Chuyên đề:
RÚT GỌN CÁC BIỂU THỨC CHỨA CĂN BẬC HAI VÀ MỘT SỐ BÀI TOÁN PHỤI- KIẾN THỨC LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 1, KIẾN THỨC 6, 7, 8 QUAN TRỌNG CẦN NHỚ.
a, Tính chất về phân số (phân thức): ( 0, 0)
.
. M B
B A M B
M A
b, Các hằng đẳng thức đáng nhớ:
+) (A + B)2 = A2 + 2AB + B2 +) (A - B)2 = A2 - 2AB + B2 +) A2 - B2 = (A - B)(A + B)
+) (A + B)3 = A3 + 3A2B + 3AB2 + B3 +) (A - B)3 = A3 - 3A2B + 3AB2 - B3 +) A3 + B3 =(A + B)(A2 - AB + B2)
+) A3 - B3 =(A - B)(A2 + AB + B2) 2, CÁC KIẾN THỨC VỀ CĂN BẬC HAI
1) Nếu a ≥ 0, x ≥ 0, a = x x2 = a 2)Để A có nghĩa thì A ≥ 0
3) A2 A
4) AB A. B ( với A 0 và B 0 )
5) B
A B
A ( với A 0 và B > 0 ) 6) A2B A B (với B 0 )
7) A B A2B ( với A 0 và B 0 ) A B A2B ( với A < 0 và B 0 )
9) B
AB B
A ( với AB 0 và B 0 )
10) B
B A B
A ( với B > 0 ) 11) C C( A 2B)
A B A B
( Với A 0 và A B2 )
12) C C( A B)
A B A B
( với A 0, B 0 và A B )
II. CÁC BÀI TOÁN RÚT GỌN:
1. RÚT GỌN CÁC BIỂU THỨC KHÔNG CHỨA BIẾN
1.1/Rút gọn nhờ sử dụng hằng đẳng thức A2 A
*)Ví dụ 1: Rút gọn:
a) (3)2 (8)2 ; b) (3 5)2 c) (1 2)2 (1 2)2 d) ( 53)2 (2 5)2
Giải:
a) ( 3) 2 ( 8) 2 3 8 3 8 11
b) (3 5)2 3 5 3 5
c) (1 2)2 (1 2)2 1 2 1 2
1 2
1 2
1 2 1 2 2d) ( 53)2 (2 5)2 53 2 5 5 3 2 51
*)Ví dụ 2: Rút gọn:
a) A= 42 3 b) B = 14 8 3.(2 2 6) ; c) C = 74 3 + 74 3 d) D = 52 72 6
Giải:
a) A = 32 31 ( 31)2 31 31
b) B = 14 8 3.(2 2 6) = 142 48(2 2 6)= 82 8. 66.( 8 6) = ( 8 6)2( 8 6)( 8 6)( 8 6)862
c) C = 74 3 + 74 3 = 72.2 3 72.2 3 (2 3)2 (2 3)2 = 2- 3 + 2 + 3 = 4
d) D = 52 72 6
5 2 6 2 6 1 5 2 ( 6 1)2
5 2( 6 1) 7 2 6
= ( 61)2 61
*)Ví dụ 3: Rút gọn A = 2 3 2 3 Giải:
Cách1: 2A = 4 2 3 4 2 3 3 2 3 1 3 2 3 1
3 1
2
3 1
2 3 1 3 1 3 1 3 1 2 3
Suy ra A = 6
Cách 2: Ta có: A2 =2 32 432 36 Do A > 0 nên A = 6
*)Bài tập:
Bài 1: Tính: a)
1 3
2 3 b)
2 3
2
1 3
2Bài 2: Tính: a) 82 7 b) 4 7 4 7 c) 3 5 3 5
Bài 3: Rút gọn A = 3 1 2112 3 Bài 4: Rút gọn A = 62 32 22 6
1.2/ Rút gọn vận dụng các quy tắc khai phương, nhân chia các căn bậc hai:
*)Ví dụ 1:Tính
a) 14. 56 b) . 12
7 33 2.
31 c) 4 7 . 4 7 Giải:
a) 14. 56 = 14.56 14.14.4 142.4 142. 4 14.228
b) .12 12 12
7 .24 2 12 7 7 . . 24 2 12 7 7. 33 2.
