内容正文:
第10章 数的开方 知识清单
一、核心知识总结(必背・单元重点)
1. 平方根
1.1 平方根的定义
如果一个数的平方等于 ,那么这个数叫做 的平方根。
示例:因为 ,所以 是 的一个平方根;又因为 ,所以 也是 的一个平方根。 和 都是 的平方根。
1.2 平方根的性质
一个正数如果有平方根,那么必定有两个,它们互为相反数。显然,如果我们知道了这两个平方根中的一个,那么立即可以得到另一个。
的取值
平方根的情况
有两个平方根,它们互为相反数
平方根只有一个,就是 ,也叫做 的算术平方根,记作 ,即
因为任何有理数的平方都不可能是负数,所以负数没有平方根
注意:根据平方根的意义,可以利用平方运算来探求一个数的平方根。
示例:求 的平方根。因为 ,,除了 和 以外任何数的平方都不等于 ,所以 的平方根是 。
1.3 算术平方根
正数 的正的平方根,叫做 的算术平方根,记作 ,读作”根号 “;另一个平方根是它的相反数,即 。因此,正数 的平方根可以记作 ,其中 称为被开方数。
注意:()表示 的算术平方根,它一定是非负数。
示例: 的算术平方根是 , 的平方根是 。
1.4 开平方
求一个非负数的平方根的运算,叫做开平方。将一个正数开平方,关键是找出它的算术平方根。
示例: 的算术平方根是 ,因此 的平方根是 。
2. 立方根
2.1 立方根的定义
如果一个数的立方等于 ,那么这个数叫做 的立方根。
示例:因为 ,所以 是 的立方根。
2.2 立方根的性质
任何数的立方根如果存在的话,必定只有一个。
的取值
立方根的情况
立方根是正数
立方根是
立方根是负数
示例: 的立方根是 ; 的立方根是 ; 的立方根是 。
2.3 立方根的记法与开立方
数 的立方根,记作 ,读作”三次根号 “。其中, 是被开方数, 是根指数。求一个数的立方根的运算,叫做开立方。
示例: 的立方根是 。
3. 实数
3.1 无理数
无限不循环小数叫做无理数。、、 等都是无理数。
注意:有理数包括整数和分数,而任何一个分数写成小数的形式,只可能是有限小数或者无限循环小数。
示例: 是无限不循环小数,是无理数;、 是有理数。
3.2 实数
有理数和无理数统称为实数。
示例:、、、、 都是实数。
3.3 实数与数轴上的点一一对应
数轴上的每一个点必定表示一个实数;反过来,每一个实数(有理数或无理数)都可以用数轴上的一个点来表示。换句话说,实数与数轴上的点一一对应。
图1:两个边长为 的正方形拼成的大正方形
示例:将两个边长为 的正方形分别沿对角线剪开,得到四个等腰直角三角形,即可拼成一个面积为 的大正方形,所以大正方形的边长为 ;即边长为 的正方形的对角线长是 ,据此可以在数轴上找到表示 的点。
3.4 实数的性质与运算
在七年级上学期学过的有关有理数的相反数和绝对值等概念、大小比较法则、运算法则以及运算律,对于实数也适用。
从有理数扩充到实数以后,正数总可以开平方、开立方。在实数范围内,任意一个正数有两个平方根,它们互为相反数; 的平方根是 ;负数没有平方根。任意一个实数有且只有一个立方根。
涉及无理数的大小比较和运算,通常可以取它们的近似值来进行。
示例:比较 与 的大小:,,所以 。
二、二级结论与方法技巧
1. 常用二级推论
1.1 算术平方根的非负性
()表示 的算术平方根,恒有 ,且 的条件是 。对任意实数 ,,。
【使用提醒】几个非负数之和为 ,则每一个都等于 ,常据此由”“反求各未知量。
1.2 平方根、立方根等于本身的数
平方根等于它本身的数是 ;算术平方根等于它本身的数是 和 ;立方根等于它本身的数是 、、。
1.3 与 的区别
(其中 );,即 时等于 , 时等于 。
【使用提醒】 先平方、再开方,结果为算术平方根,恒非负,等于 而不是 。
1.4 常见完全平方数与完全立方数速记
