Lớp 9 · Chương III: Căn bậc hai và căn bậc ba

Ôn tập chương 3 - Toán 9

🚀 Khởi động

🎯 Ôn tập chương 3 — Căn bậc hai và căn bậc ba

Trong chương này, chúng ta đã mở rộng tập hợp các phép toán cơ bản bằng khái niệm căn bậc hai và căn bậc ba, giúp xử lý và biểu diễn các số vô tỉ một cách chính xác.

🔍
Căn bậc hai số học

Chỉ xét số x0x \geq 0 sao cho x2=ax^2 = a

🛠️
Biến đổi biểu thức

Trục căn thức, đưa thừa số ra ngoài/vào trong

🧊
Căn bậc ba

Dấu âm cũng có căn bậc ba bình thường

🔍 Khám phá

📖 I. LÝ THUYẾT

1. Căn bậc hai và căn thức bậc hai

  • Căn bậc hai số học của một số a0a \geq 0 là số x0x \geq 0 sao cho x2=ax^2 = a. Ký hiệu: a\sqrt{a}.
  • Căn thức bậc hai A\sqrt{A} có nghĩa (hay xác định) khi và chỉ khi A0A \geq 0.
  • Hằng đẳng thức căn: A2=A\sqrt{A^2} = |A|.
    • Nếu A0A \geq 0 thì A2=A\sqrt{A^2} = A.
    • Nếu A<0A < 0 thì A2=A\sqrt{A^2} = -A.

2. Khai căn với phép nhân và phép chia

Với A,BA, B là các biểu thức không âm (A0,B0A \geq 0, B \geq 0):

  • AB=AB\sqrt{A \cdot B} = \sqrt{A} \cdot \sqrt{B}
  • AB=AB\sqrt{\frac{A}{B}} = \frac{\sqrt{A}}{\sqrt{B}} (Với B>0B > 0)

Lưu ý: Không có tính chất phân phối qua phép cộng/trừ: A±BA±B\sqrt{A \pm B} \neq \sqrt{A} \pm \sqrt{B}.

3. Biến đổi biểu thức chứa căn bậc hai

  1. Đưa thừa số ra ngoài dấu căn: A2B=AB\sqrt{A^2 \cdot B} = |A|\sqrt{B} (B0B \geq 0).
  2. Đưa thừa số vào trong dấu căn:
    • Với A0,B0A \geq 0, B \geq 0: AB=A2BA\sqrt{B} = \sqrt{A^2B}.
    • Với A<0,B0A < 0, B \geq 0: AB=A2BA\sqrt{B} = -\sqrt{A^2B}.
  3. Khử mẫu của biểu thức lấy căn: AB=ABB\sqrt{\frac{A}{B}} = \frac{\sqrt{AB}}{|B|}
🌍 Vận dụng

🌍 III. BÀI TẬP TỰ LUẬN

Bài 1: Tìm điều kiện xác định của biểu thức chứa căn

Tìm điều kiện để các biểu thức sau có nghĩa: a) 53x\sqrt{5 - 3x} b) 32x+1\sqrt{\frac{-3}{2x + 1}} c) x26x+9\sqrt{x^2 - 6x + 9}

📊 Xem lời giải

Lời giải:

a) Biểu thức có nghĩa khi 53x03x5x535 - 3x \geq 0 \Leftrightarrow -3x \geq -5 \Leftrightarrow x \leq \frac{5}{3}.

b) Biểu thức có nghĩa khi 32x+10\frac{-3}{2x + 1} \geq 0. Vì tử số là 3<0-3 < 0, nên mẫu số phải nhỏ hơn 00: 2x+1<02x<1x<0,52x + 1 < 0 \Leftrightarrow 2x < -1 \Leftrightarrow x < -0,5.

c) Có x26x+9=(x3)2\sqrt{x^2 - 6x + 9} = \sqrt{(x - 3)^2}. Vì (x3)20(x - 3)^2 \geq 0 với mọi xRx \in \mathbb{R}, nên biểu thức xác định với mọi xRx \in \mathbb{R}.


