Ưu đãi 50% Tặng Sổ tay 9+ Toán Cấp 2!
100%
Toán Lớp 9 Chương III: Căn bậc hai và căn bậc ba 4 lượt xem

Bài 8: Khai căn bậc hai với phép nhân và phép chia

Nắm vững quy tắc khai phương một tích, một thương; quy tắc nhân và chia hai căn bậc hai; vận dụng rút gọn biểu thức và giải các bài toán thực tế.

Khởi động bài học (Trang 49)

Phép tìm căn bậc hai số học của một số hay biểu thức đại số còn được gọi là phép khai căn bậc hai (hay vắn tắt là khai phương). Phép khai căn bậc hai có mối liên hệ mật thiết và các tính chất kì diệu khi kết hợp với phép nhân và phép chia, giúp chúng ta tính toán nhanh chóng và rút gọn những biểu thức phức tạp.

1

Khai căn bậc hai và phép nhân

Quy tắc khai phương một tích và quy tắc nhân các căn bậc hai

Hoạt động 1 (SGK Trang 49): Khám phá liên hệ giữa khai căn và phép nhân

Tính và so sánh hai giá trị: $\sqrt{100} \cdot \sqrt{4}$ và $\sqrt{100 \cdot 4}$.

Xem lời giải chi tiết

• Ta có: $\sqrt{100} \cdot \sqrt{4} = 10 \cdot 2 = 20$.

• Mặt khác: $\sqrt{100 \cdot 4} = \sqrt{400} = 20$.

Nhận xét: $\sqrt{100} \cdot \sqrt{4} = \sqrt{100 \cdot 4} = 20$.

Quy tắc Khai căn bậc hai của một tích (SGK Trang 49)

Với $A$ và $B$ là các biểu thức không âm ($A \ge 0, B \ge 0$), ta có:

$$\sqrt{A} \cdot \sqrt{B} = \sqrt{A \cdot B}$$

• Chiều từ trái sang phải: Quy tắc nhân hai căn bậc hai: $\sqrt{A} \cdot \sqrt{B} = \sqrt{AB}$.
• Chiều từ phải sang trái: Quy tắc khai phương một tích: $\sqrt{AB} = \sqrt{A} \cdot \sqrt{B}$.

Chú ý mở rộng: Kết quả trên có thể mở rộng cho tích của nhiều biểu thức không âm: $$\sqrt{A} \cdot \sqrt{B} \cdot \sqrt{C} = \sqrt{A \cdot B \cdot C} \quad (\text{với } A \ge 0, B \ge 0, C \ge 0)$$ Đặc biệt: Nếu $A \ge 0, B \ge 0, C \ge 0$ thì $\sqrt{A^2 B^2 C^2} = ABC$.
Ví dụ 1 (SGK Trang 49): Tính giá trị biểu thức

a) $\sqrt{27} \cdot \sqrt{3}$;

b) $\sqrt{5}(\sqrt{125} + \sqrt{5})$.

Xem lời giải chi tiết

• a) $\sqrt{27} \cdot \sqrt{3}$:

$\sqrt{27} \cdot \sqrt{3} = \sqrt{27 \cdot 3} = \sqrt{81} = 9$.

• b) $\sqrt{5}(\sqrt{125} + \sqrt{5})$:

$\sqrt{5} \cdot \sqrt{125} + \sqrt{5} \cdot \sqrt{5} = \sqrt{5 \cdot 125} + \sqrt{5^2} = \sqrt{625} + 5 = 25 + 5 = 30$.

Ví dụ 2 (SGK Trang 49): Rút gọn biểu thức $\sqrt{5x} \cdot \sqrt{20x}$ với $x \ge 0$.
Xem lời giải chi tiết

Với $x \ge 0$:

$\sqrt{5x} \cdot \sqrt{20x} = \sqrt{5x \cdot 20x} = \sqrt{100x^2} = \sqrt{(10x)^2} = |10x|$.

Vì $x \ge 0 \implies 10x \ge 0 \implies |10x| = 10x$.

Vậy $\sqrt{5x} \cdot \sqrt{20x} = 10x$.

Luyện tập 1 (SGK Trang 49): Tính và rút gọn

a) Tính: $\sqrt{3} \cdot \sqrt{75}$;

b) Rút gọn: $\sqrt{5ab^3} \cdot \sqrt{5ab}$ (với $a < 0, b < 0$).

