二次根式的加减只有三步:先把每个根式化成最简二次根式,再看被开方数是否相同,相同的才能合并;合并时只加减根号外的系数,根号部分原样保留。第一步做不到位,后面的判断全是白算,这一步没有捷径。
三步:化简、认同类、合并
第一步化简是全部工作的前提。√12 化成 2√3,√28 化成 2√7,√50 化成 5√2,化到被开方数不能再拆为止。第二步看化简后的被开方数,相同的就是同类二次根式。第三步把系数相加减:2√5 + √5 = 3√5,3√7 − √7 = 2√7,根号里的数一个都不动。
不同类的不能合并。√2 + √3 就停在那里,写成 √5 是错的——这是这一节最高频的错误,根号不能像括号那样把里面的数相加。判断是否同类,看的是化简之后的结果,不是原式长什么样,√8 与 √18 表面上毫无关系,化简后是 2√2 与 3√2,属于同类。
| 原式 | 化成最简 | 化简后被开方数 | 与 √2 是否同类 |
|---|---|---|---|
| √8 | 2√2 | 2 | 是 |
| √18 | 3√2 | 2 | 是 |
| √12 | 2√3 | 3 | 否 |
| √(1/2) | √2/2 | 2 | 是 |
| √27 | 3√3 | 3 | 否 |
把上表两列合起来看就明白:√8 + √18 = 2√2 + 3√2 = 5√2,一步就能算完;而 √8 + √12 只能写成 2√2 + 2√3,没有进一步合并的余地。做题时先在草稿上把每个根式单独化简、标出被开方数,再归类,比直接往下写稳。
三项以上的式子按从左到右处理,有括号先算括号。例如 √50 − √18 + √8 = 5√2 − 3√2 + 2√2 = 4√2,先各自化简再一次性合并。中间不要跳步,跳步是漏项和符号出错的主要原因,尤其是减号后面跟着根式的时候。
什么算「最简二次根式」?
判定标准有两条,缺一不可。第一条,被开方数不含分母,也不含小数;第二条,被开方数中每个因式的指数都小于根指数 2,换句话说,不含能开得尽方的因数或因式。二次根式的根指数是 2,所以被开方数里不能出现平方因子。
按这两条去套,√12 不合格,因为 12 含平方因子 4;√(1/2) 不合格,因为被开方数是分数;1/√2 也不合格,虽然被开方数 2 干净,但分母上有根号,需要分母有理化成 √2/2。合格的例子是 2√3、√7、√2/2、3√5,被开方数既无分母也无平方因子。
分母有理化常用两招。分母是单个根号,分子分母同乘这个根号,1/√2 = √2/2;分母是 √3 + 1 这样的和式,乘它的共轭式 √3 − 1,用平方差把分母变成整数,1/(√3 + 1) = (√3 − 1)/2。这一步不是化简的附属品,而是「最简」这条标准逼出来的动作。
被开方数是多项式时,先因式分解再看有没有平方因子。√(x²y) 与 √(xy²) 长得像,化简结果却不同:前者是 |x|√y,后者是 |y|√x,各自能开出来的是平方的那个字母。这一步判断错了,后面的同类合并会跟着全错。
化简时最容易错的两处
第一处是 √12 拆成 3√2。正确的拆法是找最大的平方因子:12 = 4 × 3,4 开出来是 2,根号里剩 3,所以是 2√3。写成 3√2 的人往往是把 12 拆成 9 + 3 或者记混了因数,验算一下最快——(2√3)² = 12,(3√2)² = 18,一眼就能看出错。
第二处是 √a² 直接写成 a。正确结果是 |a|,因为算术平方根非负:a 取 −3 时 √((−3)²) = √9 = 3,而 a 本身是 −3。只有题目明确 a ≥ 0,才能去掉绝对值写成 a。带字母的化简题,几乎都要先讨论字母的取值范围,这一步漏掉,整题白做。
同一个道理推广到 √(a²b),结果是 |a|√b,前提是 b ≥ 0。如果题目没有给出 a 的符号,答案必须带绝对值;如果给出 a < 0,则化成 −a√b。这类题在期中期末里出现频率很高,扣分点几乎都在绝对值上。
还有一种变形是 √(a − 1)²。化简结果是 |a − 1|,要按 a ≥ 1 与 a < 1 分两种情况写成 a − 1 或 1 − a。题目给了取值范围就直接代入,没给就必须分类讨论,不能默认括号里是正数。
加减要化简,乘除为什么不用?
因为运算规则不同。乘法有 √a · √b = √(ab),除法有 √a ÷ √b = √(a/b),只要被开方数非负、除数不为零,直接乘除即可,不需要事先化成最简;只是最后的结果要化简,否则不算完成。加减没有对应的「根号内相加减」法则,只能靠同类合并,所以必须先把每个根式整理成标准形态才能比对。
这也是学生最容易混的地方:看到 √3 · √12 想先化简,其实直接算 √36 = 6 更快;看到 √3 + √12 却想直接加,正确做法是先化成 √3 + 2√3 = 3√3。记一句:乘除可以硬算,加减必须化装。
乘除的结果同样要检查是否最简。√48 ÷ √3 = √16 = 4,一步到位;先化简再除,4√3 ÷ √3 也是 4,结果一样但多绕一步。哪种顺手用哪种,只是别把「不用先化简」理解成「不用化简结果」。
还有一条前置条件常被忽略:二次根式有意义的条件是被开方数大于等于零。含字母的题目先写取值范围,再动笔化简;分母含根号时,还要额外排除使分母为零的取值。范围写错,后面的化简再漂亮也是零分。
顺便分清两个概念。根指数为 2 的才叫二次根式,三次根式、四次根式另有法则,不能套用同一条合并规则;同次根式可以互化,不同次的要先化成同次再谈运算,这也是「几个根式总可以化成同次根式,但不一定能化成同类根式」这句话的意思。
常见问题
√2 + √8 等于 √10 吗?
不等于。√8 化简为 2√2,所以原式是 √2 + 2√2 = 3√2。√10 的平方是 10,而 (3√2)² 是 18,两者不相等。判断这类题,平方验算是最快的自查手段。
被开方数不同就一定不能合并吗?
化简后不同才不能合并。√(1/2) 与 √8 的被开方数一个含分母、一个是整数,看着无关,化简后分别是 √2/2 与 2√2,同类,可以合并成 (5/2)√2。所以顺序永远是先化简再判断。
系数是分数或带根号时怎么合并?
按普通代数式合并同类项的办法处理,系数照常加减,根号部分不变。例如 (1/2)√3 + (3/2)√3 = 2√3;2√2 − √2/2 = (3/2)√2。分数运算不熟是这一步出错的主因,与根式本身无关。
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