Bài 9: Biến đổi đơn giản và rút gọn biểu thức chứa căn thức bậc hai
Bài 9: Biến đổi đơn giản và rút gọn biểu thức chứa căn thức bậc hai
Nắm vững quy tắc đưa thừa số ra ngoài/vào trong dấu căn, khử mẫu biểu thức lấy căn, trục căn thức ở mẫu và rút gọn biểu thức đại số chứa căn thức bậc hai.
Không sử dụng máy tính cầm tay (MTCT), có thể so sánh được hai số $a = 3\sqrt{2}$ và $b = 2\sqrt{3}$ hay không?
* Để trả lời câu hỏi này, ta cần tìm cách đưa thừa số ở ngoài vào trong dấu căn hoặc ngược lại để đưa về so sánh hai căn thức có cùng dạng!
Đưa thừa số ra ngoài dấu căn
Quy tắc $\sqrt{a^2 \cdot b} = |a|\sqrt{b}$ và ứng dụng khử mẫu biểu thức lấy căn
Tính và so sánh $\sqrt{(-3)^2 \cdot 25}$ với $|-3| \cdot \sqrt{25}$.
Xem lời giải chi tiết
Ta có:
- $\sqrt{(-3)^2 \cdot 25} = \sqrt{9 \cdot 25} = \sqrt{225} = 15$;
- $|-3| \cdot \sqrt{25} = 3 \cdot 5 = 15$.
Do đó: $\sqrt{(-3)^2 \cdot 25} = |-3| \cdot \sqrt{25}$.
Nếu $a$ là một số và $b$ là một số không âm thì:
$$\sqrt{a^2 \cdot b} = |a|\sqrt{b}$$
• Nếu $a \ge 0$ và $b \ge 0$ thì $\sqrt{a^2 b} = a\sqrt{b}$.
• Nếu $a < 0$ và $b \ge 0$ thì $\sqrt{a^2 b} = -a\sqrt{b}$.
Viết nhân tử số của biểu thức dưới dấu căn thành tích các luỹ thừa rồi đưa thừa số ra ngoài dấu căn:
a) $\sqrt{45}$; b) $\sqrt{243a}$ ($a \ge 0$).
Xem lời giải chi tiết
- a) Ta có $45 = 3^2 \cdot 5$ nên $\sqrt{45} = \sqrt{3^2 \cdot 5} = 3\sqrt{5}$.
- b) Ta có $243 = 3 \cdot 9^2$ nên $\sqrt{243a} = \sqrt{9^2 \cdot 3a} = 9\sqrt{3a}$ (vì $a \ge 0$).
Đưa thừa số ra ngoài dấu căn: a) $\sqrt{12}$; b) $3\sqrt{27}$; c) $5\sqrt{48}$.
Xem lời giải chi tiết
- a) $\sqrt{12} = \sqrt{2^2 \cdot 3} = 2\sqrt{3}$.
- b) $3\sqrt{27} = 3\sqrt{3^2 \cdot 3} = 3 \cdot 3\sqrt{3} = 9\sqrt{3}$.
- c) $5\sqrt{48} = 5\sqrt{4^2 \cdot 3} = 5 \cdot 4\sqrt{3} = 20\sqrt{3}$.
Khử mẫu của biểu thức lấy căn: $\sqrt{\dfrac{4}{7}}$.
Xem lời giải chi tiết
Nhân cả tử và mẫu của biểu thức lấy căn với $7$ và đưa thừa số ra ngoài dấu căn, ta được:
$$\sqrt{\dfrac{4}{7}} = \sqrt{\dfrac{4 \cdot 7}{7^2}} = \sqrt{\left(\dfrac{2}{7}\right)^2 \cdot 7} = \dfrac{2\sqrt{7}}{7}$$
Khử mẫu của biểu thức lấy căn: $\sqrt{\dfrac{3}{5}}$.
Xem lời giải chi tiết
Nhân cả tử và mẫu với $5$ rồi đưa thừa số ra ngoài dấu căn:
$$\sqrt{\dfrac{3}{5}} = \sqrt{\dfrac{3 \cdot 5}{5^2}} = \dfrac{\sqrt{15}}{5}$$
Vuông viết: $\sqrt{(-2)^2 \cdot 5} = -2\sqrt{5}$. Em có đồng ý với cách làm của Vuông không? Vì sao?
