14. (1)已知$a = \sqrt{7} - \frac{3}{2}$,求代数式$4a(a + 3) + 9$的值。
(2)当$x = \sqrt{2} - 3$,$y = \sqrt{6}$时,求代数式$x^2 + 6x + y^2$的值。
(2)当$x = \sqrt{2} - 3$,$y = \sqrt{6}$时,求代数式$x^2 + 6x + y^2$的值。
答案
$(1)$
解:
先对$4a(a + 3)+9$进行化简:
$\begin{aligned}4a(a + 3)+9&=4a^2+12a + 9\\&=(2a)^2+2×2a×3+3^2\\&=(2a + 3)^2\end{aligned}$
把$a=\sqrt{7}-\frac{3}{2}$代入$(2a + 3)^2$得:
$\begin{aligned}&[2×(\sqrt{7}-\frac{3}{2})+3]^2\\=&(2\sqrt{7}-3 + 3)^2\\=&(2\sqrt{7})^2\\=&28\end{aligned}$
$(2)$
解:
先对$x^2 + 6x + y^2$进行变形:
$\begin{aligned}x^2 + 6x + y^2&=x^2+6x + 9+y^2-9\\&=(x + 3)^2+y^2-9\end{aligned}$
把$x=\sqrt{2}-3$,$y = \sqrt{6}$代入$(x + 3)^2+y^2-9$得:
$\begin{aligned}&(\sqrt{2}-3 + 3)^2+(\sqrt{6})^2-9\\=&(\sqrt{2})^2+6-9\\=&2 + 6-9\\=&-1\end{aligned}$
解:
先对$4a(a + 3)+9$进行化简:
$\begin{aligned}4a(a + 3)+9&=4a^2+12a + 9\\&=(2a)^2+2×2a×3+3^2\\&=(2a + 3)^2\end{aligned}$
把$a=\sqrt{7}-\frac{3}{2}$代入$(2a + 3)^2$得:
$\begin{aligned}&[2×(\sqrt{7}-\frac{3}{2})+3]^2\\=&(2\sqrt{7}-3 + 3)^2\\=&(2\sqrt{7})^2\\=&28\end{aligned}$
$(2)$
解:
先对$x^2 + 6x + y^2$进行变形:
$\begin{aligned}x^2 + 6x + y^2&=x^2+6x + 9+y^2-9\\&=(x + 3)^2+y^2-9\end{aligned}$
把$x=\sqrt{2}-3$,$y = \sqrt{6}$代入$(x + 3)^2+y^2-9$得:
$\begin{aligned}&(\sqrt{2}-3 + 3)^2+(\sqrt{6})^2-9\\=&(\sqrt{2})^2+6-9\\=&2 + 6-9\\=&-1\end{aligned}$
15. 若$\sqrt{13}$的整数部分为$a$,小数部分为$b$,求$2a^2 + b - \sqrt{13}$的值。
答案
解:
因为$9< 13< 16$,所以$\sqrt{9}< \sqrt{13}< \sqrt{16}$,即$3< \sqrt{13}< 4$。
所以$\sqrt{13}$的整数部分$a = 3$,小数部分$b=\sqrt{13}-3$。
将$a = 3$,$b=\sqrt{13}-3$代入$2a^{2}+b-\sqrt{13}$可得:
$\begin{aligned}&2×3^{2}+(\sqrt{13}-3)-\sqrt{13}\\=&2×9+\sqrt{13}-3-\sqrt{13}\\=&18 - 3\\=&15\end{aligned}$
所以$2a^{2}+b-\sqrt{13}$的值为$15$。
因为$9< 13< 16$,所以$\sqrt{9}< \sqrt{13}< \sqrt{16}$,即$3< \sqrt{13}< 4$。
所以$\sqrt{13}$的整数部分$a = 3$,小数部分$b=\sqrt{13}-3$。
将$a = 3$,$b=\sqrt{13}-3$代入$2a^{2}+b-\sqrt{13}$可得:
$\begin{aligned}&2×3^{2}+(\sqrt{13}-3)-\sqrt{13}\\=&2×9+\sqrt{13}-3-\sqrt{13}\\=&18 - 3\\=&15\end{aligned}$
