Статью подготовили специалисты образовательного сервиса Zaochnik.
Как освободиться от иррациональности в знаменателе: способы, примеры, решения
Содержание:
- 19 марта 2023
- 13 минут
- 8872
При изучении преобразований иррационального выражения очень важным является вопрос о том, как освободиться от иррациональности в знаменателе дроби. Целью этой статьи является объяснение этого действия на конкретных примерах задач. В первом пункте мы рассмотрим основные правила данного преобразования, а во втором – характерные примеры с подробными пояснениями.
Понятие освобождения от иррациональности в знаменателе
Начнем с пояснения, в чем вообще заключается смысл такого преобразования. Для этого вспомним следующие положения.
Об иррациональности в знаменателе дроби можно говорить в том случае, если там присутствует радикал, он же знак корня. Числа, которые записаны при помощи такого знака, часто относятся к числу иррациональных. Примерами могут быть . К дробям с иррациональными знаменателями также относятся те, что имеют там знаки корней различной степени (квадратный, кубический и т.д.), например, . Избавляться от иррациональности следует для упрощения выражения и облегчения дальнейших вычислений. Сформулируем основное определение:
Такое действие может называться освобождением или избавлением от иррациональности, смысл при этом остается тем же. Так, переход от к , т.е. к дроби с равным значением без знака корня в знаменателе и будет нужным нам действием. Приведем еще один пример: у нас есть дробь . Проведем необходимые преобразования и получим тождественно равную ей дробь , освободившись от иррациональности в знаменателе.
После формулировки определения мы можем переходить непосредственно к изучению последовательности действий, которые нужно выполнить для такого преобразования.
Основные действия для избавления от иррациональности в знаменателе дроби
Для освобождения от корней нужно провести два последовательных преобразования дроби: умножить обе части дроби на число, отличное от нуля, а затем преобразовать выражение, получившееся в знаменателе. Рассмотрим основные случаи.
В наиболее простом случае можно обойтись преобразованием знаменателя. Например, мы можем взять дробь со знаменателем, равным корню из . Вычислив , мы запишем в знаменателе и избавимся таким образом от иррациональности.
Однако гораздо чаще приходится предварительно умножать числитель и знаменатель на такое число, которое потом позволит привести знаменатель к нужному виду (без корней). Так, если мы выполним умножение на , мы получим дробь и сможем заменить выражение в ее знаменателе на . Так мы преобразовали в , избавившись от иррациональности.
Иногда преобразования, которые нужно выполнить, бывают довольно специфическими. Разберем несколько наглядных примеров.
Как преобразовать выражение в знаменателе дроби
Как мы уже говорили, проще всего выполнить преобразование знаменателя.
Избавление от иррациональности методом умножения на корень
Если в знаменателе дроби находится выражение вида и само выражение не имеет знаков корней, то мы можем освободиться от иррациональности, просто умножив обе части исходной дроби на . Возможность этого действия определяется тем, что на области допустимых значений не будет обращаться в . После умножения в знаменателе окажется выражение вида , которое легко избавить от корней: . Посмотрим, как правильно применять этот метод на практике.
Если же в знаменателе исходной дроби имеются выражения вида или (при условии натуральных и ), нам нужно выбрать такой множитель, чтобы получившееся выражение можно было преобразовать в или (при натуральном ). После этого избавиться от иррациональности будет несложно. Разберем такой пример.
Избавление от иррациональности методом умножения на сопряженное выражение
Следующий метод подойдет для тех случаев, когда в знаменателе исходной дроби стоят выражения . В таких случаях нам надо взять в качестве множителя сопряженное выражение. Поясним смысл этого понятия.
Для первого выражения сопряженным будет , для второго – . Для – , для – , для – , а для – . Иначе говоря, сопряженное выражение – это такое выражение, в котором перед вторым слагаемым стоит противоположный знак.
Давайте рассмотрим, в чем именно заключается данный метод. Допустим, у нас есть произведение вида . Оно может быть заменено разностью квадратов , после чего мы переходим к выражению , лишенному радикалов. Таким образом, мы освободились от иррациональности в знаменателе дроби с помощью умножения на сопряженное выражение. Возьмем пару наглядных примеров.
Важно обратить внимание на то, чтобы выражение, полученное в итоге умножения, не обращалось в ни при каких переменных из области допустимых значений для данного выражения.
Преобразование дробей с иррациональностью в знаменателе с использованием формул суммы и разности кубов
В предыдущем пункте мы выполняли умножение на сопряженные выражения с тем, чтобы потом использовать формулу разности квадратов. Иногда для избавления от иррациональности в знаменателе полезно воспользоваться и другими формулами сокращенного умножения, например, разностью кубов . Этой формулой удобно пользоваться, если в знаменателе исходной дроби стоят выражения с корнями третьей степени вида , . и т.д. Чтобы применить ее, нам нужно умножить знаменатель дроби на неполный квадрат суммы или разность . Точно также можно применить и формулу суммы .
Последовательное применение различных способов преобразования
Часто на практике встречаются более сложные примеры, когда мы не можем освободиться от иррациональности в знаменателе с помощью всего одного метода. Для них нужно последовательно выполнять несколько преобразований или подбирать нестандартные решения. Возьмем одну такую задачу.
Навигация по статьям