Xem lời giải chi tiết
Không đồng ý với cách làm của Vuông.
Giải thích: Theo quy tắc đưa thừa số ra ngoài dấu căn, $\sqrt{a^2 \cdot b} = |a|\sqrt{b}$. Ở đây $a = -2$, do đó:
$$\sqrt{(-2)^2 \cdot 5} = |-2|\sqrt{5} = 2\sqrt{5}$$
Hơn nữa, căn bậc hai số học của một số không âm luôn là một số không âm, trong khi kết quả $-2\sqrt{5}$ của Vuông là số âm nên chắc chắn sai.
Đưa thừa số vào trong dấu căn
Quy tắc đưa thừa số vào trong căn và ứng dụng so sánh các căn bậc hai
Tính và so sánh:
a) $5 \cdot \sqrt{4}$ với $\sqrt{5^2 \cdot 4}$; b) $-5 \cdot \sqrt{4}$ với $-\sqrt{(-5)^2 \cdot 4}$.
Xem lời giải chi tiết
- a) $5 \cdot \sqrt{4} = 5 \cdot 2 = 10$; $\sqrt{5^2 \cdot 4} = \sqrt{25 \cdot 4} = \sqrt{100} = 10$.
Vậy $5 \cdot \sqrt{4} = \sqrt{5^2 \cdot 4}$. - b) $-5 \cdot \sqrt{4} = -5 \cdot 2 = -10$; $-\sqrt{(-5)^2 \cdot 4} = -\sqrt{25 \cdot 4} = -\sqrt{100} = -10$.
Vậy $-5 \cdot \sqrt{4} = -\sqrt{(-5)^2 \cdot 4}$.
• Nếu $a$ và $b$ là hai số không âm thì: $a\sqrt{b} = \sqrt{a^2 b}$.
• Nếu $a$ là số âm và $b$ là số không âm thì: $a\sqrt{b} = -\sqrt{a^2 b}$.
Đưa thừa số vào trong dấu căn: a) $5\sqrt{2}$; b) $-2\sqrt{a}$ ($a \ge 0$).
Xem lời giải chi tiết
- a) $5\sqrt{2} = \sqrt{5^2 \cdot 2} = \sqrt{25 \cdot 2} = \sqrt{50}$.
- b) Do thừa số $-2 < 0$, ta đưa phần số dương vào trong căn và giữ dấu trừ ở ngoài:
$$-2\sqrt{a} = -\sqrt{2^2 \cdot a} = -\sqrt{4a}\quad (a \ge 0)$$
So sánh hai số $a = 3\sqrt{2}$ và $b = 2\sqrt{3}$ không dùng máy tính cầm tay.
Xem lời giải chi tiết
Đưa các thừa số vào trong dấu căn:
- $a = 3\sqrt{2} = \sqrt{3^2 \cdot 2} = \sqrt{18}$;
- $b = 2\sqrt{3} = \sqrt{2^2 \cdot 3} = \sqrt{12}$.
Vì $12 < 18$ nên $\sqrt{12} < \sqrt{18}$, suy ra $2\sqrt{3} < 3\sqrt{2}$ (hay $b < a$).
Đưa thừa số vào trong dấu căn: a) $3\sqrt{5}$; b) $-2\sqrt{7}$.
Xem lời giải chi tiết
- a) $3\sqrt{5} = \sqrt{3^2 \cdot 5} = \sqrt{9 \cdot 5} = \sqrt{45}$.
- b) $-2\sqrt{7} = -\sqrt{2^2 \cdot 7} = -\sqrt{4 \cdot 7} = -\sqrt{28}$.
Trục căn thức ở mẫu
Kỹ thuật nhân với thừa số liên hợp để triệt tiêu căn thức ở mẫu số
Nhân cả tử và mẫu của $\dfrac{3a}{2\sqrt{2}}$ với $\sqrt{2}$ và viết dưới dạng không có căn thức ở mẫu.