Xem lời giải chi tiết

• a) Tính $\sqrt{3} \cdot \sqrt{75}$:

$\sqrt{3} \cdot \sqrt{75} = \sqrt{3 \cdot 75} = \sqrt{225} = 15$.

• b) Rút gọn $\sqrt{5ab^3} \cdot \sqrt{5ab}$ với $a < 0, b < 0$:

Ta có: $a < 0, b < 0 \implies ab > 0 \implies 5ab > 0$ và $5ab^3 = 5ab \cdot b^2 > 0$ nên căn thức có nghĩa.

$\sqrt{5ab^3} \cdot \sqrt{5ab} = \sqrt{5ab^3 \cdot 5ab} = \sqrt{25a^2 b^4} = \sqrt{(5ab^2)^2} = |5ab^2|$.

Vì $a < 0$ và $b^2 > 0 \implies 5ab^2 < 0 \implies |5ab^2| = -5ab^2$.

Vậy kết quả rút gọn là: $-5ab^2$.

Ví dụ 3 (SGK Trang 50): Tính $\sqrt{2^2 \cdot 3^2 \cdot 5^2}$.
Xem lời giải chi tiết

Áp dụng quy tắc khai phương một tích:

$\sqrt{2^2 \cdot 3^2 \cdot 5^2} = \sqrt{2^2} \cdot \sqrt{3^2} \cdot \sqrt{5^2} = 2 \cdot 3 \cdot 5 = 30$.

Ví dụ 4 (SGK Trang 50): Rút gọn biểu thức $\sqrt{25a^2 b^2}$ (với $a \ge 0, b < 0$).
Xem lời giải chi tiết

Theo giả thiết $a \ge 0, b < 0$:

$\sqrt{25a^2 b^2} = \sqrt{25} \cdot \sqrt{a^2} \cdot \sqrt{b^2} = 5 \cdot |a| \cdot |b|$.

Vì $a \ge 0 \implies |a| = a$; vì $b < 0 \implies |b| = -b$.

Do đó: $5 \cdot a \cdot (-b) = -5ab$.

Luyện tập 2 (SGK Trang 50): Tính nhanh và phân tích thành nhân tử

a) Tính nhanh: $\sqrt{25 \cdot 49}$;

b) Phân tích thành nhân tử: $\sqrt{ab} - 4\sqrt{a}$ (với $a \ge 0, b \ge 0$).

Xem lời giải chi tiết

• a) Tính nhanh $\sqrt{25 \cdot 49}$:

$\sqrt{25 \cdot 49} = \sqrt{25} \cdot \sqrt{49} = 5 \cdot 7 = 35$.

• b) Phân tích thành nhân tử $\sqrt{ab} - 4\sqrt{a}$ với $a \ge 0, b \ge 0$:

Vì $a \ge 0, b \ge 0$ nên $\sqrt{ab} = \sqrt{a} \cdot \sqrt{b}$.

Biểu thức trở thành: $\sqrt{a} \cdot \sqrt{b} - 4\sqrt{a} = \sqrt{a}(\sqrt{b} - 4)$.

2

Khai căn bậc hai và phép chia

Quy tắc khai phương một thương và quy tắc chia các căn bậc hai

Hoạt động 2 (SGK Trang 50): Khám phá liên hệ giữa khai căn và phép chia

Tính và so sánh hai giá trị: $\sqrt{100} : \sqrt{4}$ và $\sqrt{100 : 4}$.

Xem lời giải chi tiết

• Ta có: $\sqrt{100} : \sqrt{4} = 10 : 2 = 5$.

• Mặt khác: $\sqrt{100 : 4} = \sqrt{25} = 5$.

Nhận xét: $\sqrt{100} : \sqrt{4} = \sqrt{100 : 4} = 5$.

Quy tắc Khai căn bậc hai của một thương (SGK Trang 50)

Nếu $A$ và $B$ là các biểu thức với $A \ge 0$ và $B > 0$, ta có:

$$\frac{\sqrt{A}}{\sqrt{B}} = \sqrt{\frac{A}{B}}$$

• Muốn khai phương một thương $\frac{A}{B}$ ($A \ge 0, B > 0$), ta có thể khai phương lần lượt $A$ và $B$ rồi lấy kết quả thứ nhất chia cho kết quả thứ hai.
• Muốn chia căn bậc hai của $A \ge 0$ cho căn bậc hai của $B > 0$, ta có thể chia $A$ cho $B$ rồi khai phương kết quả đó.

