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Academic year: 2022

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(1)

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單元二:根式的運算...1

課文A:根式的乘除...1

課文B:最簡根式與分母有理化...8

課文C:根式的加減...18

課文D:根式的四則運算...30

單元三:畢式定理...38

課文A:畢式定理...38

課文B:平面上兩點間的距離...51

(2)
(3)

單元二:根式的運算

課文 A:根式的乘除

在這個單元中,我們要學根式的運算!

什麼是根式呢?

根式就是指含有根號的數或式子,像是 √5 、 √5 、 √12÷2

27−12 …等都叫根式。

回想一下,我們在國一學代數式時,有一些簡記的方式,而在根式 當中,也可以利用這些簡記規則去簡記一些根式。

例如:

2× x 簡記成 2 x3 就可以簡記成 23

(−1)× x 簡記成 x(−1)×7 就可以簡記成 7

4

5× x 簡記成 45 x 或是 4 x545×3 簡記成 453 或是 43

5

接下來,我們要看根式的乘法運算。

7 這個式子會等於什麼?

我們先將它平方後變成整數,再開根號還原回來比較看看!

(7)2=(7)×(3 ×7)=¿7 ×7

¿(3)×(7 ×7)=(3)2×(7)2=3 ×7 我們將 √7 平方後,發現 (7)2=3 ×7

再將 (7)2 開根號還原回去7 ,而等號右邊 3 ×7 開根號 就會是

3× 7

所以就會得到 √7=3 ×7

從上面的這個例子,我們可以得到一個結論:

有兩個3 、兩個

7 !

我們換位置乘一下!

(4)

ab 均大於等於 0 ,則 √a ×b=a ×b

我們來試試看其他題:

Ex1.計算下列各根式的乘積:

(1) √13 (2) √6 ×

52 (3)

109 ×

52

解:

(1) √13=7 ×13=91

(2) √6 ×

52=¿ 63 52 ¿15

(3)

109 ×

52=¿

9 102

 5

2 ¿

94

注意!

94 還可以繼續化簡,

94=

(32)2=32

(5)

Ex2.計算下列各根式的乘積:

(1) 27 ×53 (2) √7

5 ×85 (3) 5211×343 解題思維:

這題根式乘積的計算已經跟上題有些不一樣了,每個根號前面 多了一個數。

我們來想一下,從前面根式的簡記可以知道: 27=2 ×7

53=5 ×3

所以我們計算 27 ×53 時,

27 ×53=2×7 × 5×3=2 ×5 ×7 ×3

¿(2× 5) ×(7 ×3)=10×21=1021

仔細看這個計算的過程,其實會發現這個根式乘積的計算就是

“根號外面乘根號外面,根號裡面乘根號裡面”,例如在計算

27 ×53 時,根號外面乘根號外面就是 2× 5 ,根號裡面乘 根號裡面就是 7 ×3 ,所以 27 ×53=(2× 5)7 × 3=1021 。 解:

(1) 27 ×53=(2× 5)7 × 3=1021 (2) √7

5 其實就是 157 ,根號外面就是 15 ,根號裡面就是

7

7

5 ×85=1

57 × 85=

(

15× 8

)

7 ×5=5835 (3) 5211×3

43=¿ 3 1033

看完根式的乘法運算後,來看一下根式的除法運算。

我們如果要計算 √11÷2 這個式子呢?

(6)

回憶一下,我們之前有學過除法與分數的關係,例如 34 可以想像 成有兩種唸法,一種是由下往上唸,唸成「 4 分之 3 」;而另一 種就是由上往下唸,唸成「 3 除以 4 」。

這個用來除法運算換成分數或分數換成除法運算都非常好用,所以

11÷2 其實就是11

2 這個分數會等於什麼?

我們先將它平方後變成整數,再開根號還原回來比較看看!

