Bài 3. Tính chất của phép khai phương

1. Căn thức bậc hai của một bình phương

HĐ1. Hoàn thành bảng tính a2\sqrt{a^2} và nhận xét về căn bậc hai số học của bình phương một số.

Lời giải:

aa −3-3 33 1111 −11-11 100100 −1 005-1\,005 00
a2\sqrt{a^2} 33 33 1111 1111 100100 1 0051\,005 00

Nhận xét: a2\sqrt{a^2} luôn bằng giá trị tuyệt đối của aa.

Tính chất: Với mọi số thực aa, ta có a2=∣a∣\sqrt{a^2} = |a|. Tổng quát, với biểu thức AA bất kì: A2=∣A∣\sqrt{A^2} = |A|, nghĩa là A2=A\sqrt{A^2} = A khi A≥0A \ge 0 và A2=−A\sqrt{A^2} = -A khi A<0A < 0.


Ví dụ 1. Tính:

a) 162\sqrt{16^2}; b) (−9)2+(−9)2\left(-\sqrt{9}\right)^2 + \sqrt{(-9)^2}.

Lời giải:

a) 162=∣16∣=16\sqrt{16^2} = |16| = 16.

b) (−9)2+(−9)2=9+∣−9∣=9+9=18\left(-\sqrt{9}\right)^2 + \sqrt{(-9)^2} = 9 + |-9| = 9 + 9 = 18.


Ví dụ 2. Rút gọn các biểu thức:

a) (1−2)2\sqrt{(1 - \sqrt{2})^2}; b) (a−5)2\sqrt{(a - \sqrt{5})^2} với a>3a > 3; c) a6\sqrt{a^6} với a<0a < 0.

Lời giải:

a) (1−2)2=∣1−2∣=2−1\sqrt{(1 - \sqrt{2})^2} = |1 - \sqrt{2}| = \sqrt{2} - 1 (vì 1−2<01 - \sqrt{2} < 0).

b) (a−5)2=∣a−5∣=a−5\sqrt{(a - \sqrt{5})^2} = |a - \sqrt{5}| = a - \sqrt{5} (vì a>3>5a > 3 > \sqrt{5} nên a−5>0a - \sqrt{5} > 0).

c) a6=(a3)2=∣a3∣=−a3\sqrt{a^6} = \sqrt{(a^3)^2} = |a^3| = -a^3 (vì a<0a < 0 nên a3<0a^3 < 0).


Thực hành 1. Tính:

a) (−0,4)2\sqrt{(-0{,}4)^2}; b) −(−49)2-\sqrt{\left(-\dfrac{4}{9}\right)^2}; c) −232+(−6)2-2\sqrt{3^2} + \left(-\sqrt{6}\right)^2.

Lời giải:

a) (−0,4)2=∣−0,4∣=0,4\sqrt{(-0{,}4)^2} = |-0{,}4| = 0{,}4.

b) −(−49)2=−∣−49∣=−49-\sqrt{\left(-\dfrac{4}{9}\right)^2} = -\left|-\dfrac{4}{9}\right| = -\dfrac{4}{9}.

c) −232+(−6)2=−2⋅3+6=−6+6=0-2\sqrt{3^2} + \left(-\sqrt{6}\right)^2 = -2 \cdot 3 + 6 = -6 + 6 = 0.


Thực hành 2. Rút gọn các biểu thức:

a) (2−5)2\sqrt{(2 - \sqrt{5})^2}; b) a2+(−3a)2\sqrt{a^2} + \sqrt{(-3a)^2} với a>0a > 0.

Lời giải:

a) (2−5)2=∣2−5∣=5−2\sqrt{(2 - \sqrt{5})^2} = |2 - \sqrt{5}| = \sqrt{5} - 2 (vì 2<52 < \sqrt{5}).

b) a2+(−3a)2=∣a∣+∣−3a∣=a+3a=4a\sqrt{a^2} + \sqrt{(-3a)^2} = |a| + |-3a| = a + 3a = 4a (vì a>0a > 0).


2. Căn thức bậc hai của một tích

HĐ2. Thực hiện các phép tính 4⋅9\sqrt{4 \cdot 9}, 4⋅9\sqrt{4} \cdot \sqrt{9}, 16⋅25\sqrt{16 \cdot 25}, 16⋅25\sqrt{16} \cdot \sqrt{25} và nhận xét.

