已知,求代数式最小值.
解:令a=x, ,则由,得
当且仅当,即时,代数式取到最小值,最小值为4.
根据以上材料解答下列问题:
(1)已知,则当 时,代数式取到最小值,最小值为 ;
(2)用篱笆围一个面积为100的矩形花园,则当这个矩形花园的长、宽各为多少时,所用的篱笆最短?最短的篱笆的长度是多少米?
(3)已知,则自变量x取何值时,代数式取到最值?最值为多少?
(4)若x为非零实数,代数式的值为m,则m范围为
【题型五】分母有理化
【例5】(25-26九年级上·黑龙江哈尔滨·期末)规定运算“★”是,则 .
【变式5-1】 .
【变式5-2】先化简再求值:,其中.
【变式5-3】善于思考的小秦在解“已知,求的值”时,是这样分析与解题的.
因为,
所以,
所以,即,
所以
请你根据小秦的解题过程,完成下列各题.
(1)已知,求的值;
(2)已知,求的值.
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专题03 二次根式(3知识&5题型)
【清单01】二次根式的相关概念:
二次根式的概念:一般地,我们把形如(𝑎≥0)的式子叫做二次根式,“”称为二次根号,二次根号下的数叫做被开方数.
二次根式有意义的条件:当a≧0时,即被开方数大于或等于0,二次根式有意义.
最简二次根式:开方数所含因数是整数,因式是整式,不含能开得尽方的因数或因式的二次根式,叫做最简二次根式.
最简二次根式必须同时满足以下两个条件:
①开方数所含因数是整数,因式是整式(分母中不应含有根号);
②不含能开得尽方的因数或因式的二次根式,即被开方数的因数或因式的指数都为1.
同类二次根式的概念:二次根式化成最简二次根式后,若被开方数相同,则这几个二次根式就是同类二次根式.
【清单02】二次根式的性质与化简
二次根式的化简方法:
1)利用二次根式的基本性质进行化简;
2) 利用积的算术平方根的性质和商的算术平方根的性质进行化简. =• , =
化简二次根式的步骤:
1)把被开方数分解因式;
2)利用积的算术平方根的性质,把各因式(或因数)积的算术平方根化为每个因式(或因数)的算术平方根的积;
3)化简后的二次根式中的被开方数中每一个因数(或因式)的指数都小于根指数2.
【清单03】二次根式的运算
乘法法则: 两个二次根式相乘,把被开方数相乘,根指数不变.即: =• .
除法法则:两个二次根式相除,把被开方数相除,根指数不变.即:(a≥0,b>0).
加减法法则:先把各个二次根式化为最简二次根式后,再将被开方数相同的二次根式合并.
【口诀】一化、二找、三合并.
分母有理化:通过分子和分母同乘以分母的有理化因式,将分母中的根号去掉的过程.
【分母有理化方法】
1)分母为单项式时,分母的有理化因式是分母本身带根号的部分.即:
2)分母为多项式时,分母的有理化因式是与分母相乘构成平方差的另一部分.
即:;
混合运算顺序:先乘方、再乘除,最后加减,有括号的先算括号里的(或先去掉括号).
【题型一】二次根式的定义及有意义的条件
【例1】(24-25八年级下·云南红河·期末)下列式子中,属于二次根式的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了二次根式的定义,一般地,我们把形如的式子叫做二次根式,熟练掌握二次根式的定义是解此题的关键.
根据二次根式的定义逐项判断即可得出答案.
【详解】二次根式需满足根指数为且被开方数,
对于:,根指数为,不是二次根式;
对于:,被开方数,无意义,不是二次根式;
对于:,,,恒成立,是二次根式;
对于:,当时,,被开方数不能保证为非负数,不属于二次根式的式子;
故选.
【例2】(2025·江苏·一模)若在实数范围内有意义,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】此题考查二次根式有意义的条件,根据二次根式有意义的条件,被开方数必须大于或等于零列不等式求解
【详解】∵ 在实数范围内有意义,
∴ 被开方数 ,
解得 .
故答案为 .
【变式1-1】下列各式中,是二次根式的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查二次根式的定义,掌握相关知识是解决问题的关键.形如是二次根式,据此逐项判断即可.
【详解】解:A 、为立方根,根指数 3,不符合二次根式的定义;
B、 为常数 π,不符合二次根式的定义;
C 、被开方数为 ,不符合二次根式的定义;
D、 被开方数 ,根指数为 2,符合二次根式的定义.
故选 :D.
【变式1-2】若二次根式在实数范围内有意义,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】本题考查了二次根式有意义的条件和分母不为零的条件.根据二次根式有意义的条件和分母不为零的条件,可知被开方数必须大于零.
【详解】解:由二次根式在实数范围内有意义,需满足分母 ,且被开方数必须大于或等于零.但由于分母不为零,因此被开方数必须大于零.
解不等式,得,即.
