Вопросы занятия:
· вспомнить основные понятия, связанные с квадратными корнями;
· вспомнить свойства арифметического квадратного корня;
· рассмотреть, какие преобразования можно выполнять в выражениях, содержащих знак корня.
Материал урока
Стоит напомнить, что квадратным корнем из числа 𝑎 называют такое число 𝑏, квадрат которого равен 𝑎 ().
Например, числа 8 и –8 квадратные корни из числа 64, так как и .
Из любого неотрицательного действительного числа существует квадратный корень.
Квадратный корень из отрицательного числа не существует.
Если – квадратный корень из числа а, то также является квадратным корнем из числа а, и других квадратных корней из числа а нет.
Также вы помните, что арифметическим квадратным корнем из числа а называют неотрицательное число, квадрат которого равен а и обозначается он так:
Например,
Знак называется знаком арифметического квадратного корня.
Выражение, стоящее под знаком корня, называется подкоренным выражением.
Извлечь квадратный корень из числа а – это значит найти значение выражения .
Выражение при не имеет смысла.
Не путайте квадратный корень и арифметический квадратный корень из числа.
Запись читают «квадратный корень из а». Слово «арифметический» при чтении опускают.
Значок всегда означает «арифметический квадратный корень из числа».
Из определения квадратного корня следует тождество:
Например,
Напомним, что над выражениями, содержащими квадратные корни можно выполнять ряд преобразований. К таким преобразованиям относят: преобразования корней из произведения, дроби и степени; умножение и деление корней; вынесение множителя за знак корня, внесение множителя под знак корня и избавление от иррациональности в знаменателе.
Теперь стоит повторить свойства арифметического квадратного корня и их применения.
Итак, первое свойство: если и , то .
Чтобы извлечь квадратный корень из произведения неотрицательных чисел, можно извлечь его из каждого сомножителя отдельно и результаты перемножить.
Следует помнить, что это свойство распространяется и на тот случай, когда подкоренное выражение представляет собой произведение трёх, четырёх и т.д. неотрицательных множителей.
Например, если , , , то .
Сделаем вывод: корень из неотрицательных множителей равен произведению корней из этих множителей.
Верно и обратное утверждение: произведение корней из неотрицательных чисел равно корню из произведения этих чисел.
Задание.
Вычислить значение выражения:
а) ; б) .
Первое выражение: . Воспользуемся свойством корня из произведения. Тогда корень из произведения этих чисел можно записать произведением корней, т.е. произведением . Найдём значения каждого из корней. В результате получим,
Следующее выражение: . Воспользуемся свойством корня из произведения. Тогда произведение этих корней равно корню из произведения . Затем представим подкоренное выражение в виде множителей, каждый из которых является квадратом целого числа. Тогда произведение значений каждого корня равно:
Следующее свойство: если и , то .
Чтобы извлечь квадратный корень из дроби, можно извлечь корень отдельно из числителя и знаменателя и первый результат разделить на второй.
Сделаем вывод: корень из дроби, числитель которой неотрицателен, а знаменатель положителен, равен корню из числителя, делённому на корень из знаменателя.
Верно и обратное утверждение: частное корней равно корню из частного этих чисел.
Задание.
Вычислить значение выражения:
а); б) .
Первое выражение: . Найдём его значение. Представим подкоренное выражение в виде неправильной дроби. Получим,
Следующее выражение: . Воспользуемся свойством корня из дроби. Тогда получим,
Перейдём к следующему свойству: при любом значении а верно равенство: .
Равенство является тождеством. Это тождество применяется при извлечении квадратного корня из степени с чётным показателем.
Чтобы извлечь корень из степени с чётным показателем, достаточно представить подкоренное выражение в виде квадрата некоторого выражения и воспользоваться тождеством: .
Задание.
Найти значение выражения:
а) ; б) ; в) .
Первое выражение: . Видим, в подкоренном выражении записана чётная степень. Применим свойство корня из степени с чётным показателем. Тогда, получим,
Следующее выражение: . Как и в предыдущем выражении под корнем имеем чётную степень. Значит, можем воспользоваться свойством корня из чётной степени. Тогда получим,
И последнее выражение: . Перепишем подкоренное выражение, как . Теперь в подкоренном выражении имеем чётную степень. По свойству корня из степени с чётным показателем получим,
А теперь давайте перейдём к таким преобразованиям выражений, содержащих квадратные корни, как вынесение множителя из-под знака корня и внесение множителя под знак корня.
Итак, если и , то .
Такое преобразование называют вынесением множителя из-под знака корня.
