Rút gọn biểu thức sau (với \(a > 0, b > 0\)):
\[\frac{-3\sqrt{16a} + 5a\sqrt{16ab^2}}{2\sqrt{a}}\]
Phân tích bài toán
Tóm tắt đề bài
Cho biểu thức phân số chứa căn thức với điều kiện \(a > 0, b > 0\). Cần rút gọn biểu thức về dạng đơn giản nhất.
Kiến thức cần dùng
Tách căn thức theo quy tắc \(\sqrt{A \cdot B} = \sqrt{A} \cdot \sqrt{B}\) (với \(A, B \geq 0\)). Tính \(\sqrt{16} = 4\), \(\sqrt{b^2} = |b| = b\) vì \(b > 0\). Quy tắc tách phân số \(\frac{A + B}{C} = \frac{A}{C} + \frac{B}{C}\), và rút gọn \(\frac{\sqrt{a}}{\sqrt{a}} = 1\) vì \(a > 0\).
Phương pháp giải
Một cách giải. Tách từng căn thức ở tử số: \(\sqrt{16a} = 4\sqrt{a}\) và \(\sqrt{16ab^2} = 4b\sqrt{a}\). Sau đó đặt nhân tử chung \(4\sqrt{a}\) ở tử, rút gọn với \(2\sqrt{a}\) ở mẫu, rồi nhân phá ngoặc.
Ứng dụng thực tế
Trong kỹ thuật điện, cường độ dòng điện qua mạch thường được biểu diễn bằng biểu thức chứa căn thức — việc rút gọn giúp tính toán nhanh hơn khi thay số vào công thức.
Gợi ý (0/3)
Gợi ý 1:
Hãy tách riêng từng căn thức ở tử: \(\sqrt{16a} = \sqrt{16} \cdot \sqrt{a} = 4\sqrt{a}\) và \(\sqrt{16ab^2} = \sqrt{16} \cdot \sqrt{a} \cdot \sqrt{b^2}\). Vì \(b > 0\) nên \(\sqrt{b^2} = b\).
Gợi ý 2:
Sau khi tách xong, tử số có dạng \(-3 \cdot 4\sqrt{a} + 5a \cdot 4b\sqrt{a}\). Đặt nhân tử chung \(4\sqrt{a}\) ra ngoài, em sẽ thấy \(\sqrt{a}\) ở tử và mẫu rút gọn được với nhau.
Gợi ý 3:
Sau khi rút gọn \(\frac{4\sqrt{a}}{2\sqrt{a}} = 2\), phần còn lại chỉ cần nhân phá ngoặc: \(2(-3 + 5ab)\).
Lời giải chi tiết
Vì \(a > 0, b > 0\), ta tách các căn thức:
\[\sqrt{16a} = \sqrt{16} \cdot \sqrt{a} = 4\sqrt{a}\]
\[\sqrt{16ab^2} = \sqrt{16} \cdot \sqrt{a} \cdot \sqrt{b^2} = 4\sqrt{a} \cdot b = 4b\sqrt{a}\]
Thay vào biểu thức:
\[\frac{-3\sqrt{16a} + 5a\sqrt{16ab^2}}{2\sqrt{a}} = \frac{-3 \cdot 4\sqrt{a} + 5a \cdot 4b\sqrt{a}}{2\sqrt{a}}\]
\[= \frac{-12\sqrt{a} + 20ab\sqrt{a}}{2\sqrt{a}}\]
\[= \frac{4\sqrt{a}(-3 + 5ab)}{2\sqrt{a}}\]
\[= 2(-3 + 5ab)\]
\[= -6 + 10ab\]
Các bài tập cùng bài học— Bài 8. Khai căn bậc hai với phép nhân và phép chia
Bài 3.10 trang 51. Rút gọn biểu thức chứa căn thức với a > 0, b > 0Đang xem