31 2
c) 4 7 . 4 7
4 7
4 7
16 7 9 3*)Ví dụ 2: Rút gọn: a) 5 20 80 b) 3 123 2. 24
Giải:
) 5 20 80 5 2 5 4 5 (1 2 4) 5 5
) 3 12 3 2. 24 3 2 3 3.2.2. 3 (1 2 12) 3 15 3 a
b
*) Bài tập:
Bài 1: Tính: a) 12. 75 b)
25 . 36 25 124 9.
27 c) 0,04.25; d) 90.6,4 e) 9 17 . 9 17
Bài 2: Rút gọn:
a) 125 3 48 b) 5 5 203 45 c) 2 324 85 18 d) 3 124 275 48
e) 12 75 27 f) 2 187 2 162
1.3/ Rút gọn biểu thức chứa căn thức bậc hai ở mẫu vận dụng trục căn thức ở mẫu bằng phương pháp nhân liên hợp.
*)Ví dụ 1: Trục căn ở mẫu các biểu thức sau
a)
2 3
1
b)
3 2
1
c)
2 1
1
d)
3 1
1 3 1
1
Giải:
1 3 2 3 2
) 1;
3 2 ( 3 2)( 3 2) 3 2
1 2 3
) 2 3
2 3 4 3
1 1 2
) (1 2)
1 2 1 2 a
b
c
d)
3 1
1 3 1
1
=
2 ) 3 1 ( 3 1 3 1
3 1 3 1
3 1 ) 3 1 )(
3 1 (
3 1 )
3 1 )(
3 1 (
3 1
= 3
2 3 2 2
3 1 3
1
*)Ví dụ 2: Trục căn ở mẫu: a) 7 ) 11
5 3 2 b 2 3 1
Giải:
a)
7 5 3 2 7 5 3 2
7 5 3 2
25 18 5 3 2 (5 3 2) 5 3 2
b)
11 2 3 1 11 2 3 1
11 2 3 1
2 3 1 (2 3 1) 2 3 1 12 1
*)Ví dụ 3: Rút gọn:
A =
2 3
3 :2 4 3 5
2 3
5 2
*)Bài tâp: Rút gọn các biểu thức sau:
a) 1 3
2 3
b) 2 2
3 1 3 1
c) 3 3
3 1 1 3 1 1
d) 1 1 1 1 1 1 1 1
1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9
1.4/ Rút gọn biểu thức chứa căn thức bậc hai ở mẫu nhờ phân tích thành nhân tử:
*) Ví dụ 1: Rút gọn các biểu thức:
a) 3 3
3 1
b) 3 6 2 8
1 2 1 2
c) 2 3 3 . 2 3 3
3 1 3 1
d) 5 7 5 11 11
5 1 11
Giải:
a) 3 3 3
3 1
3 1 3 1 3
b) 3 6 2 8 3 1
2
2 1
2
3 2
1 2 1 2 1 2 1 2
c) 3 3 3 3 3
3 1
3
3 1
2 . 2 2 2
3 1 3 1 3 1 3 1
2 3 . 2
3
4 3 1d) 5 7 5 11 11 5
5 7
11
11 1
5 7 11
5 1 11 5 11 1
*)Bài tâp: Rút gọn các biểu thức sau:
a) 15 12
5 2
b) 5 5 10
5 1 5
c) 1 5 5 . 1 5 5
5 1 5 1
d) 2 3 2 5 5
2 1 5
2. RÚT GỌN CÁC BIỂU THỨC CHỨA BIẾN VÀ CÁC BÀI TOÁN PHU 2.1/CÁC BƯỚC THỰC HIÊN PHẦN RÚT GỌN:
Bước: Tìm ĐKXĐ của biểu thức (Nếu bài toán chưa cho)(Phân tích mẫu thành nhân tử, tìm điều kiện để căn có nghĩa, các nhân tử ở mẫu khác 0 và phần chia khác 0)
Bước :Phân tích tử và mẫu thành nhân tử (rồi rút gọn nếu được).
Bước :Quy đồng, gồm các bước:
+ Chọn mẫu chung: là tích củc nhân tử chung và riêng, mỗi nhân tử lấy số mũ lớn nhất.
