21. (本小题 6 分)如图,数轴上表示 $1,\sqrt{2}$ 的对应点分别为 $A,B$,点 $B$ 到点 $A$ 的距离与点 $C$ 到点 $O$ 的距离相等,设点 $C$ 所表示的数为 $x(x>0)$.求:
(1)实数 $x$ 的值;
(2)$(x-\sqrt{2})^2$ 的值.

(1)实数 $x$ 的值;
(2)$(x-\sqrt{2})^2$ 的值.
答案
(1)$\sqrt{2}-1$;(2)1
解析
(1)∵点A表示1,点B表示$\sqrt{2}$,
∴点B到点A的距离为$\sqrt{2}-1$。
∵点B到点A的距离与点C到点O的距离相等,点C表示的数为x(x>0),
∴x=$\sqrt{2}-1$。
(2)由(1)知x=$\sqrt{2}-1$,
∴$(x-\sqrt{2})^2=(\sqrt{2}-1-\sqrt{2})^2=(-1)^2=1$。
∴点B到点A的距离为$\sqrt{2}-1$。
∵点B到点A的距离与点C到点O的距离相等,点C表示的数为x(x>0),
∴x=$\sqrt{2}-1$。
(2)由(1)知x=$\sqrt{2}-1$,
∴$(x-\sqrt{2})^2=(\sqrt{2}-1-\sqrt{2})^2=(-1)^2=1$。
22. (本小题 8 分)(1)计算:
① $\sqrt{1+\frac{1}{1^2}+\frac{1}{2^2}}=$,
② $\sqrt{1+\frac{1}{2^2}+\frac{1}{3^2}}=$,
③ $\sqrt{1+\frac{1}{3^2}+\frac{1}{4^2}}=$;
(2)根据上述计算,请直接写出 $\sqrt{1+\frac{1}{20^2}+\frac{1}{21^2}}$ 的值;
(3)请你描述上述计算的一般规律(用含 $n$ 的式子表示,$n≥ 1$,且 $n$ 为整数).
① $\sqrt{1+\frac{1}{1^2}+\frac{1}{2^2}}=$,
② $\sqrt{1+\frac{1}{2^2}+\frac{1}{3^2}}=$,
③ $\sqrt{1+\frac{1}{3^2}+\frac{1}{4^2}}=$;
(2)根据上述计算,请直接写出 $\sqrt{1+\frac{1}{20^2}+\frac{1}{21^2}}$ 的值;
(3)请你描述上述计算的一般规律(用含 $n$ 的式子表示,$n≥ 1$,且 $n$ 为整数).
答案
(1)① $\frac{3}{2}$;② $\frac{7}{6}$;③ $\frac{13}{12}$;(2) $\frac{421}{420}$;(3) $\frac{n^2 + n + 1}{n(n+1)}$
解析
(1)① $\sqrt{1+\frac{1}{1^2}+\frac{1}{2^2}}=\sqrt{1+1+\frac{1}{4}}=\sqrt{\frac{9}{4}}=\frac{3}{2}$
② $\sqrt{1+\frac{1}{2^2}+\frac{1}{3^2}}=\sqrt{1+\frac{1}{4}+\frac{1}{9}}=\sqrt{\frac{49}{36}}=\frac{7}{6}$
③ $\sqrt{1+\frac{1}{3^2}+\frac{1}{4^2}}=\sqrt{1+\frac{1}{9}+\frac{1}{16}}=\sqrt{\frac{169}{144}}=\frac{13}{12}$
(2)由(1)规律可得:$\sqrt{1+\frac{1}{20^2}+\frac{1}{21^2}}=\frac{20×21 + 1}{20×21}=\frac{421}{420}$
(3)一般规律:$\sqrt{1+\frac{1}{n^2}+\frac{1}{(n+1)^2}}=\frac{n(n+1)+1}{n(n+1)}=\frac{n^2 + n + 1}{n(n+1)}$($n≥1$且$n$为整数)
② $\sqrt{1+\frac{1}{2^2}+\frac{1}{3^2}}=\sqrt{1+\frac{1}{4}+\frac{1}{9}}=\sqrt{\frac{49}{36}}=\frac{7}{6}$
③ $\sqrt{1+\frac{1}{3^2}+\frac{1}{4^2}}=\sqrt{1+\frac{1}{9}+\frac{1}{16}}=\sqrt{\frac{169}{144}}=\frac{13}{12}$
(2)由(1)规律可得:$\sqrt{1+\frac{1}{20^2}+\frac{1}{21^2}}=\frac{20×21 + 1}{20×21}=\frac{421}{420}$
(3)一般规律:$\sqrt{1+\frac{1}{n^2}+\frac{1}{(n+1)^2}}=\frac{n(n+1)+1}{n(n+1)}=\frac{n^2 + n + 1}{n(n+1)}$($n≥1$且$n$为整数)
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