Bài 1 · Câu 1★Trang 39— Nhận biết các khẳng định đúng/sai về căn bậc hai và căn bậc ba
Trong các khẳng định sau, khẳng định nào đúng? A. Mọi số thực đều có căn bậc hai. B. Các số thực âm không có căn bậc ba. C. Mọi số thực đều có căn bậc hai số học. D. Các số thực dương có hai căn bậc hai đối nhau.
Kiến thức cần nhớ
Số dương có hai căn bậc hai đối nhau; số 0 có một căn bậc hai là 0; số âm không có căn bậc hai (thực).
Căn bậc hai số học của một số chỉ tồn tại khi số đó không âm.
Mọi số thực (âm, dương, 0) đều có đúng một căn bậc ba.
🧠 Phân tích tư duy
Bốn khẳng định đều nói về ‘mọi số thực’ hoặc ‘số thực dương/âm’ — dấu hiệu cho thấy chỉ cần một phản ví dụ là đủ bác bỏ một khẳng định sai, trong khi khẳng định đúng phải đúng với TẤT CẢ trường hợp. Hướng an toàn là rà lại đúng ba khái niệm đã học: căn bậc hai, căn bậc hai số học, căn bậc ba, xem chúng áp dụng được cho số âm hay không. Bẫy nằm ở việc A và C rất giống nhau về cách diễn đạt nhưng đều sai khi áp dụng cho số âm.
1Cách 1. Xét từng khẳng định theo đúng định nghĩa đã học
Đối chiếu từng khẳng định với định nghĩa gốc của căn bậc hai, căn bậc hai số học và căn bậc ba để kết luận đúng/sai.
A. "Mọi số thực đều có căn bậc hai" — sai, vì số âm không có căn bậc hai thực (ví dụ −4 không có căn bậc hai)
B. "Các số thực âm không có căn bậc ba" — sai, vì mọi số thực kể cả số âm đều có đúng một căn bậc ba (ví dụ 3−8=−2)
C. "Mọi số thực đều có căn bậc hai số học" — sai, vì căn bậc hai số học chỉ xác định với số không âm
D. "Các số thực dương có hai căn bậc hai đối nhau" — đúng, đây chính là định nghĩa đã học
Vậy khẳng định đúng là D.
2Cách 2. Dùng phản ví dụ cụ thể để loại từng khẳng định sai
Với mỗi khẳng định bắt đầu bằng "mọi" hoặc phủ định của "mọi", chỉ cần tìm MỘT số cụ thể làm nó sai là đủ loại; khẳng định còn sống sót sau khi thử phản ví dụ chính là đáp án.
A: thử số −9 — không có số thực nào bình phương ra −9, nên A sai
B: thử số −8 — có 3−8=−2 vì (−2)3=−8, nên khẳng định "không có căn bậc ba" sai với chính số −8 này, B sai
C: thử số −9 — không tồn tại căn bậc hai số học của −9, nên C sai
D: thử số 9 — có hai căn bậc hai đối nhau là 3 và −3; thử thêm số 16 — có 4 và −4; không tìm được phản ví dụ nào, D đúng
Vậy khẳng định đúng là D.
3Cách 3. Lập bảng tổng hợp số lượng căn bậc hai/căn bậc ba theo dấu của số rồi đối chiếu
Hệ thống hoá kiến thức thành một bảng ngắn theo ba loại số (âm, 0, dương), sau đó đối chiếu từng khẳng định với đúng dòng tương ứng trong bảng.
Số dương: có 2 căn bậc hai đối nhau, có 1 căn bậc hai số học, có 1 căn bậc ba
Số 0: có 1 căn bậc hai (là 0), có 1 căn bậc hai số học (là 0), có 1 căn bậc ba (là 0)
Số âm: không có căn bậc hai, không có căn bậc hai số học, vẫn có 1 căn bậc ba
Đối chiếu: A sai (dòng "số âm" không có căn bậc hai); B sai (dòng "số âm" vẫn có căn bậc ba); C sai (dòng "số âm" không có căn bậc hai số học); D đúng (đúng dòng "số dương")
Vậy khẳng định đúng là D.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: rà lại đúng ba định nghĩa rồi kết luận ngay, không cần liệt kê phản ví dụ hay dựng bảng, nhanh nhất cho câu hỏi lý thuyết thuần tuý.
Đáp số.Khẳng định đúng là D. Các số thực dương có hai căn bậc hai đối nhau.
Sai lầm thường gặp.Nhầm B là đúng vì nghĩ ‘số âm thì không khai căn được’, trong khi điều đó chỉ đúng với căn bậc hai — căn bậc ba luôn thực hiện được với mọi số thực kể cả số âm, ví dụ 3−8=−2.
🚀 Mở rộng.Phát biểu lại ba khẳng định A, B, C cho đúng: ‘Số thực không âm mới có căn bậc hai’; ‘Mọi số thực đều có căn bậc ba’; ‘Số thực không âm mới có căn bậc hai số học’.
Bài 2 · Câu 2★Trang 39— Nhận biết khẳng định sai về căn bậc hai và căn bậc ba của một số âm cụ thể
Trong các khẳng định sau, khẳng định nào sai? A. Mọi số thực dương đều có căn bậc hai. B. Số −216 không có căn bậc ba. C. Số −216 không có căn bậc hai. D. Số −216 không có căn bậc hai số học.