Bài 2: Tính giá trị và rút gọn bằng hằng đẳng thức A2=A\sqrt{A^2} = |A|

Tính và rút gọn các biểu thức sau: a) (32)2\sqrt{(\sqrt{3} - 2)^2} b) 4233\sqrt{4 - 2\sqrt{3}} - \sqrt{3} c) 9x22x\sqrt{9x^2} - 2x (với x<0x < 0)

📊 Xem lời giải

Lời giải:

a) (32)2=32\sqrt{(\sqrt{3} - 2)^2} = |\sqrt{3} - 2|. Vì 3<2\sqrt{3} < 2 nên 32<0\sqrt{3} - 2 < 0. Do đó, 32=23|\sqrt{3} - 2| = 2 - \sqrt{3}.

b) Xét 423=(3)2231+12=(31)2=31=31\sqrt{4 - 2\sqrt{3}} = \sqrt{(\sqrt{3})^2 - 2\sqrt{3}\cdot 1 + 1^2} = \sqrt{(\sqrt{3} - 1)^2} = |\sqrt{3} - 1| = \sqrt{3} - 1. Ta có: 313=1\sqrt{3} - 1 - \sqrt{3} = -1.

c) Ta có 9x2=(3x)2=3x\sqrt{9x^2} = \sqrt{(3x)^2} = |3x|. Vì x<0x < 0 nên 3x=3x|3x| = -3x. Biểu thức trở thành: 3x2x=5x-3x - 2x = -5x.


Bài 3: Khai Phương Một Tích, Một Thương

Thực hiện các phép tính: a) 1,44225\sqrt{1,44 \cdot 225} b) 0,160,64225\sqrt{0,16 \cdot 0,64 \cdot 225} c) 16040\frac{\sqrt{160}}{\sqrt{40}}

📊 Xem lời giải

Lời giải:

a) 1,44225=1,215=18\sqrt{1,44} \cdot \sqrt{225} = 1,2 \cdot 15 = 18.

b) 0,160,64225=0,40,815=4,8\sqrt{0,16} \cdot \sqrt{0,64} \cdot \sqrt{225} = 0,4 \cdot 0,8 \cdot 15 = 4,8.

c) Áp dụng quy tắc chia căn hai số: 16040=4=2\sqrt{\frac{160}{40}} = \sqrt{4} = 2.


Bài 4: Biến đổi căn thức (Đưa vào/ra và trục căn thức)

Rút gọn biểu thức: a) 312227+12483\sqrt{12} - 2\sqrt{27} + \frac{1}{2}\sqrt{48} b) 105253\frac{10}{\sqrt{5}} - \frac{2}{\sqrt{5} - \sqrt{3}}

📊 Xem lời giải

Lời giải:

a) 343293+12163=323233+1243=6363+23=233\sqrt{4 \cdot 3} - 2\sqrt{9 \cdot 3} + \frac{1}{2}\sqrt{16 \cdot 3} = 3 \cdot 2\sqrt{3} - 2 \cdot 3\sqrt{3} + \frac{1}{2} \cdot 4\sqrt{3} = 6\sqrt{3} - 6\sqrt{3} + 2\sqrt{3} = 2\sqrt{3}.

b) Mẫu 1: 1055=25\frac{10\sqrt{5}}{5} = 2\sqrt{5}. Mẫu 2: Nhân lượng liên hợp: 2(5+3)(53)(5+3)=2(5+3)53=5+3\frac{2(\sqrt{5} + \sqrt{3})}{(\sqrt{5} - \sqrt{3})(\sqrt{5} + \sqrt{3})} = \frac{2(\sqrt{5} + \sqrt{3})}{5 - 3} = \sqrt{5} + \sqrt{3}. Vậy biểu thức =25(5+3)=53= 2\sqrt{5} - (\sqrt{5} + \sqrt{3}) = \sqrt{5} - \sqrt{3}.