+ Tìm nhân tử phụ: lấy mẫu chung chia cho từng mẫu để được nhân tử phụ tương ứng.
+ Nhân nhân tử phụ với tử – Giữ nguyên mẫu chung.
Bước : Bỏ ngoặc: bằng cách nhân đa thức hoặc dùng hằng đẳng thức.
Bước : Thu gọn: là cộng trừ các hạng tử đồng dạng.
Bước : Phân tích tử thành nhân tử (mẫu giữ nguyên).
Bước :Rút gọn.
Lưu ý: Bài toán rút gọn tổng hợp thường có các bài toán phụ: tính giá trị biểu thức khi cho giá trị của ẩn; tìm điều kiện của biến để biểu thức lớn hơn (nhỏ hơn) một số nào đó; tìm giá trị của biến để biểu thức có giá trị nguyên; tìm giá
trị nhỏ nhất, lớn nhất của biểu thức...Do vậy ta phải áp dụng các phương pháp giải tương ứng, thích hợp cho từng loại toán.
2.2/ CÁC VÍ DỤ VỀ BÀI TẬP RÚT GỌN TỔNG HỢP:
*)Ví dụ 1: Cho biểu thức: A a a 1 : a 2 a 1
a 1 a 2
a) Tìm ĐKXĐ, rút gọn A Bài giải: ĐKXĐ: 0
1 0 a
a
0
1 a a
Ta có:
A a a 1 : a 2 a 1 a ( a 1) 1 : a ( a 2) 1
a 1 a 2 a 1 a 2
( a 1) : ( a 1) Vậy A = 1
1 a a
b) Tìm a để A = 5 (Dạng bài toán phụ thứ nhất).
Phương pháp: Thay A bởi biểu thức vừa rút gọn được vào và giải phương trình:
1 5
1 a a
a 1 5( a1) a 1 5 a 5 4 a 6
3 9
2 4
a a
(TMĐK)
Vậy với a = 9
4 thì A = 5.
c) Tính giá trị của A khi a = 3 + 2 2 (Dạng bài toán phụ thứ hai).
Phương pháp: Thay giá trị của biến vào biểu thức vừa rút gọn được rồi thực hiện các phép tính (Lưu ý: Có thể tính giá trị a rồi thay vào).
Ta có: a 2 2 2 1 ( 2 )22. 2.1 1 2 ( 2 1) 2
Suy ra a 2 1 2 1 . Do đó thay vào biểu thức A ta được:
A = 2 1 1 2 2 1 2
2 1 1 2
d) Tìm giá trị a nguyên để A nhận giá trị nguyên (Dạng bài toán phụ thứ ba).
Phương pháp: Chia tử cho mẫu, tìm a để mẫu là ước của phần dư (một số), chú ý điều kiện xác định.
Ta có: A = 1
1 a a
= 1 + 2
1 a
Để A nguyên thì 2
1
a nguyên, suy ra a1 là ước của 2
1 1 1 1 0
4 1 2
9 1 2
a a a
a
a a
a
(TMĐK).
Vậy a = 0; 4; 9 thì A có giá trị nguyên.
e) Tìm a để A < 1 (Dạng bài toán phụ thứ tư).
Phương pháp: Chuyển vế và thu gọn đưa về dạng M
N < 0 (hoặc M
N > 0) trong đó dựa vào điều kiện ban đầu ta đã biết được M hoặc N dương hay âm, từ đó dễ dàng tìm được điều kiện của biến.
1 1 a a
< 1 1
1 a a
- 1 < 0 1 1
1
a a
a
< 0 2
1
a < 0 a1 < 0 a <1.
Kết hợp điều kiện ban đầu, suy ra 0 a < 1.
*)Ví dụ 2: Cho biểu thức A ( x 2 ) : 1
x 1 x x x 1
a) Tìm điều kiện xác định, Rút gọn A b) Tìm giá trị nhỏ nhất của A.
Bài giải: a) ĐKXĐ x > 0; x1. Rút gọn
1 : 1
) ) 1 (
2 1
( 1 : 1
2 ) 1
(
x x
x x
x x
x x x
A x
( x )2 2 x 1 ( x 2 )( x 1) x 2
A .
x ( x 1) 1 x ( x 1) x
b)Tìm giá trị nhỏ nhất của A (Dạng bài toán phụ thứ năm).