Kiến thức cần nhớ
Số âm có đúng một căn bậc ba (âm), ví dụ 3−216=−6 vì (−6)3=−216.
Số âm không có căn bậc hai và cũng không có căn bậc hai số học (trong tập số thực).
Số dương luôn có căn bậc hai (hai giá trị đối nhau) nên khẳng định A đúng.
🧠 Phân tích tư duy
Ba khẳng định B, C, D đều nói về cùng một số cụ thể −216 — dấu hiệu nên kiểm tra trực tiếp trên số này thay vì lý thuyết chung chung. Vì −216 là số âm, nó chắc chắn không có căn bậc hai nên C, D đúng; còn MỌI số thực đều có căn bậc ba, kể cả số âm, nên khẳng định ‘không có căn bậc ba’ của B cần kiểm tra kỹ nhất. Bẫy là nhầm lẫn giữa ‘không có căn bậc hai’ (đúng với số âm) và ‘không có căn bậc ba’ (sai với mọi số thực).
1Cách 1. Xét từng khẳng định theo định nghĩa, đặc biệt kiểm tra kỹ B
Xác nhận A đúng theo định nghĩa chung, sau đó kiểm tra riêng cả ba khẳng định B, C, D trên số cụ thể −216 để tìm khẳng định sai.
A. Mọi số thực dương đều có căn bậc hai — đúng, đây là định nghĩa đã học
B. Số −216 không có căn bậc ba — kiểm tra: mọi số thực đều có căn bậc ba, số âm cũng vậy, nên khẳng định này sai
C. Số −216 không có căn bậc hai — đúng, vì −216 âm nên không có căn bậc hai thực
D. Số −216 không có căn bậc hai số học — đúng, vì căn bậc hai số học cũng chỉ xác định với số không âm
Vậy khẳng định sai là B.
2Cách 2. Tính trực tiếp căn bậc ba của −216 để kiểm chứng khẳng định B bằng một phép tính cụ thể
Tìm ngay một số cụ thể mà lập phương bằng −216 để bác bỏ trực tiếp khẳng định B bằng phép tính.
Tìm x sao cho x3=−216: nhận thấy 63=216 nên (−6)3=−216
Vậy 3−216=−6 tồn tại, tức số −216 CÓ căn bậc ba
Khẳng định B nói "không có căn bậc ba" — trái với kết quả vừa tính, nên B sai
Ba khẳng định còn lại (A, C, D) đều đúng theo định nghĩa về căn bậc hai đã học
Vậy khẳng định sai là B.
3Cách 3. Suy luận loại suy từ khẳng định đúng đã biết ở Câu 1
Ở Câu 1 đã xác nhận khẳng định đúng "các số thực dương có hai căn bậc hai đối nhau", ngầm cho thấy căn bậc hai chỉ dành cho số không âm; dùng lại tri thức đó để suy luận nhanh về căn bậc ba mà không cần tính toán lại.
Đã biết: căn bậc hai chỉ tồn tại với số không âm, còn căn bậc ba tồn tại với MỌI số thực — đây là khác biệt cốt lõi giữa hai loại căn
Áp dụng cho −216 (một số âm cụ thể): căn bậc hai của nó không tồn tại (khớp C, D đúng), nhưng căn bậc ba của nó vẫn tồn tại
Khẳng định B phát biểu ngược lại điều đó ("không có căn bậc ba"), nên B sai; còn A đúng vì nói đúng về số dương, không liên quan tới −216
Vậy khẳng định sai là B, khớp hai cách trên.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 2: nhẩm ngay 63=216 nên (−6)3=−216, chỉ một dòng tính toán là bác bỏ được B chắc chắn, không cần lập luận lý thuyết dài.
Đáp số.Khẳng định sai là B. Số −216 không có căn bậc ba.
Sai lầm thường gặp.Nhầm lẫn quy tắc của căn bậc hai sang căn bậc ba, tưởng số âm cũng ‘không có căn bậc ba’ như không có căn bậc hai, trong khi 3−216=−6 là một số thực xác định.
🚀 Mở rộng.Tính 3−1000 và 3−0,027 bằng cách tìm số mà lập phương đúng bằng các giá trị đó.
Bài 3 · Câu 3★★Trang 39— Tính căn bậc hai của một số thập phân bằng cách quy về dữ kiện đã cho
Cho biết 3,12=9,61. Số nào sau đây là giá trị của 0,000961? A. 3,1. B. 0,31. C. 0,031. D. 0,000031.
Kiến thức cần nhớ
a⋅b=a⋅b với a,b≥0.
102n=10n với n nguyên (số mũ chẵn thì căn bậc hai vẫn là luỹ thừa nguyên của 10).
Di chuyển dấu phẩy: nhân một số thập phân với 10−4 tức là dịch dấu phẩy sang trái 4 chữ số.
🧠 Phân tích tư duy
Đề đã cho sẵn 3,12=9,61 — dấu hiệu bắt buộc phải đưa 0,000961 về dạng liên quan tới 9,61 (nhân hoặc chia với một luỹ thừa của 10) rồi tận dụng dữ kiện có sẵn, không cần tính căn bậc hai từ đầu. Hướng an toàn là viết 0,000961=9,61×10−4 để tách phần đã biết căn ra khỏi luỹ thừa của 10. Bẫy nằm ở việc lấy căn bậc hai của 10−4: số mũ −4 chẵn nên kết quả vẫn là luỹ thừa nguyên của 10, rất dễ đếm nhầm số chữ số 0.