Bài 5: Rút gọn biểu thức chứa phân thức

Cho biểu thức A=(xx11xx):x+1x1A = \left( \frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x} - 1} - \frac{1}{x - \sqrt{x}} \right) : \frac{\sqrt{x} + 1}{x - 1} a) Tìm ĐKXĐ của AA. b) Rút gọn biểu thức AA.

📊 Xem lời giải

Lời giải:

a) ĐKXĐ: x>0x > 0x1x \neq 1. (Để căn thức có nghĩa và mẫu số khác 0).

b) Trong ngoặc: Mẫu số chung là x(x1)\sqrt{x}(\sqrt{x} - 1). xxx(x1)1x(x1)=x1x(x1)=(x1)(x+1)x(x1)=x+1x\frac{\sqrt{x} \cdot \sqrt{x}}{\sqrt{x}(\sqrt{x} - 1)} - \frac{1}{\sqrt{x}(\sqrt{x} - 1)} = \frac{x - 1}{\sqrt{x}(\sqrt{x} - 1)} = \frac{(\sqrt{x} - 1)(\sqrt{x} + 1)}{\sqrt{x}(\sqrt{x} - 1)} = \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x}}.

Phân thức chia: x+1(x1)(x+1)=1x1\frac{\sqrt{x} + 1}{(\sqrt{x} - 1)(\sqrt{x} + 1)} = \frac{1}{\sqrt{x} - 1}. Nên A=x+1x:1x1=x+1x(x1)=x1xA = \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x}} : \frac{1}{\sqrt{x} - 1} = \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x}} \cdot (\sqrt{x} - 1) = \frac{x - 1}{\sqrt{x}}.


Bài 6: Biểu thức tổng hợp

Cho biểu thức B=xx+3+2xx33x+9x9B = \frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x} + 3} + \frac{2\sqrt{x}}{\sqrt{x} - 3} - \frac{3x + 9}{x - 9}. a) Rút gọn biểu thức BB (với x0,x9x \geq 0, x \neq 9). b) Tìm xx để B=13B = \frac{1}{3}. c) Tìm giá trị nhỏ nhất của BB.

📊 Xem lời giải

Lời giải:

a) Mẫu chung là x9=(x3)(x+3)x - 9 = (\sqrt{x} - 3)(\sqrt{x} + 3). B=x(x3)+2x(x+3)(3x+9)(x3)(x+3)=x3x+2x+6x3x9x9=3x9(x3)(x+3)=3(x3)(x3)(x+3)=3x+3B = \frac{\sqrt{x}(\sqrt{x} - 3) + 2\sqrt{x}(\sqrt{x} + 3) - (3x + 9)}{(\sqrt{x} - 3)(\sqrt{x} + 3)} \\= \frac{x - 3\sqrt{x} + 2x + 6\sqrt{x} - 3x - 9}{x - 9} \\= \frac{3\sqrt{x} - 9}{(\sqrt{x} - 3)(\sqrt{x} + 3)} \\= \frac{3(\sqrt{x} - 3)}{(\sqrt{x} - 3)(\sqrt{x} + 3)} = \frac{3}{\sqrt{x} + 3}.

b) B=133x+3=13x+3=9x=6x=36B = \frac{1}{3} \Leftrightarrow \frac{3}{\sqrt{x} + 3} = \frac{1}{3} \Leftrightarrow \sqrt{x} + 3 = 9 \Leftrightarrow \sqrt{x} = 6 \Leftrightarrow x = 36 (TM).

c) Vì x0x \geq 0 nên x0x+33\sqrt{x} \geq 0 \Rightarrow \sqrt{x} + 3 \geq 3. Do đó B=3x+333=1B = \frac{3}{\sqrt{x} + 3} \leq \frac{3}{3} = 1. Giá trị LỚN NHẤT là 1 khi x=0x = 0. (Lỗi ở đề hỏi NN, vì x\sqrt{x} vô hạn nên B>0B > 0 nhưng không có GTNN. Trả lời: B không có GTNN, B lớn nhất bằng 1).