Xem lời giải chi tiết
Nhân cả tử và mẫu với $\sqrt{2}$:
$$\dfrac{3a}{2\sqrt{2}} = \dfrac{3a \cdot \sqrt{2}}{2\sqrt{2} \cdot \sqrt{2}} = \dfrac{3\sqrt{2}a}{2 \cdot 2} = \dfrac{3\sqrt{2}a}{4}$$
Trục căn thức ở mẫu của $\dfrac{-2}{\sqrt{3}+1}$ và $\dfrac{1}{\sqrt{3}-\sqrt{2}}$.
Xem lời giải chi tiết
a) Biểu thức liên hợp của $\sqrt{3} + 1$ là $\sqrt{3} - 1$; của $\sqrt{3} - \sqrt{2}$ là $\sqrt{3} + \sqrt{2}$.
b) và c) Nhân tử và mẫu với biểu thức liên hợp:
- $$\dfrac{-2}{\sqrt{3} + 1} = \dfrac{-2(\sqrt{3} - 1)}{(\sqrt{3} + 1)(\sqrt{3} - 1)} = \dfrac{-2(\sqrt{3} - 1)}{3 - 1} = -(\sqrt{3} - 1) = 1 - \sqrt{3}$$
- $$\dfrac{1}{\sqrt{3} - \sqrt{2}} = \dfrac{\sqrt{3} + \sqrt{2}}{(\sqrt{3} - \sqrt{2})(\sqrt{3} + \sqrt{2})} = \dfrac{\sqrt{3} + \sqrt{2}}{3 - 2} = \sqrt{3} + \sqrt{2}$$
• Với các biểu thức $A, B$ và $B > 0$, ta có: $\dfrac{A}{\sqrt{B}} = \dfrac{A\sqrt{B}}{B}$.
• Với các biểu thức $A, B, C$ mà $A \ge 0, A \ne B^2$, ta có:
$$\dfrac{C}{\sqrt{A} + B} = \dfrac{C(\sqrt{A} - B)}{A - B^2}; \qquad \dfrac{C}{\sqrt{A} - B} = \dfrac{C(\sqrt{A} + B)}{A - B^2}$$
• Với các biểu thức $A, B, C$ mà $A \ge 0, B \ge 0, A \ne B$, ta có:
$$\dfrac{C}{\sqrt{A} + \sqrt{B}} = \dfrac{C(\sqrt{A} - \sqrt{B})}{A - B}; \qquad \dfrac{C}{\sqrt{A} - \sqrt{B}} = \dfrac{C(\sqrt{A} + \sqrt{B})}{A - B}$$
Trục căn thức ở mẫu của: a) $\dfrac{2}{3\sqrt{5}}$; b) $\dfrac{a}{3 - 2\sqrt{2}}$.
Xem lời giải chi tiết
- a) Nhân cả tử và mẫu với $\sqrt{5}$:
$$\dfrac{2}{3\sqrt{5}} = \dfrac{2\sqrt{5}}{3(\sqrt{5})^2} = \dfrac{2\sqrt{5}}{3 \cdot 5} = \dfrac{2\sqrt{5}}{15}$$ - b) Biểu thức liên hợp của mẫu là $3 + 2\sqrt{2}$:
$$\dfrac{a}{3 - 2\sqrt{2}} = \dfrac{a(3 + 2\sqrt{2})}{(3 - 2\sqrt{2})(3 + 2\sqrt{2})} = \dfrac{a(3 + 2\sqrt{2})}{3^2 - (2\sqrt{2})^2} = \dfrac{a(3 + 2\sqrt{2})}{9 - 8} = (3 + 2\sqrt{2})a$$
Trục căn thức ở mẫu của: a) $\dfrac{-5\sqrt{x^2+1}}{2\sqrt{3}}$; b) $\dfrac{a^2 - 2a}{\sqrt{a} + \sqrt{2}}$ ($a \ge 0, a \ne 2$).