(11

2 )

2

=¿11

2 ×

11

2

11

¿¿

¿2

¿

2

¿¿

¿2

¿

¿11×11

2 ×2 =¿

我們將 √11

2 平方後,發現 (

11

2 )

2

=11

2

再將 (11

2 )

2

開根號還原回去 √11

2 ,而等號右邊

11

2 開根號就會是

112

(7)

所以就會得到 √11

2 =

112

112 其實就是 11÷ 2 ,所以 √11÷2=11

2 =

112 =11÷ 2

所以我們得到一個結論:

a ≥ 0b>0 ,則 √a ÷b=a

b=

ba=a ÷ b

我們來試試看其他題:

Ex3.計算下列各式:

(1) √48 ÷12 (2)

43÷

29 (3) √12÷

45

解:

(1) √48 ÷12=48 ÷12=4=2

(2)

43÷

29=

43÷29=¿6

(3)

12÷

45=

12÷45=¿15

4 還可以化簡為

2 !

(8)

重點提問

1. 請問根式的乘法怎麼運算?

請用這個運算規則計算 56 × 35

2. 請問根式的除法怎麼運算?

請用這個運算規則計算

367 ÷7

(9)

A.隨堂練習

1.計算下列各根式的乘積:

(1) √6 ×35 (2) √14 ×

37 (3)

65×

103

2.計算下列各根式的乘積:

(1) 35 × 22 (2) √2

3 × 93 (3) 324

97

3.計算下列各式:

(1) √98 ÷2 (2)

157 ÷

307 (3) √18 ÷

65

還是不太懂,

請看下面影片(2) 還是不太懂,

請看下面影片(1)

(10)

單元二:根式的運算

課文 B:最簡根式與分母有理化

在根式的運算中,我們常常會希望式子可以盡量的簡單清楚而且有 一致性,所以我們就會借用

最簡根式

來做化簡處理。

什麼是最簡根式呢?就是指根式已經化簡到無法再化簡的根式!

像是 √8 是可以繼續化簡的:

8 ¿

22×2 ¿

22×2=2×2=22

22 已經無法再化簡了,所以我們就稱 22 8 的最簡根式。

又像是 √12

12=

22×3=

22×3=2 ×3=23

23 已經無法再化簡了,所以我們就稱 23 是 √12 的最簡根式。

我們來練習看看!

8 可以拆成 22× 2

根式的乘法運算:

a ×b=a ×b ; 這個等式反過來看,即

a ×b=a ×b

(11)

Ex1.將下列各式化為最簡根式:

(1) √72 (2) √80 (3) √360 解題思維:

我們在化簡根式的時候,只要是完全平方數就可以再往外提出 去,目標就是要提到不能再提為止。所以我們在對根號內的數 因數分解時,可以盡量用完全平方數去分解。

解:

72=4 × 9 ×2=4 ×9 ×2=2× 3×2

¿62

而第(2)小題

80=4 × 4 ×5=4 × 4 ×5=4 ×5=45

(3) √360=36 ×10=610

剛好兩個 4

(12)

Ex2. 將下列各式化為最簡根式:

(1)

22×33×5 (2)

24×35 (3)

24×54

解題思維:

跟上一題一樣,我們在化簡根式的時候,只要是完全平方數就 可以再往外提出去,這一個過程我們可以利用「集滿兩個換出 去」這個口訣記。

這個口訣是什麼意思呢?

像是

22×33×5=

22× 32× 3× 5=

22×

32×3× 5

¿2× 3 ×15=615 我們利用這個口訣,可以這樣想:

22×33×5=2 ×3 ×3 ×5=615

再例如

24×35

24×35=22×32×3=4 × 9 ×3=363 根號裡面有 223

315

原本裡面 22 , 換出去外面變成 1

2

原本裡面 15 , 集滿兩個才能換出去,

所以繼續留在裡面。

原本裡面 33

其中 23 換出去外面變成 1

3

根號裡面留下 13 。 根號裡面有 425

3

原本裡面 42 , 換出去外面變成 2

2

原本裡面 53

其中 43 換出去外面變成 2

3

根號裡面留下 13

(13)

解:

(1)

22×33×5=2 ×3 ×15=615 (2)

24×35=22×32×3=363 (3)

24×54=22× 52=100

Ex3.計算下列各式,並將結果化為最簡根式:

(1) √6 ×8 ×12 (2) √10×14 ×98 解:

(1) √6 ×8 ×12=6 ×8 × 12=6 ×(4 × 2)×(2× 6)

¿6 ×4 ×4 ×6=6 × 4=24

說明:

6 ×8 ×12 根據根式的乘法運算就是 √6 ×8 ×12

而我們要化簡這個根式並不需要乘出來後再分解,我們只要朝著

「集滿兩個換出去」去進行分解就可以了。

6 ×8 ×12

從分解當中可以發現有 26 ,其他 4 × 2× 2 可以湊成 24

「集滿兩個換出去」,所以換出去變成 1614 ,也就 是 6 × 4=24

想一想有沒有其他分法呢?