Lời giải: 4⋅9=36=6\sqrt{4 \cdot 9} = \sqrt{36} = 6 và 4⋅9=2⋅3=6\sqrt{4} \cdot \sqrt{9} = 2 \cdot 3 = 6; 16⋅25=400=20\sqrt{16 \cdot 25} = \sqrt{400} = 20 và 16⋅25=4⋅5=20\sqrt{16} \cdot \sqrt{25} = 4 \cdot 5 = 20. Nhận xét: căn bậc hai của tích hai số không âm bằng tích các căn bậc hai của chúng.

Tính chất: Với hai số thực aa, bb không âm: a⋅b=a⋅b\sqrt{a \cdot b} = \sqrt{a} \cdot \sqrt{b}. Tổng quát, với hai biểu thức AA, BB không âm: A⋅B=A⋅B\sqrt{A \cdot B} = \sqrt{A} \cdot \sqrt{B}.


Ví dụ 3. Tính:

a) 25⋅1,21\sqrt{25 \cdot 1{,}21}; b) 360⋅90\sqrt{360 \cdot 90}.

Lời giải:

a) 25⋅1,21=25⋅1,21=5⋅1,1=5,5\sqrt{25 \cdot 1{,}21} = \sqrt{25} \cdot \sqrt{1{,}21} = 5 \cdot 1{,}1 = 5{,}5.

b) 360⋅90=36⋅9⋅100=36⋅9⋅100=6⋅3⋅10=180\sqrt{360 \cdot 90} = \sqrt{36 \cdot 9 \cdot 100} = \sqrt{36} \cdot \sqrt{9} \cdot \sqrt{100} = 6 \cdot 3 \cdot 10 = 180.


Ví dụ 4. Tính:

a) 20⋅5\sqrt{20} \cdot \sqrt{5}; b) 2,8⋅7⋅10\sqrt{2{,}8} \cdot \sqrt{7} \cdot \sqrt{10}.

Lời giải:

a) 20⋅5=20⋅5=100=10\sqrt{20} \cdot \sqrt{5} = \sqrt{20 \cdot 5} = \sqrt{100} = 10.

b) 2,8⋅7⋅10=2,8⋅7⋅10=28⋅7=4⋅7⋅7=22⋅72=142=14\sqrt{2{,}8} \cdot \sqrt{7} \cdot \sqrt{10} = \sqrt{2{,}8 \cdot 7 \cdot 10} = \sqrt{28 \cdot 7} = \sqrt{4 \cdot 7 \cdot 7} = \sqrt{2^2 \cdot 7^2} = \sqrt{14^2} = 14.


Ví dụ 5. Rút gọn các biểu thức:

a) 3a⋅27a\sqrt{3a} \cdot \sqrt{27a} với a≥0a \ge 0; b) 8a⋅5ab⋅10b3\sqrt{8a \cdot 5ab \cdot 10b^3}.

Lời giải:

a) 3a⋅27a=3a⋅27a=81a2=81⋅a2=9∣a∣=9a\sqrt{3a} \cdot \sqrt{27a} = \sqrt{3a \cdot 27a} = \sqrt{81a^2} = \sqrt{81} \cdot \sqrt{a^2} = 9|a| = 9a (vì a≥0a \ge 0).

b) 8a⋅5ab⋅10b3=8⋅5⋅10⋅a2b4=400⋅a2⋅(b2)2=20∣a∣b2\sqrt{8a \cdot 5ab \cdot 10b^3} = \sqrt{8 \cdot 5 \cdot 10 \cdot a^2 b^4} = \sqrt{400} \cdot \sqrt{a^2} \cdot \sqrt{(b^2)^2} = 20|a|b^2.


HĐ3. Thay "?" bằng số thích hợp:

a) 50=?⋅2=?2\sqrt{50} = \sqrt{?} \cdot \sqrt{2} = ?\sqrt{2}; b) 3⋅(−4)2=?⋅3=?3\sqrt{3 \cdot (-4)^2} = \sqrt{?} \cdot \sqrt{3} = ?\sqrt{3}; c) 32=?⋅2=?3\sqrt{2} = \sqrt{?} \cdot \sqrt{2} = \sqrt{?}; d) −25=−?⋅5=−?-2\sqrt{5} = -\sqrt{?} \cdot \sqrt{5} = -\sqrt{?}.

