理清前因后果 明晰概念算理
2022-06-02立早
立早
类比有理数、整式和分式,溯源二次根式的学习历程,同学们会发现,它们在内容上螺旋上升,学法上相似相通,唯一不同的是运算顺序的呈现。前三者都是先学习加减运算,后学习乘或乘除运算,而二次根式学习的顺序是先乘除(乘方开方)后加减。之所以先学乘除,再学加减,是因为二次根式的加减本质上是合并同类二次根式,而同类二次根式的顺序判别基于最简二次根式,这就需要我们先学习乘除(乘方或开方)运算来化简二次根式。因此,我们在解决二次根式混合运算时,先利用乘除(乘方或开方)运算各个击破,化简各式,然后进行加减运算,这点与前三者的运算顺序如出一辙,相似相通。
“二次根式”这一章涉及的概念和性质等核心知识要求都比较细,我们需要条分缕析,理清知识点产生的前因后果,抓住其中的关键要点,领悟其中的概念算理,从而做到精准解题。
一、理解概念,寻根溯源
我们首先要清楚二次根式概念的来龙去脉。因为在实数范围内,任何数的平方都是非负数,所以负数没有平方根。“若x2=a(a≥0),则x叫作a的平方根。正数a的两个平方根记作‘±[a]’,而形如[a]的式子叫作二次根式。”从定义中我们可以看出[a](a≥0)有两重含义:它既表示对a进行开平方,取算术平方根的运算,又表示运算的结果,即a的算术平方根。这里的被开方式a≥0,开方后的算术平方根[a]≥0,此即二次根式的非负性。
例1 若式子[x-35-x]有意义,求x的取值范围。
【分析】根据二次根式有意义的条件(被开方数为非负数)、分式有意义的条件(分母不能为0),列不等式组求解即可。
解:由题意可得[x-3≥0,5-x≠0,]解得x≥3且x≠5。
例2 如果m、n是正整数,且[16(2m+n)]和[m+7m-n-1]在二次根式的加减法中可以合并成一项,求m、n的值。
【分析】本題虽然没有直接说明它们是同类二次根式,但能进行加减合并的二次根式必为同类二次根式。应先把[16(2m+n)]转化为最简二次根式,然后再根据两个二次根式能合并,得出它们是同类二次根式,从而列出相应的方程组求解即可。
解:[16(2m+n)]=[42m+n]。由题意知[16(2m+n)]和[m+7m-n-1] 可以合并,则它们是同类二次根式。
∴[m-n-1=2,2m+n=m+7,]解得[m=5,n=2。]经检验m=5,n=2符合题意,∴m=5,n=2。
二、掌握性质,灵活运用
对于[a2]=[a]及[a2]=a这两个式子,同学们该如何理解呢?[a2]中的 a可以为任何数,但由于是求a2的算术平方根,结果为非负数,所以先将a化为[a],再利用绝对值的意义进行化简;而后者之所以不要写成[a]的形式,是因为[a2]已经隐含条件“a≥0”,所以可直接写成a。同学们只有弄清楚两者的联系与区别,才能在具体的计算中左右逢源,游刃有余。
例3 化简([2-x])2+[(x-7)2]。
【分析】本题涉及两个方面的知识点,一是二次根式有意义的条件,被开方数a≥0;二是二次根式性质的灵活应用。
解:由题意得2-x≥0,(x-7)2≥0,解得x≤2,∴x-7<0。
原式=2-x+[x-7]=2-x-x+7=9-2x。
故答案为9-2x。
三、宏观解题,明晰算理
二次根式的运算完全可以类比实数、整式的运算法则,换言之,包括二次根式在内的所有代数式,都可以运用实数运算的算理、运算律以及公式等进行推算,但要注意观察“式结构”的特征。
例4 (1) 化简:8x2[xy]÷12[x3y]×3[y2x](x>0);
(2)计算:[48]÷[3]-[12]×[12]+[24]。
【分析】(1)根据二次根式有意义的条件和x的取值范围,确定y的取值范围,再根据二次根式的性质和运算法则进行计算即可;(2)根据二次根式的乘除运算、加减运算法则即可求出答案。
解:(1)∵x>0,[xy]有意义,∴y>0,
∴原式=8x2[xy]÷[12xy][xy]×[3yx][x]
=[2xy3]×[3yx][x]=2y2[x]。
(2)原式=[48÷3]-[12×12]+2[6]
=[16]-[6]+2[6]=4+[6]。
综合计算题都是由若干个小题组合而成的,我们在解决这类问题时,要从宏观的视角认清这个算式的整体结构。例如(1)的“式结构”可以描述成“A÷B×C”型,我们可以先把它统一转化为乘法运算,然后系数与系数相乘,根号内各式相乘,再化简结果;也可以先化简各式,再乘除。(2)的“式结构”可以描述成“A-B+C”型,其中A是除法运算,B是乘法运算,C有待化简,所以我们在解答时可以先各个击破,再合并同类二次根式。
(作者单位:江苏省无锡市新吴区新华实验学校)