(2) √10×14 ×98=10 ×14 × 98

¿(5 ×2)×(2 ×7)×(7 ×14)=2×7 ×5× 14=1470

(14)

說明:

10×14 ×98 根據根式的乘法運算就是 √10× 14 ×98

而我們要化簡這個根式並不需要乘出來後再分解,我們只要朝著

「集滿兩個換出去」去進行分解就可以了。

10× 14 ×98

從分解當中可以發現有 2227 ,可以集滿兩個換 出去,

而其他 5 ×14=70 不能拆成一對一對。

所以換出去根號外面變成 121770 留在根號 裡面不能換出去,也就是 2× 7 ×5 ×14=1470

除了上面那種「根號內仍有可以提出到根號外的因數」的根式可以 繼續化簡以外,還有兩大類可以繼續化簡:

(一) 分母有根式,例如: √23

3

50 等…。

(二) 根號內仍有小數或分數,例如:

23 0.2 等…。

這兩類在化簡的時候,我們的目標是想將分母的根式消去,讓它成 為有理數,這個過程我們稱為分母有理化。

最簡單的方法就是,我們可以利用「 √a ×a=a 」將分母有理化。

舉例來說, √23 的分母是3 ,那我們知道3=3 ,所以我們 分母再乘一個 √3 就可以將分母的根式消掉了。但是不能只單單乘 以分母,我們要維持分數的相等,因此分子分母應該要同時都乘以

3

(15)

所以 √23=

2 ×3

3=

23

3 。那麼 23

3 就是 √23 的最簡根式了!

來看一題範例吧!

Ex4. 將 √3

50 化為最簡根式。

解題思維:

3

50 的分母是50 ,那我們知道50×50=50 ,所以分子 分母應該要同時都乘以 √50

3

50=

50

50×50=

150

50

¿

5 6

5010 ¿6

10

除了這樣算以外,

我們知道分母是 √50=

52× 2 ,所以其實只要再乘 √2 就可以 將分母有理化了!

3

50=3 ×2

52× 2×2=

6

5 ×2=6

10 會發現答案一樣!

解: √3

50=

3 ×2

52× 2×2=

6

5 ×2=6

10

如果根號內仍有分數怎麼辦呢?

Ex5. 將下列各式化為最簡根式:

(1)

23 (2)

185

解題思維:

其實就是利用分母有理化的方式去進行化簡。

分子150=25 ×6=56 ,

所以還可以化簡。

(16)

像是

23 可以化成 23 ,然後要消除分母的根式就是分子分 母同乘以 √3 ,就可以繼續算下去了!

解:(1)

23=23=2 ×3 ×33=36

(2)

185 =185 =

325 ××2 ×22=610

如果根號內仍有小數怎麼辦呢?

Ex6. 將下列各式化為最簡根式:

(1) √0.2 (2) √3.2 解題思維:

我們只要將小數化成分數,就可以繼續算下去了!

解:(1) √0.2=

102 =10 ×2 ×1010=1020

¿=5

5

(2) √3.2=¿ ¿

165 =165 =4 ×5 ×55=455

注意!20 可以繼續化簡,

20=

22× 5=25 。

(17)

重點提問

1. 從上面的課文中,大致上有三類的根式仍然還不是最簡根式,請 問是哪三類?

2. √108 是不是最簡根式?為什麼?

如果不是的話,請用上面課文中化簡的技巧將它化為最簡根式。

3.

127 是不是最簡根式?為什麼?

如果不是的話,請用上面課文中化簡的技巧將它化為最簡根式。

4. √311 是不是最簡根式?為什麼?