所以$2a^{2}+b-\sqrt{13}$的值为$15$。
16. 阅读下列分母有理化的过程:
$\frac{1}{\sqrt{5} + \sqrt{4}} = \frac{1 × (\sqrt{5} - \sqrt{4})}{(\sqrt{5} + \sqrt{4})(\sqrt{5} - \sqrt{4})} = \frac{\sqrt{5} - \sqrt{4}}{(\sqrt{5})^2 - (\sqrt{4})^2} = \sqrt{5} - 2$。
$\frac{1}{\sqrt{6} - \sqrt{5}} = \frac{1 × (\sqrt{6} + \sqrt{5})}{(\sqrt{6} - \sqrt{5})(\sqrt{6} + \sqrt{5})} = \frac{\sqrt{6} + \sqrt{5}}{(\sqrt{6})^2 - (\sqrt{5})^2} = \sqrt{6} + \sqrt{5}$。
试利用上面所提供的思路,解方程:$\frac{2x}{\sqrt{5} + \sqrt{3}} + \frac{4x}{3 + \sqrt{5}} - \frac{6x}{3 - \sqrt{3}} = 6$。
$\frac{1}{\sqrt{5} + \sqrt{4}} = \frac{1 × (\sqrt{5} - \sqrt{4})}{(\sqrt{5} + \sqrt{4})(\sqrt{5} - \sqrt{4})} = \frac{\sqrt{5} - \sqrt{4}}{(\sqrt{5})^2 - (\sqrt{4})^2} = \sqrt{5} - 2$。
$\frac{1}{\sqrt{6} - \sqrt{5}} = \frac{1 × (\sqrt{6} + \sqrt{5})}{(\sqrt{6} - \sqrt{5})(\sqrt{6} + \sqrt{5})} = \frac{\sqrt{6} + \sqrt{5}}{(\sqrt{6})^2 - (\sqrt{5})^2} = \sqrt{6} + \sqrt{5}$。
试利用上面所提供的思路,解方程:$\frac{2x}{\sqrt{5} + \sqrt{3}} + \frac{4x}{3 + \sqrt{5}} - \frac{6x}{3 - \sqrt{3}} = 6$。
答案
1. 对原方程中各分式进行分母有理化:
对于$\frac{2x}{\sqrt{5} + \sqrt{3}}$,分子分母同乘$\sqrt{5} - \sqrt{3}$,得:
$\frac{2x(\sqrt{5} - \sqrt{3})}{(\sqrt{5} + \sqrt{3})(\sqrt{5} - \sqrt{3})}=\frac{2x(\sqrt{5} - \sqrt{3})}{5 - 3}=x(\sqrt{5} - \sqrt{3})$
对于$\frac{4x}{3 + \sqrt{5}}$,分子分母同乘$3 - \sqrt{5}$,得:
$\frac{4x(3 - \sqrt{5})}{(3 + \sqrt{5})(3 - \sqrt{5})}=\frac{4x(3 - \sqrt{5})}{9 - 5}=x(3 - \sqrt{5})$
对于$\frac{-6x}{3 - \sqrt{3}}$,分子分母同乘$3 + \sqrt{3}$,得:
$\frac{-6x(3 + \sqrt{3})}{(3 - \sqrt{3})(3 + \sqrt{3})}=\frac{-6x(3 + \sqrt{3})}{9 - 3}=-x(3 + \sqrt{3})$
2. 将化简后的式子代入原方程:
$x(\sqrt{5} - \sqrt{3}) + x(3 - \sqrt{5}) - x(3 + \sqrt{3}) = 6$
3. 展开并合并同类项:
$x\sqrt{5} - x\sqrt{3} + 3x - x\sqrt{5} - 3x - x\sqrt{3} = 6$
$-2\sqrt{3}x = 6$
4. 求解方程:
$x = \frac{6}{-2\sqrt{3}} = -\sqrt{3}$
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