Xem lời giải chi tiết
- a) Nhân cả tử và mẫu với $\sqrt{3}$:
$$\dfrac{-5\sqrt{x^2+1}}{2\sqrt{3}} = \dfrac{-5\sqrt{x^2+1} \cdot \sqrt{3}}{2(\sqrt{3})^2} = \dfrac{-5\sqrt{3(x^2+1)}}{6}$$ - b) Nhân cả tử và mẫu với biểu thức liên hợp $(\sqrt{a} - \sqrt{2})$:
$$\dfrac{a^2 - 2a}{\sqrt{a} + \sqrt{2}} = \dfrac{a(a - 2)(\sqrt{a} - \sqrt{2})}{(\sqrt{a} + \sqrt{2})(\sqrt{a} - \sqrt{2})} = \dfrac{a(a - 2)(\sqrt{a} - \sqrt{2})}{a - 2} = a(\sqrt{a} - \sqrt{2})$$
Rút gọn biểu thức chứa căn thức bậc hai
Phối hợp các phép biến đổi đồng dạng để đơn giản hoá biểu thức số và đại số
Rút gọn biểu thức: $A = 2\sqrt{3} - \sqrt{75} + \sqrt{(1 - \sqrt{3})^2}$.
Xem lời giải chi tiết
• Đưa thừa số ra ngoài dấu căn: $\sqrt{75} = \sqrt{5^2 \cdot 3} = 5\sqrt{3}$.
• Sử dụng hằng đẳng thức căn bậc hai: $\sqrt{(1 - \sqrt{3})^2} = |1 - \sqrt{3}| = \sqrt{3} - 1$ (do $1 < \sqrt{3}$).
Do đó:
$$A = 2\sqrt{3} - 5\sqrt{3} + (\sqrt{3} - 1) = (2 - 5 + 1)\sqrt{3} - 1 = -1 - 2\sqrt{3}$$
a) Trục căn thức ở mẫu của $\dfrac{x^2 - 1}{\sqrt{x} - 1}$ và $\dfrac{x^2 - x}{\sqrt{x} + 1}$ ($x \ge 0, x \ne 1$).
b) Rút gọn biểu thức $P = \dfrac{x^2 - 1}{\sqrt{x} - 1} - \dfrac{x^2 - x}{\sqrt{x} + 1}$.
Xem lời giải chi tiết
a) Trục căn thức ở mẫu:
- $$\dfrac{x^2 - 1}{\sqrt{x} - 1} = \dfrac{(x - 1)(x + 1)(\sqrt{x} + 1)}{(\sqrt{x} - 1)(\sqrt{x} + 1)} = \dfrac{(x - 1)(x + 1)(\sqrt{x} + 1)}{x - 1} = (x + 1)(\sqrt{x} + 1) = x\sqrt{x} + \sqrt{x} + x + 1$$
- $$\dfrac{x^2 - x}{\sqrt{x} + 1} = \dfrac{x(x - 1)(\sqrt{x} - 1)}{(\sqrt{x} + 1)(\sqrt{x} - 1)} = \dfrac{x(x - 1)(\sqrt{x} - 1)}{x - 1} = x(\sqrt{x} - 1) = x\sqrt{x} - x$$
b) Rút gọn biểu thức $P$:
$$P = (x\sqrt{x} + \sqrt{x} + x + 1) - (x\sqrt{x} - x) = 2x + \sqrt{x} + 1$$
Rút gọn biểu thức: $\left( \dfrac{\sqrt{22} - \sqrt{11}}{1 - \sqrt{2}} + \dfrac{\sqrt{21} - \sqrt{7}}{1 - \sqrt{3}} \right) (\sqrt{7} - \sqrt{11})$.
Xem lời giải chi tiết
Đặt nhân tử chung ở các tử số:
- $\dfrac{\sqrt{22} - \sqrt{11}}{1 - \sqrt{2}} = \dfrac{\sqrt{11}(\sqrt{2} - 1)}{1 - \sqrt{2}} = -\sqrt{11}$;
- $\dfrac{\sqrt{21} - \sqrt{7}}{1 - \sqrt{3}} = \dfrac{\sqrt{7}(\sqrt{3} - 1)}{1 - \sqrt{3}} = -\sqrt{7}$.