如果不是的話,請用上面課文中化簡的技巧將它化為最簡根式。

(18)

B.隨堂練習

1.將下列各式化為最簡根式:

(1) √108 (2) √128 (3) √450

2. 將下列各式化為最簡根式:

(1)

23×32×52 (2)

26× 53 (3)

33× 77

3.計算下列各式,並將結果化為最簡根式:

(1) √10×20 ×8 (2) √18×1 2 ×44

4. 將 √8

27 化為最簡根式。

5. 將下列各式化為最簡根式:

(1)

67 (2)

509 (3) √0. 9 (4) √5.6

(19)

還是不太懂,

請看下面影片(1) 還是不太懂,

請看下面影片(2)

還是不太懂,

請看下面影片(3)

(20)

單元二:根式的運算

課文 C:根式的加減

我們接下來要說的就是根式的加減。

先回憶一下,二元一次式的化簡。

今天如果要化簡 5 x+3 y +2 x−5 y 這個二元一次式的話,

因為同類項才可以合併,所以可以先將同類項標記出來:

然後知道含有 x 項的是 5 x+2 x 合併化簡得到 7 x , 含有 y 項的是 +3 y−5 y 合併化簡得到 −2 y 。 所以 5 x+3 y +2 x−5 y=7 x−2 y

而根式的加減也有類似的規則,

那就是「同類方根能進行合併,非同類方根不能合併」。

什麼是同類方根呢?

a , b 均為正數,若將 √a b 化為最簡根式後,根號內的數相

同,

我們就稱為它們為同類方根。

舉個例子, √12 與 √27

先化簡成最簡根式: √12=4 × 3=23 , √27=9 ×3=33

像這樣子, √12 的最簡根式 23 與 √27 的最簡根式 33 的根號 部分都是 √3 ,我們就稱 √12 與 √27 是同類方根。

同類方根在根式的加減非常好用,因為我們只要把同類方根進行合 併就好,不是同類方根就沒辦法合併。

(21)

我們來看個例題。

Ex1.計算下列各式,並將結果化為最簡根式。

(1) 53+23 (2) 72−2 (3) √5+55 解題思維:

53+23 所代表的是 5 3 加上 2 3 ,那加完之後 就是有 (5+2) 個 √3 ,也就是 (5+2)3=73

72−2 所代表的是 7 2 扣掉 1 2 ,那扣完之後 就是有 (7−1) 個 √2 ,也就是 (7−1)2=62

解:

(1) 53+23=(5+2)3=73 (2) 72−2=(7−1)2=62 (3) √5+55=(1+5)5=65

Ex2.計算下列各式,並將結果化為最簡根式。

(1) 53−22+3+32 (2) 211+26+2−311+6 解:

(1)

53−22+3+32

¿63+2 說明:

這題有不同類型的同類方根。

一類是與 √3 有關的同類方根。有兩個,分別是 53

+3 ,兩個合併化簡後會得到 63

另一類是與 √2 有關的同類方根。也有兩個,分別是 −22

+32 ,兩個合併化簡後會得到 +2

所以 53−22+3+32 合併化簡出來的結果是 63+2

(22)
(23)

(2)

211+26+2−311+6

¿−11+36+2 說明:

我們要先分組: 211+26+2−311+6

與 √11 有關的同類方根有兩個,分別是 211−311 ,兩 個合併化簡後會得到 11

與 √6 有關的同類方根也有兩個,分別是 +26+6 ,兩 個合併化簡後會得到 +36

另外有一個 +2 ,沒有跟它同類的。

所以 211+26+2−311+6 合併化簡出來的結果是

11+36+2 。 省思:

當我們遇到有多組不同類型的同類方根要進行加減時,我們必 須先將同類方根分為同一組,再把同組的同類方根進行合併。

(24)

Ex3.計算下列各式,並將結果化為最簡根式。

(1) √63−75 (2) √48+512 解題思維:

在遇到還沒化為最簡根式的根式加減計算時,會比較難以看出 同類方根,所以我們會先把各個根號化成最簡根式,再利用

「同類方根進行合併,非同類方根不能合併」去合併化簡。

解:

(1) √63−75=37−53 說明:

63 75 不是最簡根式,換成最簡根式:

63=9 ×7=37 、 √75=25 ×3=53 ,化簡後發現這兩個根 式不是同類方根,所以不能合併,所以 √63−75=37−53 就 已經是化到最簡了!