1Cách 1. Tách 0,000961 thành tích của 9,61 và luỹ thừa của 10
Viết lại số dưới căn thành tích của 9,61 (đã biết căn bậc hai) với một luỹ thừa chẵn của 10, rồi tách căn theo tính chất căn của một tích.
0,000961=9,61×0,0001=9,61×10−4
0,000961=9,61×10−4=9,61×10−4
Vì 3,12=9,61 nên 9,61=3,1; và 10−4=(10−2)2=10−2
0,000961=3,1×10−2=0,031
Vậy 0,000961=0,031, chọn C.
2Cách 2. Viết dưới dạng phân số thập phân rồi tách tử và mẫu
Đổi 0,000961 thành phân số có mẫu số là luỹ thừa của 10, tách căn của tử và của mẫu riêng biệt.
0,000961=100009,61
0,000961=100009,61=100009,61=1003,1
1003,1=0,031
Vậy 0,000961=0,031, khớp Cách 1, chọn C.
3Cách 3. Thử bình phương ngược từng phương án
Bình phương từng số trong bốn phương án, phương án nào cho đúng 0,000961 là đáp án — không cần nhớ quy tắc tách căn, chỉ cần nhân đúng vị trí dấu phẩy.
A. 3,12=9,61 — không khớp 0,000961
B. 0,312=0,0961 — không khớp
C. 0,0312=0,000961 — khớp chính xác
D. 0,0000312=0,000000000961 — quá nhỏ, không khớp
Vậy 0,000961=0,031, chọn C, khớp hai cách trên.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: tách 0,000961=9,61×10−4 rồi dùng thẳng dữ kiện 3,12=9,61 đề đã cho, đúng ý đồ ra đề và nhanh nhất.
Đáp số.Chọn C. 0,031.
Sai lầm thường gặp.Đếm sai số chữ số 0 khi dịch dấu phẩy từ 9,61 sang 0,000961, dẫn tới chọn nhầm B (0,31) hoặc D (0,000031); nên dùng Cách 3 (bình phương ngược) để tự kiểm tra lại vị trí dấu phẩy.
🚀 Mở rộng.Từ dữ kiện 3,12=9,61, hãy tự suy ra giá trị của 961 và 96100 mà không cần bấm máy tính.
Bài 4 · Câu 4★★Trang 39— Phân biệt các biểu thức chứa căn và luỹ thừa bậc hai lồng nhau
Biểu thức nào sau đây có giá trị khác với các biểu thức còn lại? A. 72. B. (−7)2. C. (−7)2. D. −(7)2.
Kiến thức cần nhớ
x2=∣x∣ với mọi số thực x; đặc biệt 72=(−7)2=7.
(−a)2=(a)2=a với a≥0 — bình phương triệt tiêu dấu trừ bên trong.
−(a)2=−a — dấu trừ đứng ngoài không bị triệt tiêu.
🧠 Phân tích tư duy
Bốn biểu thức trông rất giống nhau nhưng thứ tự thực hiện phép toán khác nhau — dấu hiệu phải tính cẩn thận từng biểu thức theo đúng quy tắc x2=∣x∣ chứ không được đoán theo cảm tính. Ba biểu thức A, B, C đều có dạng ‘căn của bình phương’ hoặc ‘bình phương của căn’, kết quả đều không âm; riêng D có dấu trừ đứng NGOÀI toàn bộ phép tính nên chắc chắn khác dấu. Bẫy là ở C: nhiều bạn nghĩ (−7)2 phải âm vì có dấu trừ, nhưng bình phương của bất kỳ số nào đều không âm.
1Cách 1. Tính trực tiếp cả bốn biểu thức theo đúng thứ tự phép toán
Tính lần lượt từng biểu thức, chú ý phân biệt dấu trừ nằm trong hay ngoài phép bình phương/khai căn.
A. 72=49=7
B. (−7)2=49=7 (bình phương một số âm vẫn dương)
C. (−7)2=(7)2=7 (bình phương triệt tiêu dấu trừ)
D. −(7)2=−7 (dấu trừ đứng ngoài, không bị triệt tiêu)
Vậy A, B, C đều bằng 7; riêng D bằng −7, khác các biểu thức còn lại, chọn D.
2Cách 2. Nhóm ba biểu thức có cùng cấu trúc “không âm” rồi loại trừ biểu thức lệch
Quan sát cấu trúc bốn biểu thức trước khi tính số: những biểu thức dạng (⋅)2 hoặc (±⋅)2 luôn cho kết quả không âm; biểu thức có dấu trừ đứng hẳn bên NGOÀI mới có thể âm.
A. 72: dạng (⋅)2, không âm
B. (−7)2: cũng dạng (⋅)2, không âm
C. (−7)2: dấu trừ nằm trong phép bình phương nên bị triệt tiêu, không âm
D. −(7)2: dấu trừ đứng NGOÀI dấu ngoặc bình phương, không bị triệt tiêu — biểu thức lệch cấu trúc
Tính cụ thể D để xác nhận: −(7)2=−7, âm, đúng như dự đoán cấu trúc
Vậy D là biểu thức có giá trị khác ba biểu thức còn lại.
