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分数整体有根号时,通常采用 分母有理化的方法进行化简。具体步骤如下:
一、分母有理化的核心方法
通过分子分母同时乘以分母的共轭式,将分母中的根号去掉。对于形如 $frac{a}{sqrt{b}}$ 的分数,其共轭式为 $sqrt{b}$(当分母为单一根号时)。
二、化简步骤
分母有理化
将分子分母同时乘以分母的根号,例如:
$$
frac{a}{sqrt{b}} times frac{sqrt{b}}{sqrt{b}} = frac{asqrt{b}}{b}
$$
这样分母中的根号就被去除了。
化简分子(如有需要)
对分子中的根号进行化简,例如:
$$
frac{6sqrt{18}}{24} = frac{6 times 3sqrt{2}}{24} = frac{18sqrt{2}}{24} = frac{3sqrt{2}}{4}
$$
这里将 $sqrt{18}$ 化简为 $3sqrt{2}$,再约分得到最简形式。
三、注意事项
分母为含多个根号的情况
若分母包含多个根号(如 $sqrt{a pm b}$),需使用平方差公式或配方法进行有理化。例如:
$$
frac{1}{sqrt{a} + sqrt{b}} times frac{sqrt{a} - sqrt{b}}{sqrt{a} - sqrt{b}} = frac{sqrt{a} - sqrt{b}}{a - b}
$$
假分数的处理
若分子是分母的倍数(如 $frac{8}{4}$),可先约分再化简根号。3. 完全平方数的分解
将分母中的数分解为完全平方数与其他因数的乘积(如 $sqrt{72} = sqrt{36 times 2} = 6sqrt{2}$),再化简。
四、示例总结
化简 $frac{5}{sqrt{20} + sqrt{5}}$ 的过程:
1. 分母有理化:
$$
frac{5}{sqrt{20} + sqrt{5}} times frac{sqrt{20} - sqrt{5}}{sqrt{20} - sqrt{5}} = frac{5(sqrt{20} - sqrt{5})}{20 - 5} = frac{5(sqrt{20} - sqrt{5})}{15}
$$
2. 化简分子:
$$
sqrt{20} = 2sqrt{5} Rightarrow frac{5(2sqrt{5} - sqrt{5})}{15} = frac{5sqrt{5}}{15} = frac{sqrt{5}}{3}
$$
最终结果为 $frac{sqrt{5}}{3}$。
通过以上方法,可系统化地化简分数整体有根号的情况。