Задание.
Вынесите множитель из-под знака корня:
а) ; б) .
Первое выражение: . Представим подкоренное выражение в виде произведения 16 и 2. Число 16 – это, в свою очередь, 42. Тогда получим,
Следующее выражение: . Аналогично предыдущему примеру, подкоренное выражение представим в виде произведения 4 и 17. Упростим произведение. В итоге получим,
Если и , то .
Если и , то .
Такое преобразование называют внесением множителя под знак корня.
Задание.
Внесите множитель под знак корня:
а) ; б) .
Первое выражение: . Представим число 5 в виде арифметического квадратного корня. Выполним умножение, применяя свойство корня из произведения. Получим,
Следующее выражение: . Число 0,3 представим в виде произведения и 0,3. Затем число 0,3 представим в виде корня. Воспользуемся свойством корня из произведения. Посчитаем. Получим,
Очень важное место в преобразовании выражений, содержащих квадратные корни, занимает избавление от иррациональности в знаменателе или числителе дроби.
Если , то .
Такое преобразование называют избавлением от иррациональности в знаменателе дроби.
Задание.
Избавиться от иррациональности в знаменателе дроби:
а) ; б) ; в) .
Первое выражение: . Чтобы избавиться от иррациональности в знаменателе дроби, нам пригодится основное свойство дроби: если числитель и знаменатель дроби умножить или разделить на одно и то же число, не равное нулю, то значение дроби не изменится. Т.е. чтобы избавиться от корня в знаменателе дроби мы можем числитель и знаменатель дроби умножить на этот корень. Умножим числитель и знаменатель нашей дроби на . Упростим числитель и знаменатель дроби. Получим,
Следующее выражение. Умножим числитель и знаменатель дроби на . Упростим. В итоге получим,
Следующее выражение немного посложнее: . Но не стоит сразу пугаться! Чтобы избавиться от иррациональности в данной дроби, нам следует обратиться к формуле разности квадратов. Для применения этой формулы нам нужно умножить числитель и знаменатель дроби на выражение . Сворачивая знаменатель по формуле разности квадратов, получим,
Посмотрите, мы избавились от иррациональности в знаменателе. Выражение называют сопряжённым выражением по отношению к выражению . Поэтому очень часто вместо того чтобы говорить умножим числитель и знаменатель на сумму или разность тех или иных выражений, говорят просто «умножим на сопряжённое выражение знаменателю (числителю)».
А теперь давайте рассмотрим задания на преобразование выражений, которые содержат квадратные корни.
Задание.
Упростить выражение:
.
Рассмотрим выражение: . Каждое подкоренное выражение представим в виде произведения, таким образом, чтобы хотя бы один из множителей являлся квадратом натурального числа. Затем воспользуемся свойством корня из произведения. Теперь применим свойство корня из степени с чётным показателем. Упростим получившееся выражение. Обратите внимание, все слагаемые в нашем примере имеют корни с одинаковыми подкоренными выражениями. И отличаются лишь коэффициентами, записанными перед ними. Корни, которые имеют одинаковые подкоренные выражения, являются подобными слагаемыми. Чтобы привести подобные слагаемые достаточно сложить их коэффициенты и умножить на одинаковое выражение, содержащее корень. Приведём подобные слагаемые в нашем примере. Получим,
Задание.
Преобразовать выражение:
.
Воспользуемся формулой квадрата суммы. Упростим это выражение. Воспользуемся следствием из определения квадратного корня. Затем применим свойство корня из произведения. Приведём подобные. В итоге получим,
Задание.
Сократить дроби:
а) ; б) .
Рассмотрим первую дробь: . Напомним, что для выполнения сокращения дроби необходимо разложить выражения (в числителе или знаменателе) на множители. Для этого используют вынесение общего множителя за скобки или же применяют формулы сокращённого умножения. В нашем случае в числителе дроби число 7 можно представить, как . Тогда вынесем общий множитель за скобку. Смотрите, дробь можно сократить на выражение . После сокращения получим,
Теперь перейдём ко второй дроби: . Заметим, что в числителе можно представить, как , а 2, как . Тогда числитель данной дроби можно разложить по формуле разности квадратов двух выражений. Сократим дробь на выражение . В результате получим,
Итоги урока
На этом уроке поговорили о «преобразовании выражений, содержащих знак корня». Вспомнили основные понятия, связанные с квадратными корнями. Поговорили о свойствах арифметического квадратного корня. А затем рассмотрели, какие преобразования можно выполнять в выражениях, содержащих знак корня.