故答案为:.
【题型二】二次根式的性质
【例2】(24-25八年级下·山西临汾·期末)已知最简二次根式与可以合并,则的值是 .
【答案】4
【分析】本题考查了同类二次根式的定义.
根据同类二次根式的定义,两个最简二次根式可以合并的条件是被开方数相同.
【详解】解:由题意,与可以合并,
因此它们是同类二次根式,
故被开方数相等,
即,
解方程:,
移项得,
解得.
故答案为:4.
【变式2-1】当时,化简的结果是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了二次根式的性质.由可知,因此,代入原式,进行化简,即可作答.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
故选:D.
【变式2-2】若与最简二次根式是同类二次根式,则 .
【答案】5
【分析】本题主要考查了同类二次根式的定义,熟练掌握“同类最简二次根式的被开方数相同”是解题的关键.
根据同类最简二次根式的定义,令被开方数相等,列方程求解的值.
【详解】解:∵与最简二次根式是同类二次根式,
∴,
解得:,
故答案为:.
【变式2-3】【阅读材料】著名数学教育家波利亚曾说:“对于一个数学问题,改变它的形式,变换它的结构,直到发现有价值的东西,这是数学解题的一个重要原则.”新湘教版八年级《数学》上册84页第10题描述了一个有趣的数学现象:,这个根号里的2经过适当的演变,竟然可以“跑”到根号的外面,我们不妨把这种现象称为“穿墙”.具有这现象的数还有许多,例如:,等.
【猜想】(1)______;
【推理证明】(2)分析上述式子,你能猜出其中的规律吗?用字母n表示这一规律,并验证你的猜想是否正确.
【创新应用】(3)按此规律,若(a,b为正整数),求的值.
【答案】(1);(2)(,且n为正整数),见解析;(3)14或34或71
【分析】本题考查二次根式的化简与求值,分式的混合运算,熟练掌握二次根式的化简是解题的关键,
(1)根据题中“穿墙”的定义,写出符合定义的数即可;
(2)根据“穿墙”的定义,用表示即可;
(3)根据“穿墙”的定义得到,整理得到,分情况求出,的值,代入即可得到答案.
【详解】解:(1),证明如下,
,
故答案为:;
(2),证明如下,
;
(3)∵
∴根据(2)规律可得:
∴
∴
∵a,b为正整数
∴或或
∴或或.
【题型三】二次根式的混合运算
【例3】(24-25八年级上·四川成都·期末)计算:
(1)
(2)
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查实数的混合运算,二次根式的混合运算,立方根、绝对值、平方根和算术平方根的计算,以及完全平方公式和平方差公式的应用;
(1)根据立方根,化简绝对值,二次根式的性质化简,再进行加减计算即可求解;
(2)根据完全平方公式以及平方差公式进行计算即可求解.
【详解】(1)解:
;
(2)解:
【变式3-1】计算:.
【答案】
【分析】本题考查了二次根式的混合运算,绝对值,熟练掌握二次根式混合运算的运算顺序以及运算法则是解题的关键.先计算二次根式的乘法,除法,然后去绝对值符号,然后合并同类二次根式,最后求得答案.
【详解】解:原式
【变式3-2】计算:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先把每一个二次根式化成最简二次根式,然后再进行计算即可解答;
(2)利用平方差公式和二次根式的性质进行计算即可解答.
本题考查了二次根式的混合运算,平方差公式,准确熟练地进行计算是解题的关键.
【详解】(1)
;
(2)
.
【变式3-3】计算:
(1);
(2)
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了二次根式的混合运算.
(1)先根据乘法公式计算,再计算加减即可;
(2)先计算负整数指数幂,零指数幂,绝对值,再计算加减即可.
【详解】(1)解:
(2)解:
【题型四】二次根式的应用
【例4】(22-23九年级上·河南新乡·期末)如图,张大伯家有一块长方形空地,长方形空地的长为,宽为,现要在空地中划出一块长方形地养鸡(即图中阴影部分),其余部分种植蔬菜,长方形养鸡场的长为,宽为.
(1)长方形的周长是多少?(结果化为最简二次根式)
(2)若市场上某种蔬菜元/千克,张大伯种植该种蔬菜,且每平方米可以产千克的该种蔬菜.如果张大伯将所种的蔬菜全部销售完,那么销售收入为多少元?
【答案】(1)
(2)元
【分析】本题考查了二次根式的应用,掌握二次根式的混合运算的法则是解题的关键.
(1)利用长方形的周长公式即可求解;
(2)先求得蔬菜地的面积,再计算收入即可求解.
【详解】(1)长方形的周长
,
答:长方形的周长是;
(2)蔬菜地的面积
,
(元),
答:如果张大伯将所种的蔬菜全部销售完,那么销售收入为元.