Bài 7: Giải phương trình vô tỉ cơ bản

Giải các phương trình sau: a) 2x1=3\sqrt{2x - 1} = 3 b) 4x+203x+5+439x+45=6\sqrt{4x + 20} - 3\sqrt{x + 5} + \frac{4}{3}\sqrt{9x + 45} = 6

📊 Xem lời giải

Lời giải:

a) ĐKXĐ: x0,5x \geq 0,5. PT 2x1=92x=10x=5\Leftrightarrow 2x - 1 = 9 \Leftrightarrow 2x = 10 \Leftrightarrow x = 5 (TMĐK).

b) ĐKXĐ: x5x \geq -5. PT 4(x+5)3x+5+439(x+5)=6\Leftrightarrow \sqrt{4(x + 5)} - 3\sqrt{x + 5} + \frac{4}{3}\sqrt{9(x + 5)} = 6 2x+53x+5+433x+5=6\Leftrightarrow 2\sqrt{x + 5} - 3\sqrt{x + 5} + \frac{4}{3} \cdot 3\sqrt{x + 5} = 6 2x+53x+5+4x+5=63x+5=6\Leftrightarrow 2\sqrt{x + 5} - 3\sqrt{x + 5} + 4\sqrt{x + 5} = 6 \Leftrightarrow 3\sqrt{x + 5} = 6 x+5=2x+5=4x=1\Leftrightarrow \sqrt{x + 5} = 2 \Leftrightarrow x + 5 = 4 \Leftrightarrow x = -1 (TMĐK). S={1}S = \{-1\}.


Bài 8: Giải phương trình vô tỉ dạng A=BA = |B|

Giải phương trình: x24x+4=3x1\sqrt{x^2 - 4x + 4} = 3x - 1

📊 Xem lời giải

Lời giải:

PT (x2)2=3x1x2=3x1\Leftrightarrow \sqrt{(x - 2)^2} = 3x - 1 \Leftrightarrow |x - 2| = 3x - 1. Để phương trình có nghiệm, thì 3x10x133x - 1 \geq 0 \Leftrightarrow x \geq \frac{1}{3}. Khi đó ta có 2 trường hợp:

  • TH1: x2=3x12x=1x=0,5x - 2 = 3x - 1 \Leftrightarrow 2x = -1 \Leftrightarrow x = -0,5 (Loại vì <13< \frac{1}{3})
  • TH2: x2=(3x1)x2=3x+14x=3x=0,75x - 2 = - (3x - 1) \Leftrightarrow x - 2 = -3x + 1 \Leftrightarrow 4x = 3 \Leftrightarrow x = 0,75 (Thỏa mãn)

Vậy tập nghiệm là S={0,75}S = \{0{,}75\}.


Bài 9: Bài toán về căn bậc ba

a) Tính: 6431253+273\sqrt[3]{64} - \sqrt[3]{-125} + \sqrt[3]{-27} b) Giải phương trình: 2x13=3\sqrt[3]{2x - 1} = 3

📊 Xem lời giải

Lời giải:

a) 433(5)33+(3)33=4(5)+(3)=4+53=6\sqrt[3]{4^3} - \sqrt[3]{(-5)^3} + \sqrt[3]{(-3)^3} = 4 - (-5) + (-3) = 4 + 5 - 3 = 6.

b) Lập phương hai vế của phương trình: 2x1=332x1=272x=28x=142x - 1 = 3^3 \Leftrightarrow 2x - 1 = 27 \Leftrightarrow 2x = 28 \Leftrightarrow x = 14. Vậy S={14}S = \{14\}.


Bài 10: Bài toán thực tế ứng dụng căn bậc hai

Vận tốc vv (m/s) của một vật rơi tự do không vận tốc đầu từ độ cao hh (m) được tính theo công thức gần đúng v=2ghv = \sqrt{2gh}, với g9,8 m/s2g \approx 9,8 \text{ m/s}^2 là gia tốc trọng trường. a) Tính vận tốc của một vật khi chạm đất nếu nó được rơi từ độ cao 45m (làm tròn đến chữ số thập phân thứ hai). b) Trạm không gian ISS rơi ở độ bay nào nếu khi tiếp cận bầu khí quyển vận tốc của vật rơi đạt đến 140 m/s?