3Cách 3. Đặt a=7 rồi so sánh bốn biểu thức dưới dạng đại số theo a
Đặt a=7 (a>0, a2=7) để bốn biểu thức chỉ còn là các phép toán đại số đơn giản theo a, giúp thấy ngay biểu thức nào lệch.
Đặt a=7 (a>0): A =72=(a2)2=a2=7
B =(−7)2=49=7
C =(−a)2=a2=7
D =−(a)2=−a2=−7
Vậy theo biến a: A=B=C=7, còn D=−7 — khớp hai cách trên, chọn D.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 2: nhận diện ngay dấu trừ nằm trong hay ngoài phép bình phương/khai căn mà không cần tính hết bốn biểu thức, tiết kiệm thời gian nhất.
Đáp số.Chọn D. −(7)2=−7, khác ba biểu thức A, B, C đều bằng 7.
Sai lầm thường gặp.Tưởng (−7)2 (biểu thức C) phải cho kết quả âm vì thấy có dấu trừ, nên chọn nhầm C; thực ra bình phương của một số âm luôn không âm, dấu trừ bị triệt tiêu ngay khi bình phương.
🚀 Mở rộng.Với số bất kỳ m>0, ba biểu thức m2, (−m)2, (−m)2 luôn bằng m, còn −(m)2 luôn bằng −m — quy luật này đúng với mọi m>0.
Bài 5 · Câu 5★★Trang 40— Dùng căn bậc ba để tìm cạnh khối lập phương từ thể tích, có đổi đơn vị đo
Độ dài cạnh khối lập phương có thể tích bằng 0,512 dm3 là A. 8 cm. B. 8 dm. C. 0,8 cm. D. 0,08 dm.
Kiến thức cần nhớ
Thể tích khối lập phương cạnh a: V=a3, suy ra a=3V.
0,512=0,83 (vì 0,8×0,8×0,8=0,512).
Đổi đơn vị độ dài: 1 dm=10 cm, nên 0,8 dm=8 cm.
🧠 Phân tích tư duy
Thể tích khối lập phương liên hệ với cạnh qua công thức V=a3 — dấu hiệu phải dùng căn bậc ba để giải ngược tìm cạnh a từ V=0,512 dm3. Hướng an toàn là nhận ra 0,512 là lập phương đúng của 0,8 để khai căn bậc ba gọn gàng, sau đó đổi đơn vị nếu cần vì bốn phương án dùng cả cm lẫn dm. Bẫy lớn nhất nằm ở việc đổi đơn vị: 0,8 dm=8 cm là cùng MỘT độ dài, phải kiểm tra kỹ phương án nào biểu diễn đúng giá trị đó.
1Cách 1. Giải trực tiếp a3=0,512 bằng căn bậc ba rồi đổi đơn vị nếu cần
Đặt cạnh khối lập phương là a (đơn vị dm), lập phương trình từ công thức thể tích, giải bằng căn bậc ba rồi đối chiếu đơn vị với bốn phương án.
V=a3=0,512 (dm3)
a=30,512
Vì 0,83=0,8×0,8×0,8=0,512 nên a=0,8 dm
Đổi sang cm: a=0,8 dm=0,8×10 cm=8 cm
Vậy cạnh khối lập phương là 8 cm (tức 0,8 dm), chọn A.
2Cách 2. Đổi thể tích sang cm3 trước rồi giải phương trình theo cm
Đổi thể tích về đơn vị cm3 ngay từ đầu để kết quả ra thẳng đơn vị cm, tránh phải đổi đơn vị ở bước cuối.
1 dm=10 cm⇒1 dm3=103 cm3=1000 cm3
V=0,512 dm3=0,512×1000 cm3=512 cm3
a3=512⇒a=3512; vì 83=512 nên a=8 cm
Vậy cạnh khối lập phương là 8 cm, khớp Cách 1, chọn A.
3Cách 3. Thử ngược từng phương án bằng cách lập phương rồi đổi cùng một đơn vị
Lập phương từng giá trị ở bốn phương án (đổi về cùng đơn vị dm) rồi so sánh với 0,512 dm3, phương án nào khớp là đáp án.
A. 8 cm=0,8 dm⇒(0,8)3=0,512 dm3 — khớp
B. 8 dm⇒83=512 dm3 — quá lớn, không khớp
C. 0,8 cm=0,08 dm⇒(0,08)3=0,000512 dm3 — quá nhỏ, không khớp
D. 0,08 dm⇒(0,08)3=0,000512 dm3 — quá nhỏ, không khớp
Vậy chỉ phương án A cho đúng thể tích 0,512 dm3, khớp hai cách trên.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 2: đổi thể tích sang cm3 trước (512 cm3) rồi nhẩm ngay 83=512, tránh phải nhớ lập phương của số thập phân 0,8.
Đáp số.Chọn A. 8 cm.
Sai lầm thường gặp.Tính đúng a=0,8 dm nhưng không đổi đơn vị, nên tưởng đáp án phải là D (0,08 dm) do nhầm lẫn vị trí dấu phẩy, trong khi 0,8 dm=8 cm mới đúng là đáp án A.