【变式4-1】如图,从一个大正方形中裁去面积为和的两个小正方形,则余下部分的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题主要考查了二次根式的应用,利用二次根式的性质进行计算是解答本题的关键.
先利用二次根式的性质计算出两小正方形的边长,则可得到大正方形的边长,然后用大正方形的面积分别减去两小正方形的面积得到留下部分的面积.
【详解】由条件可知两个阴影小正方形的边长是,,
大正方形的边长是,
大正方形的面积是,
余下部分的面积=大正方形的面积-阴影部分的面积 .
故选:A.
【变式4-2】海伦公式最早见于古希腊数学家海伦的著作《测地术》,秦九韶公式由中国南宋数学家秦九韶在《数书九章》中独立提出,它们都是古代数学的瑰宝.设三角形的三边长分别为,,,,则有下列三角形的面积公式成立:(海伦公式),(秦九韶公式).
已知的三边长分别为,,;的三边长分别为,,,请你选择恰当的方式分别计算和的面积,并说说你选择的理由.
【答案】见解析
【分析】本题主要考查二次根式的应用,解题的关键是理解“海伦公式”及“秦九韶公式”;因此此题可根据“海伦公式”及“秦九韶公式”直接代值求解即可.
【详解】解:的三边长分别为,,,,
则
;
的三边长分别为,,,
则
.
计算的面积时,由于三边长为整数,且为整数,使用海伦公式计算较为简便;计算的面积时,由于三边长为二次根式,使用秦九韶公式可以先对边长进行平方运算,从而简化计算.
【变式4-3】阅读材料:
已知a,b为非负实数,
,当且仅当时,等号成立.
这个结论就是著名的“均值不等式”,“均值不等式”在一类最值问题中有着广泛的应用.
例:已知,求代数式最小值.
解:令a=x, ,则由,得
当且仅当,即时,代数式取到最小值,最小值为4.
根据以上材料解答下列问题:
(1)已知,则当 时,代数式取到最小值,最小值为 ;
(2)用篱笆围一个面积为100的矩形花园,则当这个矩形花园的长、宽各为多少时,所用的篱笆最短?最短的篱笆的长度是多少米?
(3)已知,则自变量x取何值时,代数式取到最值?最值为多少?
(4)若x为非零实数,代数式的值为m,则m范围为
【答案】(1),
(2)当长和宽都为10米时,篱笆最短,最短长度为40米
(3)当时,代数式取最大值,最大值为
(4)或
【分析】本题主要考察了“均值不等式”这一知识点,即对于非负实数、,有,当且仅当时等号成立.解题的关键在于根据题目所给代数式的形式,合理地将其转化为符合“均值不等式”的结构,通过设a、b的值,利用不等式求出最值,并确定取最值时自变量的值.
(1)类比得出, 当时,即时,代数式取到最小值, 最小值为:;
(2)设矩形的长为, 宽为, 可得出,当时取等号,进而求得及最值;
(3),由,时,取等号,进一步求最值;
(4),分情况讨论:当时,当时,求的取值范围.
【详解】(1)解:,
,当时,即时,代数式取得最小值,最小值为:.
故答案为:
(2)设矩形的长为, 宽为,
,
当时,即时,的最小值为20,
当长和宽均为10时,篱笆的长度最短,最短为;
(3),
,时,取等号,的最小值为6,
∴的最大值为.
(4)
当时,,,即时,取等号,
,
当时,,,,即时,取等号,
,,
综上,的范围为或.
故答案为:或.
【题型五】分母有理化
【例5】(25-26九年级上·黑龙江哈尔滨·期末)规定运算“★”是,则 .
【答案】/
【分析】本题考查了实数的新定义,分母有理化,二次根式的减法运算.根据新运算的定义,将 a 和 b 的值代入公式计算,即可作答.
【详解】解:∵,
∴当,时,.
故答案为:.
【变式5-1】 .
【答案】/
【分析】本题考查了分母有理化,解题的关键是找准有理化因式.
分子和分母同乘以进行分母有理化,消除分母中的根式.
【详解】解:
故答案为:.
【变式5-2】先化简再求值:,其中.
【答案】,
【分析】本题考查了二次根式的性质化简,分母有理化,已知字母的值求代数式的值.正确掌握相关性质内容是解题的关键.先整理得,则,化简,再把代入进行计算,即可作答.
【详解】解:依题意,,
则,
;
把代入,
得.
【变式5-3】善于思考的小秦在解“已知,求的值”时,是这样分析与解题的.
因为,
所以,
所以,即,
所以
请你根据小秦的解题过程,完成下列各题.
(1)已知,求的值;
(2)已知,求的值.
【答案】(1)
(2)3
【分析】本题考查分母有理化,二次根式化简求值:
(1)先根据分母有理化计算出,代入求值即可;
(2)先根据分母有理化计算出,进而计算出,即可求解.
【详解】(1)解:,
;
(2)解:,
,
,
即,
,
原式
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