Phương pháp: Dựa vào điều kiện ban đầu và các bất đẳng thức.
Ta có A= x 2 x 2 2 2
x x
(BĐT Côsi cho hai số dương)
min
A 2 2 x 2 x 2
x (TMĐK)
Vậy Amin = 2 2 x2.
*)Ví dụ 3: Cho biểu thức A 1 1 . 1 1
x 1 x 1 x
a) Tìm ĐKXĐ, và rút gọn A.
b)Tìm giá trị của x để A A.
Bài giải: a) ĐKXĐ x > 0; x 1.
1 1 1 x 1 x 1 x 1
A . 1 .
x 1 x 1 x x 1 x 1 x
=
2 x x 1 2
A x 1
x 1 x 1 x
b) A A 0 A 1 0 2 1.
x 1
2
)0 x 1 0 x 1 1
x 1
2 2 x 3
) 1 1 0 0
x 1 x 1 x 1
x 3 0
x 1 0
(vì x > 1)x9. Vậy x > 9 thì A A.
*)Ví dụ 4: Cho biểu thức A x 2 x 1
x 1 x x
a) Tìm ĐKXĐ, rút gọn biểu thức A b) Với giá trị nào của x thì A A
Bài giải: a) ĐKXĐ x > 0; x 1.
2 2
x 2 x 1 x 1
x 2 x 1 x 1
A x 1 x x 1 x x 1 x x 1 x
b) A A A 0 x 1 0 x 1 0 x
(vì x 0)
x 1 x 1
. Kết hợp với điều kiện xác định 0 < x <1 thì A A.
*)Ví dụ 5:
Cho biểu thức: P 1 1 . 1
x 1 x x
a) Tìm ĐKXĐ và rút gọn P
b) Tìm x để P. 52 6.
x 1
2 x 2005 2 3.Bài giải:
a) ĐKXĐ: x > 0; x 1:
1 1 x 1
P 1 .
x 1 x x x 1 x x 1
2P 1
x 1
b) P. 52 6 .
x 1
2 x2005 2 3
1
2.
2 3 .
2 x 1
2 x 2005 2 3x 1
2 3 x 2005 2 3
x2005 (TMĐK)
Vậy x = 2005 thì P. 52 6
x 1
2 x2005 2 32.3/ BÀI TẬP TƯƠNG TỰ:
Bài 1: Cho biểu thức A 1 1 : 3
x 3 x 3 x 3
a) Tìm điều kiện xác định, rút gọn biểu thức A b) Với giá trị nào của x thì A > 1
3
c) Tìm x để A đạt giá trị lớn nhất.
Bài 2. Cho biểu thức P 3 1 : 1
1 x x 1 x 1
a) Nêu điều kiện xác định và rút gọn biểu thức P
b) Tìm các giá trị của x để P = 5
4
c) Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức: M x 12 1. x 1 P
Bài 3. Cho biểu thức: D 2 x x 3x 3 2 x 2 1 x 9
x 3 x 3 x 3
a) Tìm ĐKXĐ, rút gọn biểu thức b) Tìm x để D < -1
2
c) Tìm giá trị nhỏ nhất của D
Bài 4. Cho biểu thức: P a 2 a 1 : a a 1
a 2 a 1
a) Tìm ĐKXĐ, rút gọn P
b) Tìm a Z để P nhận giá trị nguyên.
Bài 5. Cho biểu thức
1 1
B
2 x 3 1 2 x 3 1
a) Tìm x để B có nghĩa và rút gọn B.
b) Tìm x nguyên để B nhận giá trị nguyên.
Bài 6. Cho biểu thức x2 x 2x x 2 x 1
P x x 1 x x 1
a) Tìm ĐKXĐ, rút gọn P b) Tìm giá trị nhỏ nhất của P c) Tìm x để biểu thức Q 2 x
P nhận giá trị nguyên.
Bài 7. Cho biểu thức:
21 1 x 1
P :
x x 1 x 1 x
a) Tìm ĐKXĐ và rút gọn P b) Tìm x để P > 0
Bài 8. Cho biểu thức P 1 1 : a 1 a 2
a 1 a a 2 a 1
a) Tìm ĐKXĐ, rút gọp P b) Tìm giá trị của a để P > 0
Bài 9. (Đề thi tuyễn sinh vào lớp 10 - Năm học 2011 - 2012)
Cho A x 10 x 5
x 25
x 5 x 5
, với x 0 và x 25.