🚀 Mở rộng.Một khối lập phương khác có thể tích 0,729 m3; hãy tìm độ dài cạnh của nó theo đơn vị mét rồi đổi sang cm bằng đúng hai bước của Cách 1.
Bài 6 · Bài 3.28★★Trang 40— Nhân và bình phương các biểu thức chứa căn thức lồng đối xứng
Thực hiện phép tính: a) 12−23⋅12+23 b) (9−17+9+17)2
Kiến thức cần nhớ
Với a,b≥0: a⋅b=ab.
Hằng đẳng thức (u+v)2=u2+2uv+v2 áp dụng được cho cả biểu thức chứa căn.
a−b⋅a+b=a2−b2 khi a≥∣b∣.
🧠 Phân tích tư duy
Cả hai ý đều có dạng tích hoặc bình phương của hai căn thức đối xứng a−b và a+b — dấu hiệu để nghĩ ngay tới hằng đẳng thức hiệu hai bình phương (a−b)(a+b)=a2−b, giúp căn thức lồng bên trong biến mất hoàn toàn. Hướng an toàn là nhân hoặc khai triển trước, gộp các số hạng chứa căn con lại thành một căn duy nhất rồi mới khai căn lần cuối. Bẫy ở câu b) là dễ quên số hạng 2uv khi khai triển bình phương một tổng.
1Cách 1. Dùng công thức tích/khai triển hằng đẳng thức trực tiếp
Nhân hai căn thành một căn nhờ hiệu hai bình phương ở câu a); khai triển hằng đẳng thức (u+v)2 ở câu b).
a) 12−23⋅12+23=(12−23)(12+23)=144−23=121=11
b) (9−17+9+17)2=(9−17)+(9+17)+2(9−17)(9+17)
=18+281−17=18+264=18+2⋅8=18+16
=34
Vậy a) =11; b) =34.
2Cách 2. Đặt S là biểu thức cần tính rồi bình phương hoá trước khi khai căn
Đặt S là biểu thức đề cho (biết S≥0), tính S2 trước bằng khai triển, rồi khai căn lần cuối — kĩ thuật này tránh nhầm dấu khi biểu thức phức tạp hơn.
a) Đặt S=12−23⋅12+23 (S≥0). S2=(12−23)(12+23)=144−23=121
Vì S≥0 nên S=121=11
b) Đặt S=9−17+9+17 (S≥0 vì tổng hai căn không âm). S2=(9−17)+(9+17)+2(9−17)(9+17)=18+264=34
Biểu thức đề cho chính là S2=34 (đề đã cho sẵn dạng bình phương)
Vậy khớp Cách 1: a) =11; b) =34.
3Cách 3. Đặt ẩn phụ t=23 (hoặc t=17) rồi biến đổi đại số trước khi thay số
Thay 23, 17 bằng ẩn t để các phép nhân/khai triển trở thành đại số thông thường, hạn chế nhầm lẫn giữa các tầng căn khi viết trực tiếp.
a) Đặt t=23 (t2=23): 12−t⋅12+t=(12−t)(12+t)=144−t2=144−23=121=11
b) Đặt t=17 (t2=17): (9−t+9+t)2=(9−t)+(9+t)+2(9−t)(9+t)=18+281−t2=18+281−17=18+264=34
Vậy khớp hai cách trên: a) =11; b) =34.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: nhân/khai triển trực tiếp theo hằng đẳng thức, không cần đặt thêm biến trung gian, nhanh nhất cho cả hai ý.
Đáp số.a) 11; b) 34.
Sai lầm thường gặp.Ở câu b) quên nhân đôi tích chéo khi khai triển (u+v)2, viết thiếu số hạng 2uv nên tính nhầm kết quả thành u2+v2=18 thay vì 34.
🚀 Mở rộng.Từ kết quả câu b), suy ra (9+17−9−17)2=18−264=2, từ đó tính được cả tổng lẫn hiệu của hai căn thức này.
Bài 7 · Bài 3.29★★★Trang 40— So sánh hai biểu thức chứa căn thức lồng nhau bằng cách đưa về dạng bình phương đúng
So sánh 89+245 và 1+122.
Kiến thức cần nhớ
Với x,y≥0: x<y⇔x<y (hàm căn bậc hai đồng biến trên [0;+∞)).
Nhận diện bình phương đúng dạng a2+5b2+2ab5=(a+b5)2 để bóc bớt một lớp căn.
So sánh hai biểu thức không âm bằng cách bình phương liên tiếp cả hai vế, giữ chiều bất đẳng thức.
🧠 Phân tích tư duy
Biểu thức bên trái có 89+245 dưới hai lớp căn — dấu hiệu nên thử viết nó thành bình phương của một tổng a+b5 để bóc bớt một lớp căn trước khi so sánh. Vì cả hai vế đều không âm, so sánh hai căn bậc hai tương đương với so sánh hai biểu thức bên trong, nên có thể bình phương liên tiếp thay vì tính gần đúng. Bẫy của đề là dừng lại sau khi bóc được lớp căn ngoài mà quên vế phải cũng cần biến đổi tương ứng để so sánh công bằng.
