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计算带有根号的分数时,通常需要通过分母有理化来简化表达式。以下是具体步骤和注意事项:
一、分母有理化的基本方法
若分母为单个根号(如 $sqrt{a}$),则分子分母同时乘以该根号:
$$
frac{sqrt{b}}{sqrt{a}} = frac{sqrt{b} cdot sqrt{a}}{sqrt{a} cdot sqrt{a}} = frac{sqrt{ab}}{a}
$$
例如:$frac{1}{sqrt{2}} = frac{sqrt{2}}{2}$。
分母是根号与整数的乘积
若分母为 $sqrt{a} cdot b$,则分子分母同时乘以 $sqrt{a}$:
$$
frac{c}{sqrt{a} cdot b} = frac{c cdot sqrt{a}}{(sqrt{a} cdot b) cdot sqrt{a}} = frac{c cdot sqrt{a}}{absqrt{a}} = frac{sqrt{a}}{ab}
$$
例如:$frac{3}{2sqrt{3}} = frac{3 cdot sqrt{3}}{2 cdot 3} = frac{sqrt{3}}{2}$。
二、分母是完全平方数的情况
若分母本身是完全平方数(如 $sqrt{4}$),则直接开方:
$$
frac{d}{sqrt{4}} = frac{d}{2}
$$
例如:$frac{5}{sqrt{4}} = frac{5}{2}$。
三、分母不是完全平方数的情况
若分母不是完全平方数(如 $sqrt{6}$),则分子分母同时乘以分母的共轭(即分母本身):
$$
frac{e}{sqrt{f}} = frac{e cdot sqrt{f}}{sqrt{f} cdot sqrt{f}} = frac{esqrt{f}}{f}
$$
例如:$frac{2}{sqrt{5}} = frac{2sqrt{5}}{5}$。
四、综合示例
计算 $frac{4}{sqrt{12}}$:
1. 分母有理化:$frac{4}{sqrt{12}} = frac{4 cdot sqrt{12}}{12} = frac{4sqrt{12}}{12}$。
2. 化简分子:$sqrt{12} = 2sqrt{3}$,所以 $frac{4 cdot 2sqrt{3}}{12} = frac{8sqrt{3}}{12} = frac{2sqrt{3}}{3}$。
五、注意事项
分子能开方则开方:
若分子是完全平方数(如 $sqrt{9}$),可先化简分子:
$$
frac{sqrt{9}}{sqrt{4}} = frac{3}{2}
$$
若分子或分母为负数,需在根号外处理符号。
通过以上方法,可以系统化地处理带有根号的分数运算。