Rút gọn biểu thức \(A = \sqrt{x}\left(\dfrac{1}{\sqrt{x}+3} - \dfrac{1}{3-\sqrt{x}}\right)\) với \(x \ge 0,\ x \ne 9\).
Phân tích bài toán
Tóm tắt đề bài
Cho biểu thức \(A = \sqrt{x}\left(\dfrac{1}{\sqrt{x}+3} - \dfrac{1}{3-\sqrt{x}}\right)\), cần rút gọn A với điều kiện \(x \ge 0,\ x \ne 9\).
Kiến thức cần dùng
Quy đồng mẫu thức hai phân thức; hằng đẳng thức \((\sqrt{x}+3)(\sqrt{x}-3) = x - 9\); phép cộng, trừ phân thức; nhân phân thức với căn thức; rút gọn phân thức.
Phương pháp giải
Có một cách giải chính. Trục căn thức ở mẫu bằng cách nhân tử và mẫu mỗi phân thức với biểu thức liên hợp, đưa cả hai phân thức về cùng mẫu \(x - 9\), rồi cộng tử, cuối cùng nhân với \(\sqrt{x}\) và rút gọn.
Ứng dụng thực tế
Khi tính diện tích hai mảnh đất hình chữ nhật có chiều dài liên quan đến căn thức, em cũng cần quy đồng và rút gọn tương tự để tìm tổng diện tích theo một biến số.
Gợi ý (0/3)
Gợi ý 1:
Để trừ hai phân thức có mẫu khác nhau, em cần đưa về cùng mẫu. Chú ý rằng \(3 - \sqrt{x} = -(\sqrt{x} - 3)\), nên \(\dfrac{1}{3-\sqrt{x}} = \dfrac{-1}{\sqrt{x}-3}\). Từ đó em có thể đổi dấu để cả hai phân thức cùng xuất hiện mẫu dạng \(x - 9\).
Gợi ý 2:
Sau khi đổi dấu, mẫu chung của hai phân thức là \(x - 9 = (\sqrt{x}+3)(\sqrt{x}-3)\). Em quy đồng: \(\dfrac{1}{\sqrt{x}+3} = \dfrac{\sqrt{x}-3}{x-9}\) và \(\dfrac{1}{3-\sqrt{x}} = \dfrac{-(\sqrt{x}+3)}{x-9}\). Cộng hai phân thức lại, tử sẽ đơn giản đi nhiều.
Gợi ý 3:
Sau khi cộng hai phân thức trong ngoặc, em được \(\dfrac{2\sqrt{x}}{x-9}\). Nhân thêm \(\sqrt{x}\) vào ngoài và rút gọn để ra kết quả cuối cùng.
Lời giải chi tiết
\(A = \sqrt{x}\left(\dfrac{1}{\sqrt{x}+3} - \dfrac{1}{3-\sqrt{x}}\right)\)
Đổi dấu phân thức thứ hai: \(\dfrac{1}{3-\sqrt{x}} = \dfrac{-1}{\sqrt{x}-3}\)
Quy đồng mẫu chung \(x - 9 = (\sqrt{x}+3)(\sqrt{x}-3)\):
\[A = \sqrt{x}\left(\dfrac{\sqrt{x}-3}{x-9} - \dfrac{-(\sqrt{x}+3)}{x-9}\right)\]
\[= \sqrt{x}\left(\dfrac{\sqrt{x}-3}{x-9} + \dfrac{\sqrt{x}+3}{x-9}\right)\]
\[= \sqrt{x} \cdot \dfrac{\sqrt{x}-3+\sqrt{x}+3}{x-9}\]
\[= \sqrt{x} \cdot \dfrac{2\sqrt{x}}{x-9}\]
\[= \dfrac{2x}{x-9}\]
Các bài tập cùng bài học— Bài 9. Biến đổi đơn giản và rút gọn biểu thức chứa căn thức bậc hai