1Cách 1. Nhận dạng 89+245 là bình phương đúng rồi bình phương liên tiếp hai vế
Viết 89+245 dưới dạng (a+b5)2 để bóc lớp căn ngoài của vế trái, sau đó bình phương cả hai vế thêm một lần nữa để so sánh trực tiếp hai số dưới căn cuối cùng.
Tìm a,b sao cho a2+5b2=89 và 2ab=24: với a=3,b=4 ta có 9+80=89 và 2⋅3⋅4=24, thoả cả hai
89+245=(3+45)2⇒89+245=3+45
So sánh 3+45 và 1+122 tương đương so sánh 3+45 và 1+122
3+45 và 1+122⇔2+45 và 122 (chuyển vế số 1)
Cả hai vế dương nên bình phương: (2+45)2=4+165+80=84+165, so với 122
165 và 38⇔1280 và 1444: 1280<1444 nên 165<38
Suy ngược: 84+165<122⇒2+45<122⇒3+45<1+122
Vậy 89+245<1+122.
2Cách 2. Ước lượng bằng giá trị gần đúng để định hướng, rồi chứng minh chặt bằng bình phương
Tính gần đúng cả hai vế để dự đoán chiều so sánh trước, sau đó chứng minh chặt chẽ bằng phép bình phương đúng như dự đoán.
Dự đoán vế trái nhỏ hơn vế phải; chứng minh chặt như Cách 1: 89+245=(3+45)2, rồi so 3+45 với 1+122 qua (2+45)2=84+165 với 122, và 165=1280<1444=38
Vậy 89+245<1+122, khớp dự đoán ban đầu; phép bình phương chặt chẽ mới là lời giải chính thức.
3Cách 3. Xét hiệu và biến đổi thành so sánh hai luỹ thừa cùng bậc
Xét hiệu D của hai biểu thức sau khi đã bóc lớp căn ngoài vế trái, chứng minh D>0 bằng cách đưa về so sánh hai luỹ thừa cùng bậc, từ đó suy ra chiều so sánh của cả bài.
Từ Cách 1: 89+245=3+45 (vì 89+245=(3+45)2)
Xét D=(1+122)−(3+45)=122−2−45
D>0⇔122>2+45; hai vế dương nên bình phương: 122 và (2+45)2=84+165
165=1280 và 38=1444; vì 1280<1444 nên 165<38, suy ra 84+165<122, tức D>0
D>0⇒1+122>3+45⇒1+122>89+245
Vậy 89+245<1+122, khớp hai cách trên.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: phát hiện 89+245=(3+45)2 rồi bình phương liên tiếp là con đường ngắn và chắc chắn nhất, không phụ thuộc vào giá trị gần đúng.
Đáp số.89+245<1+122.
Sai lầm thường gặp.Chỉ tính gần đúng rồi kết luận ngay mà không chứng minh chặt; hoặc quên đổi chiều khi bình phương một hiệu có thể âm, dẫn tới kết luận sai chiều.
🚀 Mở rộng.Thử tìm dạng bình phương đúng tương tự cho 123+225 bằng cách giải hệ a2+5b2=123, 2ab=22.
Bài 8 · Bài 3.30★★★Trang 40— Chứng minh đẳng thức chứa căn lồng và dùng kết quả để rút gọn luỹ thừa bậc cao
a) Chứng minh rằng 3+5⋅3−5=2 và 3+5+3−5=10. b) Rút gọn các biểu thức sau: A=(3+5)3+(3−5)3 và B=(3+5)5+(3−5)5.
Kiến thức cần nhớ
Với a,b≥0: a⋅b=ab; và (a+b)2=a+b+2ab.
Đặt u=3+5, v=3−5: u2+v2=6, uv=2, u+v=10.
Công thức tổng luỹ thừa qua tổng và tích: u3+v3=(u+v)(u2−uv+v2); un+1+vn+1=(u+v)(un+vn)−uv(un−1+vn−1).
🧠 Phân tích tư duy
Phần a) chỉ có hai căn thức đối xứng 3+5 và 3−5 — dấu hiệu nhân hoặc cộng chúng lại sẽ triệt tiêu phần 5 nhờ hằng đẳng thức hiệu hai bình phương. Sang phần b), đặt u=3+5, v=3−5 biến A, B thành tổng luỹ thừa chỉ phụ thuộc vào u+v và uv đã tính ở câu a) — không cần khai triển từng căn riêng lẻ. Bẫy là quên dùng lại đúng hai giá trị uv=2, u+v=10 vừa chứng minh, dẫn tới tính lại từ đầu rất dài dòng.
1Cách 1. Chứng minh trực tiếp bằng hằng đẳng thức rồi dùng công thức tổng lập phương
Nhân và cộng trực tiếp hai căn thức để chứng minh phần a), sau đó đặt u,v và áp dụng công thức u3+v3=(u+v)(u2−uv+v2) cho câu b).
a) 3+5⋅3−5=(3+5)(3−5)=9−5=4=2
(3+5+3−5)2=(3+5)+(3−5)+2⋅2=6+4=10
Vế trái không âm nên 3+5+3−5=10
b) Đặt u=3+5, v=3−5: từ câu a), uv=2, u+v=10, và u2+v2=(u+v)2−2uv=10−4=6
b) Với u+v=10, uv=2, u2+v2=6 như trên, dùng công thức truy hồi sn+1=(u+v)sn−uv⋅sn−1 với s1=10, s2=6
s3=A=10⋅6−210=410
s4=10⋅410−2⋅6=40−12=28
s5=B=10⋅28−2⋅410=2810−810=2010
Vậy khớp Cách 1: a) đúng như đề; b) A=410, B=2010.
