二次根式的概念

📘 二次根式·
·定义、被开方数非负

🎯 学习目标

  • 理解二次根式的定义
  • 掌握被开方数必须是非负数的条件
  • 能判断一个式子是否为二次根式

📚 核心概念

二次根式是指形如 a\sqrt{a} 的式子,其中 aa 叫做被开方数。在初中阶段,我们只研究实数范围内的二次根式,因此要求被开方数 aa 必须大于或等于0,即 a0a \geq 0。这是因为负数在实数范围内没有平方根(比如 4\sqrt{-4} 在实数中是没有意义的)。例如,9\sqrt{9} 是一个二次根式,因为 9 ≥ 0;而 3\sqrt{-3} 就不是我们现阶段讨论的二次根式。

特别注意:像 x+2\sqrt{x+2} 这样的式子,只有当 x+20x+2 \geq 0,也就是 x2x \geq -2 时,它才是有意义的二次根式。所以,在处理含有字母的二次根式时,一定要先确定字母的取值范围,确保被开方数非负。

总结一下:一个式子是二次根式,必须满足两个条件:(1) 形式是 某表达式\sqrt{\text{某表达式}};(2) 被开方数 ≥ 0。

📝 关键公式

  • 二次根式定义:形如 a\sqrt{a}(其中 a0a \geq 0)的式子叫做二次根式。
    • 示例:5\sqrt{5}0\sqrt{0} 都是二次根式;1\sqrt{-1} 不是。
  • 被开方数非负条件:若 A\sqrt{A} 有意义,则必须满足 A0A \geq 0
    • 示例:要使 x3\sqrt{x-3} 有意义,需 x30x - 3 \geq 0,即 x3x \geq 3

💡 经典例题

例题1:下列各式中,哪些是二次根式? (1) 7\sqrt{7} (2) 2\sqrt{-2} (3) x2\sqrt{x^2}

  • (1) 7\sqrt{7}:被开方数 7 > 0,符合定义,是二次根式。
  • (2) 2\sqrt{-2}:被开方数 -2 < 0,在实数范围内无意义,不是二次根式。
  • (3) x2\sqrt{x^2}:因为无论 xx 取何实数,x20x^2 \geq 0 恒成立,所以被开方数非负,是二次根式。

:(1) 和 (3) 是二次根式。


例题2:当 xx 取何值时,2x+6\sqrt{2x + 6} 有意义?

: 要使 2x+6\sqrt{2x + 6} 有意义,必须满足被开方数 ≥ 0,即:

2x+602x + 6 \geq 0

解这个不等式:

2x6x32x \geq -6 \quad \Rightarrow \quad x \geq -3

:当 x3x \geq -3 时,2x+6\sqrt{2x + 6} 有意义。

⚠️ 易错点

  • 误认为所有带根号的式子都是二次根式:比如 5\sqrt{-5} 看起来像,但被开方数为负,在实数范围内不是二次根式。应先检查被开方数是否 ≥ 0。
  • 忽略含字母的被开方数的限制条件:例如认为 x1\sqrt{x-1} 对所有 xx 都有意义,实际上必须 x1x \geq 1。解决方法:遇到字母,立即写出不等式 被开方数0被开方数 \geq 0 并求解。
  • 混淆“二次根式”和“平方根”概念:二次根式是一个表达式(如 4\sqrt{4}),而平方根是数(如 4 的平方根是 ±2)。二次根式 4\sqrt{4} 特指算术平方根,结果是 2。
  • 忘记 0 也是合法的被开方数0=0\sqrt{0} = 0 是有效的二次根式,不要误以为被开方数必须是正数。

💡 例题

1

计算(31)(30)(29)(28)+1.\sqrt{(31)(30)(29)(28)+1}.

x=29.x = 29.。那么我们可以写出

(31)(30)(29)(28)+1=(x+2)(x+1)(x)(x1)+1=[(x+2)(x1)][(x+1)x]1=(x2+x2)(x2+x)+1=(x2+x)22(x2+x)+1=(x2+x1)2.\begin{aligned} (31)(30)(29)(28) + 1 &= (x+2)(x+1)(x)(x-1) + 1 \\ &= [(x+2)(x-1)][(x+1)x] - 1 \\& = (x^2+x-2)(x^2+x) + 1 \\&= (x^2+x)^2 - 2(x^2+x) + 1 \\&= (x^2+x-1)^2. \end{aligned}