📊 Xem lời giải

Lời giải:

a) Thay g=9,8g = 9,8h=45h = 45 vào công thức: v=29,845=19,645=88229,70v = \sqrt{2 \cdot 9,8 \cdot 45} = \sqrt{19,6 \cdot 45} = \sqrt{882} \approx 29,70 (m/s). Vận tốc khi chạm đất xấp xỉ 29,70 m/s.

b) Thay v=140v = 140g=9,8g = 9,8 vào công thức: 140=29,8h=19,6h140 = \sqrt{2 \cdot 9,8 \cdot h} = \sqrt{19,6h}. Bình phương hai vế: 19,6h=1402=19600h=1960019,6=100019,6h = 140^2 = 19600 \Rightarrow h = \frac{19600}{19,6} = 1000 (m). Vậy độ bay tương đương 1000m.

Bài 11: Rút gọn biểu thức chứa căn bậc ba

Rút gọn: a) 83273+643\sqrt[3]{8} - \sqrt[3]{-27} + \sqrt[3]{64} b) x=5+2133+52133x = \sqrt[3]{5 + 2\sqrt{13}} + \sqrt[3]{5 - 2\sqrt{13}}. (Gợi ý lập phương hai vế x3x^3)

📊 Xem lời giải

Lời giải:

a) 233(3)33+433=2(3)+4=2+3+4=9\sqrt[3]{2^3} - \sqrt[3]{(-3)^3} + \sqrt[3]{4^3} = 2 - (-3) + 4 = 2 + 3 + 4 = 9.

b) Cho x=5+2133+52133x = \sqrt[3]{5 + 2\sqrt{13}} + \sqrt[3]{5 - 2\sqrt{13}}. Áp dụng hằng đẳng thức: (A+B)3=A3+B3+3AB(A+B)(A+B)^3 = A^3 + B^3 + 3AB(A+B). x3=(5+213)+(5213)+3((5+213)(5213)3)xx^3 = \left(5 + 2\sqrt{13}\right) + \left(5 - 2\sqrt{13}\right) + 3\left(\sqrt[3]{(5 + 2\sqrt{13})(5 - 2\sqrt{13})}\right) \cdot x x3=10+3(25523)xx^3 = 10 + 3\left(\sqrt[3]{25 - 52}\right) \cdot x x3=10+3(273)xx3=10+3(3)xx3=109xx^3 = 10 + 3\left(\sqrt[3]{-27}\right) \cdot x \Leftrightarrow x^3 = 10 + 3(-3)x \Leftrightarrow x^3 = 10 - 9x. Suy ra: x3+9x10=0(x1)(x2+x+10)=0x^3 + 9x - 10 = 0 \Leftrightarrow (x - 1)(x^2 + x + 10) = 0. Vì x2+x+10=(x+0.5)2+9.75>0x^2 + x + 10 = (x + 0.5)^2 + 9.75 > 0 nên x1=0x=1x - 1 = 0 \Leftrightarrow x = 1. Vậy biểu thức có giá trị bằng 11.

⭐ Ghi nhớ

💡 Những bài học rút ra

  • Biểu thức A\sqrt{A} cần tìm ĐKXĐ A0A \ge 0 rất quan trọng trước khi làm bất kỳ phép biến đổi nào.
  • Luôn nhớ A2=A\sqrt{A^2} = |A| thay vì ngay lập tức bỏ căn và giữ AA. Xét dấu của AA để mở trị tuyệt đối một cách thích hợp.
  • Trục căn thức ở mẫu yêu cầu kỹ năng hằng đẳng thức A2B2=(AB)(A+B)A^2 - B^2 = (A-B)(A+B). Cực kỳ hữu dụng khi mẫu có dạng tổng hoặc hiệu 2 căn thức.
  • Căn bậc ba tồn tại cho số âm vô tư, hãy nhớ A33=A\sqrt[3]{-A^3} = -A. Lập phương 2 vế là công cụ hay dùng với phương trình căn bậc ba.