,,,,,,,,;,,,,,。
1.5 估算无理数(夹逼法)
若 (、 为正整数),则 ,据此可确定 在哪两个相邻整数之间,进而求其整数部分。如 ,则 。
2. 解题方法与操作步骤
2.1 求一个正数的平方根的规范步骤
先求它的算术平方根 ,再在前面添”“号得平方根 ; 的平方根只有 ,负数没有平方根。如 :,故 的平方根是 。
2.2 求立方根的规范步骤
借助立方运算求 :先定符号(立方根与 同号),再求绝对值部分的立方根。如 :符号为负,又 ,故 。
2.3 实数比较大小的方法
无理数与无理数、无理数与有理数比较大小,先取近似值再比较;两个正无理数也可平方后比较被开方数。如比较 与 :两边平方得 与 ,故 。
2.4 实数运算取近似值的规则
取近似值进行加减运算时,中间结果通常应比要求的精确度多取一位,最后一步再按要求精确度四舍五入。
3. 大小比较 / 化简 / 运算小技巧
技巧
要点
示例
小数开方先化分数
被开方数是小数时,先化成分数再开方
分数开方
分子、分母分别开平方(开立方)
无理数快速识别
开方开不尽的根式、、无限不循环小数是无理数;有限小数、无限循环小数、能开尽的根式是有理数
是有理数, 是无理数
三、章节高频易错点 + 错解 / 正解对比
易错点 1:混淆平方根与算术平方根,把”平方根”当成”正的根”
典例:求 的平方根。
错解:,所以 的平方根是 。
正解: 的平方根是 ;而 表示 的算术平方根(即正的平方根),不是平方根。
原因:概念混淆。一个正数有两个平方根,它们互为相反数,而算术平方根专指其中正的那一个。学生把符号 的读法”根号 “与”平方根”等同,误以为 就是平方根的全部。区分要点:符号 表示算术平方根,平方根要在前面加”“。
易错点 2:认为负数也有平方根,或对 中被开方数为负的情况直接开方
典例:判断: 是否正确?
错解:正确。因为 ,所以 。
正解:不正确。因为任何数的平方都不可能是负数,所以负数没有平方根, 无意义。
原因:忽略被开方数须非负这一前提。 成立的前提是 。学生在 的惯性下,把被开方数 误当成 来开方,未先检查被开方数的符号。
易错点 3:认为”无限小数就是无理数”或”带根号的数都是无理数”
典例:判断下列各数是否为无理数:(即 );。
错解: 是无限小数,是无理数; 带根号,是无理数。
正解: 是无限循环小数,是有理数;,是有理数。
原因:无理数概念理解错误。无理数是”无限不循环小数”,必须同时满足”无限”和”不循环”;无限循环小数(如 )是有理数。带根号的数不一定是无理数, 就是有理数,只有开方开不尽的(如 )才是无理数。
易错点 4:求平方根时漏掉负根
典例:若 ,求 。
错解:。
正解:,即 或 。
原因:遗漏分类讨论。一个正数有两个平方根,它们互为相反数。学生由 只想到 ,漏掉了 。凡由”平方”反求原数,都要成对考虑正负两个平方根( 时只有一个)。
易错点 5:把平方根的性质错误迁移到立方根
典例:判断:负数没有立方根。
错解:正确。负数既没有平方根,也没有立方根。
正解:错误。任意一个实数都有且只有一个立方根,负数的立方根是负数,如 ;负数没有的是平方根。
原因:概念迁移错误。学生记住了”负数没有平方根”,却把它套用到立方根上。平方根与立方根性质不同:正数有两个平方根、 的平方根是 、负数没有平方根;而任意实数(含负数)都有且只有一个立方根。
易错点 6:忽略算术平方根的非负性,把 错写成
典例:化简 。
错解:。
正解:,即 。
原因:概念理解错误。 表示”先平方、后开平方”,其结果是算术平方根(非负),应等于 。学生误以为”开平方与平方互相抵消”,直接把根号与平方约去,忽略了算术平方根恒非负这一性质。
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