1) Rút gọn biểu thức A.
2) Tính giá trị của A khi x = 9.
3) Tính x để A < 1
3.
Bài 10. Cho biểu thức: P x 3 6 x 4 x 1 x 1 x 1
a) Tìm ĐKXĐ, rút gọn P.
b) Tìm x để P <1
2.
Bài 11. Cho biểu thức A x 1 : 1
x 1 x x x 1
a) Tìm ĐKXĐ và rút gọn A
b) Tìm tất cả các giá trị của x sao cho A < 0
Bài 12. Cho biểu thức: P 1 1 1 1
1 a 1 a a
với a > 0 và a1.
a) Rút gọn biểu thức P.
b) Với những giá trị nào của a thì P > 1
2. Bài 13. Cho biểu thức: A = 2
1
x x x
x x x
với ( x > 0 và x ≠ 1) 1) Rút gọn biểu thức A.
2) Tính giá trị của biểu thức khi x 3 2 2
Bài 14. Cho biểu thức P =
x x
x x
x
x
:
1 1
a) Rút gọn P
b) Tính GT của P khi x= 4 c) Tìm GT của x để P =
3 13
(Đề thi Hà Nội năm 2008-2009) Bài 15. Cho biểu thức: A = 1 2
1 1
x x x x
x x
1) Tìm ĐKXĐ và rút gọn biểu thức A 2) Với giá trị nào của x thì A < -1
Bài 16. Cho biểu thức: A = (1 )(1 )
1 1
x x x x
x x
(Với x0;x1) a) Rút gọn A
b) Tìm x để A = - 1
Bài 17. Cho biểu thức: B =
x x x
x
2 2 1
1 2
2
1
a) Tìm ĐKXĐ và rút gọn biểu thức B.
b) Tính giá trị của B với x = 3 c) Tính giá trị của x để
2
1 A
Bài 18. Cho biểu thức: P =
x x x
x x
x
4 5 2 2 2 2 1
a) Tìm TXĐ rồi rút gọn P b) Tìm x để P = 2
Bài 19. Cho biểu thức: Q = ( )
1 2 2
( 1 : 1 ) 1 1
a
a a
a a
a
a) Tìm TXĐ rồi rút gọn Q.
b) Tìm a để Q dương.
c) Tính giá trị của biểu thức khi a = 9 - 4 5
Bài 20. Cho biểu thức: M =
1 1
2 1
2 a
a a a
a a a
a
a) Tìm TXĐ rồi rút gọn M b) Tìm giá trị của a để M = - 4.
MỘT SỐ BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI.
Bài 1: Tính:
a. 3 3 3 3
2 3 2 2 2 3 2 2
A
b. B = 5 + 5
5 - 5 + 5 - 5 5 + 5 c. C = 5. 1
5 + 1
2 . 20 + 5
HƯỚNG DẪN GIẢI:
a. 3 3 3 3
2 3 2 2 2 3 2 2
A
.
2( 3 3) 2( 3 3)
4 2 3 4 4 2 3 4
2( 3 3) 2( 3 3)
3 1 4 3 1 4
2 2
2( 3 3) 2( 3 3)
3 9
24 2 6 4 2
b. B = 5 + 5
5 - 5 + 5 - 5
5 + 5 = (5 + 5 )2 + (5 - 5 )2 (5 - 5 )(5 + 5 )
= 25 + 10 5 + 5 + 25 - 10 5 + 5
25 - 5 = 60
20 = 3 c. C = 5. 1
5 + 1
2 . 20 + 5 = 5. 5 52 + 1
2 . 4.5 + 5
= 5
5 5 + 2
2 5 + 5 = 3 5 Bài 2: Cho biểu thức A =
1
2: 1 1 1 1
x
x x
x x
a) Nêu điều kiện xác định và rút biểu thức A b) Tim giá trị của x để A =
3 1.
c) Tìm giá trị lớn nhất cua biểu thức P = A - 9 x
HƯỚNG DẪN GIẢI:
a). Điều kiện 0 x1 Với điều kiện đó, ta có: