Rút gọn rồi tính giá trị của biểu thức \ (\sqrt[3]{27x^3 - 27x^2 + 9x - 1}\) tại \(x = 7\).
Phân tích bài toán
Tóm tắt đề bài
Cho biểu thức \(\sqrt[3]{27x^3 - 27x^2 + 9x - 1}\), cần rút gọn biểu thức rồi tính giá trị tại \(x = 7\).
Kiến thức cần dùng
Hằng đẳng thức \((a - b)^3 = a^3 - 3a^2b + 3ab^2 - b^3\). Tính chất căn bậc ba: \(\sqrt[3]{A^3} = A\) với mọi số thực \(A\).
Phương pháp giải
Một cách giải. Nhận dạng biểu thức dưới dấu căn có dạng \((a - b)^3\) bằng cách so sánh với hằng đẳng thức. Sau khi xác định được \(a\) và \(b\), rút gọn căn bậc ba rồi thay \(x = 7\) để tính giá trị.
Ứng dụng thực tế
Nếu thể tích một khối lập phương được biểu diễn bằng biểu thức \(27x^3 - 27x^2 + 9x - 1\) (đơn vị cm³), em tính được độ dài cạnh của khối lập phương đó bằng cách nào?
Gợi ý (0/3)
Gợi ý 1:
So sánh \(27x^3 - 27x^2 + 9x - 1\) với hằng đẳng thức \((a-b)^3 = a^3 - 3a^2b + 3ab^2 - b^3\). Thử đặt \(a = 3x\), \(b = 1\) rồi khai triển xem có khớp không.
Gợi ý 2:
Sau khi viết được \(27x^3 - 27x^2 + 9x - 1 = (3x - 1)^3\), áp dụng \(\sqrt[3]{(3x-1)^3} = 3x - 1\) để rút gọn biểu thức.
Gợi ý 3:
Biểu thức sau khi rút gọn là \(3x - 1\). Thay \(x = 7\) vào để tính kết quả cuối cùng.
Lời giải chi tiết
Ta nhận thấy:
\[27x^3 - 27x^2 + 9x - 1 = (3x)^3 - 3 \cdot (3x)^2 \cdot 1 + 3 \cdot (3x) \cdot 1^2 - 1^3 = (3x - 1)^3\]
Do đó:
\[\sqrt[3]{27x^3 - 27x^2 + 9x - 1} = \sqrt[3]{(3x-1)^3} = 3x - 1\]
Tại \(x = 7\):
\[3 \cdot 7 - 1 = 21 - 1 = 20\]
Vậy giá trị của biểu thức tại \(x = 7\) bằng \(20\).
Các bài tập cùng bài học— Bài 10. Căn bậc ba và căn thức bậc ba