Lời giải:

a) 50=25⋅2=52\sqrt{50} = \sqrt{25} \cdot \sqrt{2} = 5\sqrt{2}.

b) 3⋅(−4)2=16⋅3=43\sqrt{3 \cdot (-4)^2} = \sqrt{16} \cdot \sqrt{3} = 4\sqrt{3}.

c) 32=9⋅2=183\sqrt{2} = \sqrt{9} \cdot \sqrt{2} = \sqrt{18}.

d) −25=−4⋅5=−20-2\sqrt{5} = -\sqrt{4} \cdot \sqrt{5} = -\sqrt{20}.

Phép biến đổi: Với số thực aa bất kì và bb không âm: a2b=∣a∣b\sqrt{a^2 b} = |a|\sqrt{b} (đưa thừa số ra ngoài dấu căn). Ngược lại (đưa thừa số vào trong dấu căn): nếu a≥0a \ge 0 thì ab=a2ba\sqrt{b} = \sqrt{a^2 b}; nếu a<0a < 0 thì ab=−a2ba\sqrt{b} = -\sqrt{a^2 b}.


Ví dụ 6. Rút gọn các biểu thức:

a) 75\sqrt{75}; b) −18⋅24-\sqrt{18} \cdot \sqrt{24}; c) 15a⋅3a\sqrt{15a} \cdot \sqrt{3a} với a>0a > 0.

Lời giải:

a) 75=25⋅3=52⋅3=53\sqrt{75} = \sqrt{25 \cdot 3} = \sqrt{5^2 \cdot 3} = 5\sqrt{3}.

b) −18⋅24=−18⋅24=−432=−144⋅3=−123-\sqrt{18} \cdot \sqrt{24} = -\sqrt{18 \cdot 24} = -\sqrt{432} = -\sqrt{144 \cdot 3} = -12\sqrt{3}.

c) 15a⋅3a=15a⋅3a=45a2=9a2⋅5=3a5\sqrt{15a} \cdot \sqrt{3a} = \sqrt{15a \cdot 3a} = \sqrt{45a^2} = \sqrt{9a^2 \cdot 5} = 3a\sqrt{5} (vì a>0a > 0).


Ví dụ 7. Đưa thừa số vào trong dấu căn bậc hai:

a) 434\sqrt{3}; b) −36-3\sqrt{6}; c) a2aa\sqrt{\dfrac{2}{a}} với a>0a > 0.

Lời giải:

a) 43=42⋅3=484\sqrt{3} = \sqrt{4^2 \cdot 3} = \sqrt{48}.

b) −36=−32⋅6=−54-3\sqrt{6} = -\sqrt{3^2 \cdot 6} = -\sqrt{54}.

c) a2a=a2⋅2a=2aa\sqrt{\dfrac{2}{a}} = \sqrt{a^2 \cdot \dfrac{2}{a}} = \sqrt{2a} (vì a>0a > 0).


Thực hành 3. Tính:

a) 0,16⋅64\sqrt{0{,}16 \cdot 64}; b) 8,1⋅103\sqrt{8{,}1 \cdot 10^3}; c) 12⋅250⋅1,2\sqrt{12 \cdot 250 \cdot 1{,}2}; d) 28⋅7\sqrt{28} \cdot \sqrt{7}; e) 4,9⋅30⋅12\sqrt{4{,}9} \cdot \sqrt{30} \cdot \sqrt{12}.

Lời giải:

a) 0,16⋅64=0,16⋅64=0,4⋅8=3,2\sqrt{0{,}16 \cdot 64} = \sqrt{0{,}16} \cdot \sqrt{64} = 0{,}4 \cdot 8 = 3{,}2.

b) 8,1⋅103=8 100=81⋅100=9⋅10=90\sqrt{8{,}1 \cdot 10^3} = \sqrt{8\,100} = \sqrt{81 \cdot 100} = 9 \cdot 10 = 90.

c) 12⋅250⋅1,2=3 600=60\sqrt{12 \cdot 250 \cdot 1{,}2} = \sqrt{3\,600} = 60.

d) 28⋅7=196=14\sqrt{28} \cdot \sqrt{7} = \sqrt{196} = 14.

e) 4,9⋅30⋅12=4,9⋅30⋅12=1 764=42\sqrt{4{,}9} \cdot \sqrt{30} \cdot \sqrt{12} = \sqrt{4{,}9 \cdot 30 \cdot 12} = \sqrt{1\,764} = 42.