3Cách 3. Bình phương hai vế để kiểm chứng phần a), khai triển (u+v)3 cho phần b)
Ở câu a), bình phương thẳng cả hai vế của mỗi đẳng thức cần chứng minh rồi so sánh — cách tiếp cận ngược để kiểm tra chéo. Ở câu b), khai triển (u+v)3 và tách nhóm để lộ ra u3+v3.
a) Bình phương vế trái của đẳng thức tích: (3+5⋅3−5)2=(3+5)(3−5)=4=22; vì không âm nên vế trái bằng 2
Bình phương vế trái của đẳng thức tổng: bằng 10=(10)2 (tính như Cách 1), nên vế trái bằng 10
Dùng lại u2+v2=6, u3+v3=410 để tính tiếp B=u5+v5=2010 (khớp Cách 1)
Vậy khớp hai cách trên: a) đúng như đề; b) A=410, B=2010.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: tính uv và u+v ở câu a) rồi áp dụng thẳng công thức u3+v3 và công thức truy hồi cho u5+v5, không cần khai triển luỹ thừa bậc 5 trực tiếp.
Đáp số.a) Hai đẳng thức đã chứng minh đúng; b) A=410, B=2010.
Sai lầm thường gặp.Ở câu b) cố khai triển trực tiếp (3+5)5 bằng nhị thức Newton với số mũ lẻ trên căn thức, dẫn tới biểu thức cồng kềnh dễ sai dấu; nên quy về tổng và tích u+v, uv đã có ở câu a).
🚀 Mở rộng.Bằng công thức truy hồi sn+1=(u+v)sn−uv⋅sn−1, tính tiếp u6+v6 và u7+v7 mà không cần khai triển lại từ đầu.
Bài 9 · Bài 3.31★★Trang 40— Tính giá trị biểu thức chứa căn bằng cách thay điều kiện ràng buộc để triệt tiêu căn thức
Cho x,y là hai số dương thoả mãn x2+y2=1. Tính giá trị biểu thức A=x−y+1−x2−1−y2.
Kiến thức cần nhớ
Từ x2+y2=1 suy ra 1−x2=y2 và 1−y2=x2.
Với số dương x: x2=x (không cần trị tuyệt đối vì đã biết dấu).
Kết quả A=0 không phụ thuộc giá trị cụ thể của x,y, miễn thoả điều kiện đề cho.
🧠 Phân tích tư duy
Điều kiện x2+y2=1 cho ngay 1−x2=y2 và 1−y2=x2 — dấu hiệu để thay trực tiếp vào hai căn thức trong A mà không cần biết giá trị cụ thể của x, y. Vì x,y dương nên y2=y và x2=x, không có chuyện đổi dấu. Bẫy của đề là dễ vội áp dụng x2=∣x∣ rồi phân vân về dấu, trong khi giả thiết ‘x,y dương’ đã loại bỏ hoàn toàn rắc rối đó.
1Cách 1. Thay trực tiếp 1−x2=y2, 1−y2=x2 vào biểu thức
Dùng ngay giả thiết x2+y2=1 để thay hai biểu thức dưới căn, đưa cả hai căn thức về dạng căn của một bình phương rồi khai căn nhờ dấu đã biết.
Từ x2+y2=1: 1−x2=y2 và 1−y2=x2
1−x2=y2=y (vì y>0)
1−y2=x2=x (vì x>0)
A=x−y+y−x
A=0
Vậy A=0 với mọi x,y dương thoả x2+y2=1.
2Cách 2. Thử với một cặp số cụ thể thoả điều kiện để kiểm chứng, rồi chứng minh tổng quát
Chọn một cặp (x;y) cụ thể thoả x2+y2=1 để tính thử A, dự đoán kết quả không đổi, sau đó chứng minh bằng đúng lập luận như Cách 1.
Chọn x=0,6, y=0,8: x2+y2=0,36+0,64=1, thoả điều kiện
Chọn thêm x=22, y=22: x2+y2=21+21=1, thoả điều kiện
A=22−22+1−21−1−21=0+0=0
Cả hai cặp số khác nhau đều cho A=0, khớp với chứng minh tổng quát ở Cách 1
Vậy A=0 với mọi x,y dương thoả điều kiện, không phụ thuộc cặp số cụ thể.
3Cách 3. Nhóm lại thành hai hiệu bằng 0 thay vì tính riêng từng số hạng
Nhóm A thành hai cặp (x−1−y2) và (1−x2−y), chỉ ra mỗi cặp bằng 0 nhờ giả thiết, giúp nhìn ra kết quả nhanh hơn khi biểu thức có nhiều số hạng đan xen.
A=x−y+1−x2−1−y2=(x−1−y2)+(1−x2−y)
Vì 1−y2=x2 và x>0: 1−y2=x⇒x−1−y2=x−x=0
Vì 1−x2=y2 và y>0: 1−x2=y⇒1−x2−y=y−y=0
A=0+0
Vậy A=0, khớp hai cách trên.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: thay thẳng 1−x2=y2, 1−y2=x2 rồi khai căn theo đúng dấu đã biết, chỉ ba dòng là ra kết quả.
