【分子有理化的步骤及例题】在数学中,尤其是在代数运算中,常常会遇到含有根号的表达式。为了简化计算或便于进一步处理,我们通常需要对这些表达式进行“有理化”操作。其中,“分子有理化”是指将分母中含有根号的表达式通过乘以适当的共轭项,使得分母中的根号被消除的过程。
一、分子有理化的步骤
步骤 | 内容说明 |
1 | 确定分母中含有根号的表达式。例如:$\frac{a}{\sqrt{b}}$ 或 $\frac{a}{\sqrt{b} + \sqrt{c}}$ |
2 | 找到合适的共轭表达式。如果分母是单个根号,则共轭为该根号本身;如果是两个根号相加或相减,则共轭为另一形式(如$\sqrt{b} - \sqrt{c}$) |
3 | 将原式分子和分母同时乘以找到的共轭表达式 |
4 | 展开并化简分子与分母,消去分母中的根号 |
5 | 最后得到一个分母不含根号的表达式 |
二、分子有理化例题
例题1:
题目:对表达式 $\frac{3}{\sqrt{5}}$ 进行分子有理化。
解法:
- 分母为 $\sqrt{5}$,其共轭为 $\sqrt{5}$
- 分子和分母同乘以 $\sqrt{5}$:
$$
\frac{3}{\sqrt{5}} \times \frac{\sqrt{5}}{\sqrt{5}} = \frac{3\sqrt{5}}{5}
$$
结果:$\frac{3\sqrt{5}}{5}$
例题2:
题目:对表达式 $\frac{2}{\sqrt{3} + \sqrt{2}}$ 进行分子有理化。
解法:
- 分母为 $\sqrt{3} + \sqrt{2}$,其共轭为 $\sqrt{3} - \sqrt{2}$
- 分子和分母同乘以 $\sqrt{3} - \sqrt{2}$:
$$
\frac{2}{\sqrt{3} + \sqrt{2}} \times \frac{\sqrt{3} - \sqrt{2}}{\sqrt{3} - \sqrt{2}} = \frac{2(\sqrt{3} - \sqrt{2})}{(\sqrt{3})^2 - (\sqrt{2})^2}
$$
$$
= \frac{2(\sqrt{3} - \sqrt{2})}{3 - 2} = \frac{2(\sqrt{3} - \sqrt{2})}{1} = 2\sqrt{3} - 2\sqrt{2}
$$
结果:$2\sqrt{3} - 2\sqrt{2}$
例题3:
题目:对表达式 $\frac{4}{\sqrt{7} - \sqrt{3}}$ 进行分子有理化。
解法:
- 分母为 $\sqrt{7} - \sqrt{3}$,其共轭为 $\sqrt{7} + \sqrt{3}$
- 分子和分母同乘以 $\sqrt{7} + \sqrt{3}$:
$$
\frac{4}{\sqrt{7} - \sqrt{3}} \times \frac{\sqrt{7} + \sqrt{3}}{\sqrt{7} + \sqrt{3}} = \frac{4(\sqrt{7} + \sqrt{3})}{(\sqrt{7})^2 - (\sqrt{3})^2}
$$
$$
= \frac{4(\sqrt{7} + \sqrt{3})}{7 - 3} = \frac{4(\sqrt{7} + \sqrt{3})}{4} = \sqrt{7} + \sqrt{3}
$$
结果:$\sqrt{7} + \sqrt{3}$
三、总结
分子有理化是一种常见的代数技巧,主要目的是去除分母中的根号,使表达式更简洁、便于后续计算。其核心在于找到合适的共轭项,并将其与原式同乘,从而实现分母的有理化。掌握这一方法有助于提高代数运算的准确性和效率。
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