。因此,答案是

x2+x1=292+291=869.\begin{aligned} x^2+x-1&= 29^2 + 29 - 1\\& = \boxed{869}. \end{aligned}

2

a=2+3+6,b=2+3+6,c=23+6,d=23+6.\begin{aligned} a &= \sqrt{2}+\sqrt{3}+\sqrt{6}, \\ b &= -\sqrt{2}+\sqrt{3}+\sqrt{6}, \\ c&= \sqrt{2}-\sqrt{3}+\sqrt{6}, \\ d&=-\sqrt{2}-\sqrt{3}+\sqrt{6}. \end{aligned}

,求(1a+1b+1c+1d)2.\left(\frac1a + \frac1b + \frac1c + \frac1d\right)^2.的值。

  1. 先算1a+1d,\frac{1}{a}+\frac{1}{d},,因为aadd符号相反,可以约去部分项:
1a+1d=a+dad=(2+3+6)+(23+6)(2+3+6)(23+6)=26(6)2(2+3)2=26126.\begin{aligned} \frac{1}{a}+\frac{1}{d}&=\frac{a+d}{ad} \\ &= \frac{(\sqrt2+\sqrt3+\sqrt6) + (-\sqrt2-\sqrt3+\sqrt6)}{(\sqrt2+\sqrt3+\sqrt6)(-\sqrt2-\sqrt3+\sqrt6)} \\ &= \frac{2\sqrt6}{(\sqrt6)^2-(\sqrt2+\sqrt3)^2} \\ &= \frac{2\sqrt6}{1 - 2\sqrt6}.\end{aligned}
  1. 再把1b+1c\frac1b+\frac1c加进去,同样发生约简:
1b+1c=b+cbc=(2+3+6)+(23+6)(2+3+6)(23+6)=26(6)2(23)2=261+26.\begin{aligned} \frac1b+\frac1c &= \frac{b+c}{bc} \\ &= \frac{(-\sqrt2+\sqrt3+\sqrt6) + (\sqrt2-\sqrt3+\sqrt6)}{(-\sqrt2+\sqrt3+\sqrt6)(\sqrt2-\sqrt3+\sqrt6)} \\ &= \frac{2\sqrt6}{(\sqrt6)^2-(\sqrt2-\sqrt3)^2} \\ &= \frac{2\sqrt6}{1+2\sqrt6} . \end{aligned}
  1. 所以
1a+1b+1c+1d=26126+261+26=4612(26)2=4623,\begin{aligned} \frac1a+\frac1b+\frac1c+\frac1d &= \frac{2\sqrt6}{1-2\sqrt6} + \frac{2\sqrt6}{1+2\sqrt6} \\ &= \frac{4\sqrt6}{1^2 - (2\sqrt6)^2}\\& = -\frac{4\sqrt6}{23}, \end{aligned}

,即(1a+1b+1c+1d)2=96529.\left(\frac1a+\frac1b+\frac1c+\frac1d\right)^2 = \boxed{\frac{96}{529}}.

✏️ 练习

1

求方程

472x4+35+2x4=4.\sqrt[4]{47 - 2x} + \sqrt[4]{35 + 2x} = 4.

的所有解。 请将所有解用逗号隔开,填入答案中。

2

方程

(x3)2+(y+4)2+(x+5)2+(y8)2=20.\sqrt{(x-3)^2 + (y+4)^2} + \sqrt{(x+5)^2 + (y-8)^2} = 20.

的图像是一个椭圆。它的两个焦点之间的距离是多少?

3

函数y=f(x)y = f(x)的图像如下图所示。

4

函数

f(x)={x2 if x<4x if x4f(x) = \left\{ \begin{aligned} x-2 & \quad \text{ if } x < 4 \\ \sqrt{x} & \quad \text{ if } x \ge 4 \end{aligned} \right.

有反函数f1.f^{-1}.。求f1(5)+f1(4)++f1(4)+f1(5).f^{-1}(-5) + f^{-1}(-4) + \dots + f^{-1}(4) + f^{-1}(5).的值。

5

函数y=f(x)y = f(x)的图像如下图所示。