Đáp số.A=0.
Sai lầm thường gặp.Quên khai thác điều kiện x2+y2=1 mà cố tính 1−x2, 1−y2 như hai căn thức độc lập rồi bỏ dở vì không ra số cụ thể — thực chất bài không cần tìm x,y riêng lẻ.
🚀 Mở rộng.Nếu đổi giả thiết thành x2+y2=4, thử tính lại B=x−y+4−x2−4−y2 với x,y dương bằng đúng kĩ thuật của Cách 1.
Bài 10 · Bài 3.32★★★Trang 40— Khai triển hằng đẳng thức rồi dùng kết quả để rút gọn căn thức lồng nhiều tầng
a) Khai triển (2−3)2 và (23−3)2 thành những biểu thức không còn bình phương. b) Sử dụng kết quả câu a, rút gọn các biểu thức sau: A=4−23−21−123 và B=2+3+4−23−21−123.
Kiến thức cần nhớ
Hằng đẳng thức: (a−b)2=a2−2ab+b2.
x2=∣x∣; cần xác định dấu của biểu thức trong ngoặc trước khi bỏ trị tuyệt đối.
3≈1,732 nên 23≈3,464>3, tức 23−3>0; và 2>3 nên 2−3>0.
🧠 Phân tích tư duy
Câu a) chỉ là áp dụng hằng đẳng thức (a−b)2=a2−2ab+b2 hai lần — dấu hiệu để chuẩn bị công cụ cho câu b), vì 21−123 bên trong căn của A chính là kết quả khai triển (23−3)2 ở câu a). Hướng làm câu b) là khai căn từ trong ra ngoài: nhận ra căn trong cùng là một bình phương đúng, khai nó trước rồi mới xử lý căn ngoài. Bẫy lớn nhất là khi khai căn của một bình phương phải lấy trị tuyệt đối đúng dấu — 23−3 dương nhưng không phải lúc nào phần trong ngoặc cũng giữ nguyên dấu như đề viết.
1Cách 1. Khai triển hằng đẳng thức rồi khai căn từ trong ra ngoài theo đúng thứ tự lồng
Khai triển hai bình phương ở câu a), nhận ra căn trong cùng của A chính là (23−3)2, khai căn đó trước, rồi tiếp tục nhận ra phần còn lại của A là (2−3)2.
a) (2−3)2=4−43+3=7−43
(23−3)2=12−123+9=21−123
b) Từ câu a): 21−123=(23−3)2=23−3=23−3 (vì 23>3)
A=4−23−(23−3)=4−23−23+3=7−43
Từ câu a): 7−43=(2−3)2 nên A=(2−3)2=2−3=2−3 (vì 2>3)
B=2+3+A=2+3+2−3=4=2
Vậy a) (2−3)2=7−43, (23−3)2=21−123; b) A=2−3 và B=2.
2Cách 2. Ước lượng dấu bằng giá trị gần đúng của 3 trước khi bỏ trị tuyệt đối
Trước khi bỏ dấu trị tuyệt đối, chốt chắc dấu của từng biểu thức trong ngoặc bằng cách so sánh 3 với các số nguyên liên quan.
a) (giống Cách 1) (2−3)2=7−43; (23−3)2=21−123
Vì 1<3<4 nên 1<3<2, cụ thể 3≈1,73
23−3≈3,46−3=0,46>0 và 2−3≈0,27>0 — cả hai đều dương
Vậy khớp Cách 1: a) 7−43 và 21−123; b) A=2−3, B=2.
3Cách 3. Đặt t=3 rồi xử lý toàn bộ biểu thức như một hàm đại số theo t
Đặt t=3 (1<t<2) để cả câu a) và câu b) chỉ còn là các phép biến đổi đại số quen thuộc theo t, hạn chế nhầm lẫn giữa các tầng căn.
Đặt t=3 (t2=3, 1<t<2)
a) (2−t)2=4−4t+t2=4−4t+3=7−4t; (2t−3)2=4t2−12t+9=12−12t+9=21−12t
b) 21−12t=(2t−3)2=∣2t−3∣=2t−3 (vì t>1,5)
A=4−2t−(2t−3)=7−4t=(2−t)2=∣2−t∣=2−t (vì t<2)
B=2+t+(2−t)=4=2
Thay t=3: A=2−3, B=2
Vậy khớp hai cách trên: a) 7−43 và 21−123; b) A=2−3, B=2.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: bám sát đúng gợi ý ‘sử dụng kết quả câu a’ của đề, khai căn từ trong ra ngoài theo thứ tự lồng, không cần ước lượng số hay đặt thêm ẩn phụ.
Đáp số.a) (2−3)2=7−43; (23−3)2=21−123. b) A=2−3; B=2.
Sai lầm thường gặp.Khai căn (23−3)2 thành thẳng 3−23 (đổi dấu) mà không kiểm tra dấu của 23−3, trong khi 23≈3,46>3 nên biểu thức trong ngoặc thực ra dương, phải giữ nguyên 23−3.
🚀 Mở rộng.Với cách làm tương tự, hãy rút gọn C=9−45−41−245 bằng cách tìm hằng đẳng thức phù hợp cho 41−245 trước.