Biểu thức trở thành:
$$\left(-\sqrt{11} - \sqrt{7}\right)(\sqrt{7} - \sqrt{11}) = -(\sqrt{7} + \sqrt{11})(\sqrt{7} - \sqrt{11}) = -(7 - 11) = -(-4) = 4$$
Trong thuyết tương đối, khối lượng $m\text{ (kg)}$ của một vật khi chuyển động với vận tốc $v\text{ (m/s)}$ được cho bởi công thức:
Trong đó $m_0\text{ (kg)}$ là khối lượng đứng yên, $c\text{ (m/s)}$ là vận tốc ánh sáng trong chân không ($c \approx 3 \cdot 10^8\text{ m/s}$).
a) Viết lại công thức $m$ dưới dạng không có căn thức ở mẫu.
b) Tính khối lượng $m$ theo $m_0$ khi vật chuyển động với $v = \dfrac{1}{10}c$.
Xem lời giải chi tiết
a) Viết lại công thức không có căn thức ở mẫu:
b) Khi vật chuyển động với vận tốc $v = \dfrac{1}{10}c$:
Khối lượng của vật khi đó tăng khoảng $0{,}5\%$ so với khối lượng nghỉ $m_0$.
Ta phân tích $52 = 4 \cdot 13 = 2^2 \cdot 13$.
Áp dụng quy tắc đưa thừa số ra ngoài dấu căn:
$$\sqrt{52} = \sqrt{2^2 \cdot 13} = 2\sqrt{13}$$
Ta có $27a = 9 \cdot 3a = 3^2 \cdot 3a$.
Do $a \ge 0$ nên $3a \ge 0$, ta có:
$$\sqrt{27a} = \sqrt{3^2 \cdot 3a} = 3\sqrt{3a}$$
Đặt $25$ làm nhân tử chung dưới dấu căn:
$$50\sqrt{2} + 100 = 25(2\sqrt{2} + 4) = 5^2(2\sqrt{2} + 4)$$
Đưa $5^2$ ra ngoài dấu căn:
$$\sqrt{50\sqrt{2} + 100} = \sqrt{5^2(2\sqrt{2} + 4)} = 5\sqrt{2\sqrt{2} + 4}$$
Đặt $9 = 3^2$ làm nhân tử chung:
$$9\sqrt{5} - 18 = 9(\sqrt{5} - 2) = 3^2(\sqrt{5} - 2)$$
Vì $\sqrt{5} > \sqrt{4} = 2$ nên $\sqrt{5} - 2 > 0$. Đưa $3^2$ ra ngoài:
$$\sqrt{9\sqrt{5} - 18} = \sqrt{3^2(\sqrt{5} - 2)} = 3\sqrt{\sqrt{5} - 2}$$
Vì $4 > 0$, ta đưa $4$ vào trong dấu căn bằng cách bình phương:
$$4\sqrt{3} = \sqrt{4^2 \cdot 3} = \sqrt{16 \cdot 3} = \sqrt{48}$$
Vì $-2 < 0$, khi đưa vào trong dấu căn ta giữ nguyên dấu trừ ở phía trước căn thức:
$$-2\sqrt{7} = -\sqrt{2^2 \cdot 7} = -\sqrt{4 \cdot 7} = -\sqrt{28}$$
Đưa số dương $4$ vào trong căn:
$$4\sqrt{\dfrac{15}{2}} = \sqrt{4^2 \cdot \dfrac{15}{2}} = \sqrt{16 \cdot \dfrac{15}{2}} = \sqrt{8 \cdot 15} = \sqrt{120}$$
Giữ dấu trừ phía ngoài và đưa $5$ vào trong căn:
$$-5\sqrt{\dfrac{16}{5}} = -\sqrt{5^2 \cdot \dfrac{16}{5}} = -\sqrt{25 \cdot \dfrac{16}{5}} = -\sqrt{5 \cdot 16} = -\sqrt{80}$$
Nhân cả tử và mẫu trong căn với $5$:
$$2a\sqrt{\dfrac{3}{5}} = 2a\sqrt{\dfrac{3 \cdot 5}{5^2}} = 2a \cdot \dfrac{\sqrt{15}}{5} = \dfrac{2a\sqrt{15}}{5}$$