Ví dụ 5 (SGK Trang 50): Tính và rút gọn

a) Tính $\sqrt{8} : \sqrt{2}$;

b) Rút gọn $\sqrt{52a^3} : \sqrt{13a}$ với $a > 0$.

Xem lời giải chi tiết

• a) $\sqrt{8} : \sqrt{2}$:

$\sqrt{8} : \sqrt{2} = \sqrt{8 : 2} = \sqrt{4} = 2$.

• b) $\sqrt{52a^3} : \sqrt{13a}$ với $a > 0$:

$\sqrt{52a^3 : 13a} = \sqrt{4a^2} = \sqrt{(2a)^2} = |2a| = 2a$ (do $a > 0$).

Luyện tập 3 (SGK Trang 50): Thực hiện phép chia

a) Tính: $\sqrt{18} : \sqrt{50}$;

b) Rút gọn: $\sqrt{16ab^2} : \sqrt{4a}$ (với $a > 0, b < 0$).

Xem lời giải chi tiết

• a) Tính $\sqrt{18} : \sqrt{50}$:

$\sqrt{18} : \sqrt{50} = \sqrt{\frac{18}{50}} = \sqrt{\frac{9}{25}} = \frac{\sqrt{9}}{\sqrt{25}} = \frac{3}{5} = 0{,}6$.

• b) Rút gọn $\sqrt{16ab^2} : \sqrt{4a}$ với $a > 0, b < 0$:

$\sqrt{\frac{16ab^2}{4a}} = \sqrt{4b^2} = \sqrt{(2b)^2} = |2b|$.

Vì $b < 0 \implies 2b < 0 \implies |2b| = -2b$.

Vậy kết quả rút gọn là: $-2b$.

Ví dụ 6 (SGK Trang 50): Viết thành phân số thập phân rồi khai căn

a) Viết số dưới dấu căn thành một phân số thập phân rồi tính $\sqrt{1{,}69}$;

b) Rút gọn $a \cdot \sqrt{\frac{2}{a^2}}$ với $a > 0$.

Xem lời giải chi tiết

• a) Tính $\sqrt{1{,}69}$:

Ta có: $1{,}69 = \frac{169}{100} = \frac{13^2}{10^2}$.

Suy ra: $\sqrt{1{,}69} = \sqrt{\frac{169}{100}} = \frac{\sqrt{169}}{\sqrt{100}} = \frac{13}{10} = 1{,}3$.

• b) Rút gọn $a \cdot \sqrt{\frac{2}{a^2}}$ với $a > 0$:

$a \cdot \frac{\sqrt{2}}{\sqrt{a^2}} = a \cdot \frac{\sqrt{2}}{|a|} = a \cdot \frac{\sqrt{2}}{a} = \sqrt{2}$ (do $a > 0 \implies |a| = a$).

Luyện tập 4 (SGK Trang 51): Tính và rút gọn

a) Tính $\sqrt{6{,}25}$;

b) Rút gọn: $(a^2 - 1) \cdot \sqrt{\frac{5}{(a - 1)^2}}$ với $a > 1$.

Xem lời giải chi tiết

• a) Tính $\sqrt{6{,}25}$:

Ta có: $6{,}25 = \frac{625}{100} \implies \sqrt{6{,}25} = \frac{\sqrt{625}}{\sqrt{100}} = \frac{25}{10} = 2{,}5$.

• b) Rút gọn $(a^2 - 1) \cdot \sqrt{\frac{5}{(a - 1)^2}}$ với $a > 1$:

Vì $a > 1 \implies a - 1 > 0 \implies \sqrt{(a - 1)^2} = |a - 1| = a - 1$.

Biểu thức trở thành: $(a^2 - 1) \cdot \frac{\sqrt{5}}{a - 1} = (a - 1)(a + 1) \cdot \frac{\sqrt{5}}{a - 1} = \sqrt{5}(a + 1)$.

Vận dụng (SGK Trang 51): Mối liên hệ $U = \sqrt{PR}$ trong mạch điện một chiều

Công suất $P$ (W), hiệu điện thế $U$ (V), điện trở $R$ ($\Omega$) trong đoạn mạch một chiều liên hệ với nhau theo công thức:

$$U = \sqrt{PR}$$

Nếu công suất tăng gấp $8$ lần và điện trở giảm $2$ lần, hỏi tỉ số giữa hiệu điện thế lúc đó và hiệu điện thế ban đầu bằng bao nhiêu?

