分子有理化是将一个分式中的分子通过数学变换,化为不含根号的有理式。这个过程通常用于简化分式、求极限、证明函数的单调性等数学问题。以下是分子有理化的基本步骤和示例:
基本步骤
识别无理式:
确定分式中分子部分的无理式。
分子分母同乘:
选择一个适当的表达式,使得分子乘以该表达式后变为有理式。
化简:
对新的分式进行化简,得到最终的有理式。
示例
假设有一个分式 \(\frac{\sqrt{a} - \sqrt{b}}{\sqrt{a} + \sqrt{b}}\),我们想要有理化分子。
识别无理式:
分子是无理式 \(\sqrt{a} - \sqrt{b}\)。
分子分母同乘:
同乘以 \(\sqrt{a} - \sqrt{b}\),得到:
\(\frac{(\sqrt{a} - \sqrt{b})(\sqrt{a} - \sqrt{b})}{(\sqrt{a} + \sqrt{b})(\sqrt{a} - \sqrt{b})}\)
化简:
利用平方差公式 \((a - b)(a + b) = a^2 - b^2\),化简得到:
\(\frac{a - 2\sqrt{ab} + b}{a - b}\)
应用举例
比较 \(\sqrt{7} - \sqrt{6}\) 与 \(\sqrt{6} - \sqrt{5}\) 的大小:
识别无理式:
分子是无理式 \(\sqrt{7} - \sqrt{6}\)。
分子分母同乘:
同乘以 \(\sqrt{7} + \sqrt{6}\),得到:
\(\frac{(\sqrt{7} - \sqrt{6})(\sqrt{7} + \sqrt{6})}{(\sqrt{7} + \sqrt{6})(\sqrt{7} - \sqrt{6})}\)
化简:
利用平方差公式,化简得到:
\(\frac{1}{\sqrt{7} + \sqrt{6}}\)
由于 \(\sqrt{7} + \sqrt{6} > \sqrt{6}\),所以 \(\frac{1}{\sqrt{7} + \sqrt{6}} < \frac{1}{\sqrt{6}}\)。
因此,\(\sqrt{7} - \sqrt{6} < \sqrt{6} - \sqrt{5}\)。
总结
分子有理化是一种数学技巧,用于简化分式、求极限、证明函数的单调性等。通过乘以适当的表达式,可以将分子中的无理式转化为有理式,从而简化计算过程。