Nhân cả tử và mẫu trong căn với $x > 0$:
$$-3x\sqrt{\dfrac{5}{x}} = -3x\sqrt{\dfrac{5x}{x^2}} = -3x \cdot \dfrac{\sqrt{5x}}{x} = -3\sqrt{5x}$$
Nhân cả tử và mẫu với $b > 0$:
$$-\sqrt{\dfrac{3a}{b}} = -\sqrt{\dfrac{3a \cdot b}{b^2}} = -\dfrac{\sqrt{3ab}}{|b|} = -\dfrac{\sqrt{3ab}}{b}\quad (\text{do } b > 0)$$
Nhân cả tử và mẫu với lượng liên hợp $(\sqrt{5} + 2)$:
$$\dfrac{1}{\sqrt{5} - 2} = \dfrac{\sqrt{5} + 2}{(\sqrt{5} - 2)(\sqrt{5} + 2)} = \dfrac{\sqrt{5} + 2}{(\sqrt{5})^2 - 2^2} = \dfrac{\sqrt{5} + 2}{5 - 4} = \sqrt{5} + 2$$
Nhân cả tử và mẫu với lượng liên hợp $(1 + \sqrt{3})$:
$$\dfrac{3 + \sqrt{3}}{1 - \sqrt{3}} = \dfrac{(3 + \sqrt{3})(1 + \sqrt{3})}{(1 - \sqrt{3})(1 + \sqrt{3})} = \dfrac{3 + 3\sqrt{3} + \sqrt{3} + 3}{1 - 3} = \dfrac{6 + 4\sqrt{3}}{-2} = -3 - 2\sqrt{3}$$
Nhân cả tử và mẫu với $(\sqrt{3} - \sqrt{2})$:
$$\dfrac{\sqrt{2}}{\sqrt{3} + \sqrt{2}} = \dfrac{\sqrt{2}(\sqrt{3} - \sqrt{2})}{(\sqrt{3})^2 - (\sqrt{2})^2} = \dfrac{\sqrt{6} - 2}{3 - 2} = \sqrt{6} - 2$$
Mở Khóa Đáp Án & Lời Giải Dạng Toán Tương Tự 9+
Dạng bài toán tương tự & vận dụng nâng cao này giúp em nắm chắc phương pháp giải nhanh điểm 9+. Đăng nhập hoặc tạo tài khoản miễn phí chỉ trong 30 giây để bắt đầu giải bài!
Mở Khóa Đáp Án & Lời Giải Dạng Toán Tương Tự 9+
Dạng bài toán tương tự & vận dụng nâng cao này giúp em nắm chắc phương pháp giải nhanh điểm 9+. Đăng nhập hoặc tạo tài khoản miễn phí chỉ trong 30 giây để bắt đầu giải bài!
Mở Khóa Đáp Án & Lời Giải Dạng Toán Tương Tự 9+
Dạng bài toán tương tự & vận dụng nâng cao này giúp em nắm chắc phương pháp giải nhanh điểm 9+. Đăng nhập hoặc tạo tài khoản miễn phí chỉ trong 30 giây để bắt đầu giải bài!
Mở Khóa Đáp Án & Lời Giải Dạng Toán Tương Tự 9+
Dạng bài toán tương tự & vận dụng nâng cao này giúp em nắm chắc phương pháp giải nhanh điểm 9+. Đăng nhập hoặc tạo tài khoản miễn phí chỉ trong 30 giây để bắt đầu giải bài!
Ngân Hàng Bài Toán Tương Tự & Vận Dụng Nâng Cao
Tuyển tập các bài toán phát triển từ câu hỏi SGK, bám sát đề minh họa và đề thi tốt nghiệp THPT 2025. Hướng dẫn tư duy bản chất, mẹo bấm máy giải nhanh và kèm lớp Zoom tương tác hàng tuần.
Giáo viên MathUp.vn đang biên soạn thêm các bài toán tương tự & nâng cao cho bài học này.
Các bài tập mới nhất sẽ được cập nhật sớm nhất trong tuần này.