Thực hành 4. Rút gọn các biểu thức:

a) 500\sqrt{500}; b) 5a⋅20a\sqrt{5a} \cdot \sqrt{20a} với a≥0a \ge 0; c) 18(2−a)2\sqrt{18(2 - a)^2} với a>2a > 2.

Lời giải:

a) 500=100⋅5=105\sqrt{500} = \sqrt{100 \cdot 5} = 10\sqrt{5}.

b) 5a⋅20a=100a2=10a\sqrt{5a} \cdot \sqrt{20a} = \sqrt{100a^2} = 10a (vì a≥0a \ge 0).

c) 18(2−a)2=18⋅∣2−a∣=32⋅(a−2)\sqrt{18(2 - a)^2} = \sqrt{18} \cdot |2 - a| = 3\sqrt{2} \cdot (a - 2) (vì a>2a > 2 nên ∣2−a∣=a−2|2 - a| = a - 2). Vậy =3(a−2)2= 3(a - 2)\sqrt{2}.


Thực hành 5. Đưa thừa số vào trong dấu căn bậc hai:

a) 525\sqrt{2}; b) −107-10\sqrt{7}; c) 2a310a2a\sqrt{\dfrac{3}{10a}} với a>0a > 0.

Lời giải:

a) 52=25⋅2=505\sqrt{2} = \sqrt{25 \cdot 2} = \sqrt{50}.

b) −107=−100⋅7=−700-10\sqrt{7} = -\sqrt{100 \cdot 7} = -\sqrt{700}.

c) 2a310a=4a2⋅310a=12a210a=6a52a\sqrt{\dfrac{3}{10a}} = \sqrt{4a^2 \cdot \dfrac{3}{10a}} = \sqrt{\dfrac{12a^2}{10a}} = \sqrt{\dfrac{6a}{5}} (vì a>0a > 0).


Vận dụng 1. Tính diện tích hình chữ nhật và hình vuông cho trong hình mở đầu (trang 46), biết mỗi ô vuông nhỏ có cạnh là 11. Diện tích hai hình có bằng nhau không?

Lời giải:

Hình chữ nhật vẽ nghiêng trên lưới ô vuông: hai cạnh là đường chéo của các ô, có độ dài 12+22=5\sqrt{1^2 + 2^2} = \sqrt{5} và 22+42=20=25\sqrt{2^2 + 4^2} = \sqrt{20} = 2\sqrt{5}. Diện tích =5⋅25=2⋅5=10= \sqrt{5} \cdot 2\sqrt{5} = 2 \cdot 5 = 10.

Hình vuông vẽ nghiêng có cạnh 12+32=10\sqrt{1^2 + 3^2} = \sqrt{10}. Diện tích =(10)2=10= \left(\sqrt{10}\right)^2 = 10.

Vậy diện tích hai hình bằng nhau (đều bằng 1010).


3. Căn thức bậc hai của một thương

HĐ4. Thực hiện các phép tính 49\sqrt{\dfrac{4}{9}}, 49\dfrac{\sqrt{4}}{\sqrt{9}}, 1625\sqrt{\dfrac{16}{25}}, 1625\dfrac{\sqrt{16}}{\sqrt{25}} và nhận xét.

Lời giải: 49=23\sqrt{\dfrac{4}{9}} = \dfrac{2}{3} và 49=23\dfrac{\sqrt{4}}{\sqrt{9}} = \dfrac{2}{3}; 1625=45\sqrt{\dfrac{16}{25}} = \dfrac{4}{5} và 1625=45\dfrac{\sqrt{16}}{\sqrt{25}} = \dfrac{4}{5}. Nhận xét: căn bậc hai của thương hai số dương bằng thương các căn bậc hai.

Tính chất: Với a≥0a \ge 0 và b>0b > 0: ab=ab\sqrt{\dfrac{a}{b}} = \dfrac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}}. Tổng quát, với A≥0A \ge 0, B>0B > 0: AB=AB\sqrt{\dfrac{A}{B}} = \dfrac{\sqrt{A}}{\sqrt{B}}.


Ví dụ 8. Tính:

a) 4964\sqrt{\dfrac{49}{64}}; b) 2775\sqrt{\dfrac{27}{75}}.

Lời giải:

a) 4964=4964=78\sqrt{\dfrac{49}{64}} = \dfrac{\sqrt{49}}{\sqrt{64}} = \dfrac{7}{8}.

b) 2775=925=35\sqrt{\dfrac{27}{75}} = \sqrt{\dfrac{9}{25}} = \dfrac{3}{5}.