Mô hình mạch điện một chiều
Hình 3.6: Vận dụng thực tế: Mạch điện một chiều liên hệ công suất $P$ (W), điện trở $R$ ($\Omega$) và hiệu điện thế $U = \sqrt{PR}$ (V)
Xem lời giải chi tiết

Ban đầu: $U = \sqrt{PR}$.

Khi công suất tăng 8 lần: $P' = 8P$.

Khi điện trở giảm 2 lần: $R' = \frac{R}{2}$.

Hiệu điện thế lúc đó là:

$$U' = \sqrt{P' R'} = \sqrt{8P \cdot \frac{R}{2}} = \sqrt{4PR} = \sqrt{4} \cdot \sqrt{PR} = 2\sqrt{PR} = 2U$$

Tỉ số giữa hiệu điện thế lúc đó và hiệu điện thế ban đầu là: $\frac{U'}{U} = \frac{2U}{U} = 2$.

Kết luận: Hiệu điện thế lúc đó tăng gấp $2$ lần so với ban đầu (tỉ số bằng $2$).

Tranh luận (SGK Trang 51): Sai lầm thường gặp khi khai phương

Bạn Vuông lập luận như sau:

"Vì $\sqrt{(-3)^2} = -3$ và $\sqrt{(-12)^2} = -12$ nên $\sqrt{(-3)^2 \cdot (-12)^2} = (-3) \cdot (-12) = 36$."

Theo em, cách làm của Vuông có đúng không? Vì sao?

Xem lời giải chi tiết

Cách làm của bạn Vuông là SAI!

• Lí do: Theo định nghĩa căn bậc hai số học, căn bậc hai của một số luôn là một số không âm:

$\sqrt{(-3)^2} = |-3| = 3$ (chứ không phải bằng $-3$).

$\sqrt{(-12)^2} = |-12| = 12$ (chứ không phải bằng $-12$).

• Dù kết quả cuối cùng $(-3) \cdot (-12) = 36$ bằng với $3 \cdot 12 = 36$, nhưng các bước trung gian khẳng định căn bậc hai nhận giá trị âm là sai bản chất toán học nghiêm trọng.

• Cách giải chuẩn xác:

$\sqrt{(-3)^2 \cdot (-12)^2} = \sqrt{(-3)^2} \cdot \sqrt{(-12)^2} = |-3| \cdot |-12| = 3 \cdot 12 = 36$.

Mô phỏng thực tế: Kích thước màn hình tivi tỉ lệ $4 : 3$ (Bài 3.11 SGK Trang 51)

Kích thước màn hình tivi được xác định bởi độ dài đường chéo $d$. Với tivi có tỉ lệ hai cạnh là $4 : 3$ và chiều rộng $x$ (inch):

• Công thức đường chéo: $d = \sqrt{x^2 + \left(\frac{4}{3}x\right)^2} = \frac{5}{3}x$ (inch).

• Với tivi $40\text{ inch}$: $x = 24\text{ in} = 60{,}96\text{ cm}$; chiều dài $= 32\text{ in} = 81{,}28\text{ cm}$.

Màn hình tivi 40 inch
Hình 3.5: Bài toán 3.11: Màn hình tivi tỉ lệ $4 : 3$, đường chéo $40\text{ inch}$, chiều rộng $60{,}96\text{ cm}$ và chiều dài $81{,}28\text{ cm}$
Sơ đồ tỉ lệ màn hình tivi
Hình 3.7: Sơ đồ hình học: Áp dụng định lí Pythagore tính đường chéo $d = \sqrt{x^2 + \left(\frac{4}{3}x\right)^2} = \frac{5}{3}x$
Bảng tổng kết công thức Khai căn bậc hai (Bài 8)
Phép toán Công thức Điều kiện áp dụng
Nhân hai căn bậc hai $\sqrt{A} \cdot \sqrt{B} = \sqrt{AB}$ $A \ge 0, B \ge 0$
Khai phương một tích $\sqrt{AB} = \sqrt{A} \cdot \sqrt{B}$ $A \ge 0, B \ge 0$
Chia hai căn bậc hai $\frac{\sqrt{A}}{\sqrt{B}} = \sqrt{\frac{A}{B}}$ $A \ge 0, B > 0$
Khai phương một thương $\sqrt{\frac{A}{B}} = \frac{\sqrt{A}}{\sqrt{B}}$ $A \ge 0, B > 0$