(2) √48+512=43+5

22×3=43+103=143

說明:

48 512 不是最簡根式,先換成最簡根式:

48=16 × 3=43 512=54 ×3=5 ×2 ×3=103 發現這兩個都是與 √3 有關的同類方根,所以合併後就是

103

Ex4.計算下列各式,並將結果化為最簡根式。

(1) √63−328+175 (2) √20+80+125+180 解:

(1) √63−328+175=37−67+57=27

說明:

(25)

63=9 ×7=37 328=34 × 7=3 × 2×7=67

175=25 ×7=57

發現這三個都是 √7 有關的同類方根,

63−328+175=37−67+57=(3−6+5)7 所以合併後就是 27

(2) √20+80+125+180=25+45+55+65=175 說明:

20 、 √80 、 √125 與 √180 都不是最簡根式,先換成最 簡根式:

20=4 ×5=25 80=16 ×5=45

125=25 ×5=55 180=36 ×5=65 發現這三個都是 √5 有關的同類方根,

20+80+125+180=25+45+55+65

¿(2+4 +5+6 )5=175 所以合併後就是 175

(26)

Ex5.計算下列各式,並將結果化為最簡根式。

(1) √12+

2

2 (2)

54

45 解:

(1) √12+

2

2 = 2

2 ×2+

2

2 =2

2 +2

2 =2 說明:

1

2 分母有根號,所以不是最簡根式,先換成最簡根式:

1

2 分子分母同乘2 1

2=2

2

而 √2

2 其實等於 122 ,也就是所謂的 1

2 個 √2

發現這兩個都是與 √2 有關的同類方根, 12 2 加上 12 個 √2 就是有 1 個 √2 ,所以合併化簡後就是 √2

(2)

54

45=5445=25255=

(

1225

)

5=101 5

說明:

54

45 根號裡面有分數,所以不是最簡根式,先換成最 簡根式:

54 其實就是分子開根號分母開根號 √5

4 ,分母4 就直接

2 ,所以

54=25 就是最簡根式了!

45 其實就是分子開根號分母開根號 √4

5 ,分子4 就直接

(27)

2 ,所以

45=25 ,分母還有根式,所以不是最簡根式,

還要再化簡。

分子分母同乘 √5 ,所以 2 ×5

5 ×5=

25

5 結果就是最簡根式了。

而 √5

2 等於 125 ,也就是所謂的 12 5 25

5 等於

2

55 ,也就是所謂的 52 5

發現這兩個都是與 √5 有關的同類方根, 12 5 減掉 52

個 √5 就是有 (1225) 5

(

122

5

)

同時通分母後

(

105 4

10

)

=101 。所以合併後就是 1015

(28)

重點提問

1.請用自己的話解釋什麼是「同類方根」?

2. 連連看,將同類方根連在一起。

2245

2 372

12

33 5 26 22 717 3. 請問根式的加法怎麼運算?

請用這個運算規則計算 25+52−5−32

4. 「 48+3−2+23−5

(1)上面根式當中,請問有幾類同類方根?

(2)計算上面根式,並將結果化為最簡根式。

(29)

C.隨堂練習

1.計算下列各式,並將結果化為最簡根式。

(1) 33+23 (2) 66−6 (3) √7+37

(30)

2.計算下列各式,並將結果化為最簡根式。

(1) 62+43+2−23 (2) 613+37−5−67−1 3

3.計算下列各式,並將結果化為最簡根式。

(1) √27−24 (2) 275+108

4.計算下列各式,並將結果化為最簡根式。

(1) √363−227+448 (2) √5+45+125+245

5.計算下列各式,並將結果化為最簡根式。

(1) √23+

3

2 (2)

89

98

還是不太懂,

(31)

單元二:根式的運算

課文 D:根式的四則運算

接下來我們要來看根式的四則運算,既然是四則運算,當然有加減 跟乘除還有括號都存在。

我們先來看一下分配律的題目!

Ex1.計算 √3(15+21) ,並化為最簡根式。

解:

3(15+21)=3 ×15+3 ×21=35+37 說明:

這其實是分配律,括號中的 √15 跟 √21 其實共同擁有外面的

3 ,我們將 √3 乘進去 √3(15+21)=3 ×15+3 ×21

我們可以用「集滿兩個換出去」, 15 拆成 3 ×521 拆成

3 ×7

15+3 ×21 所以 √15=35 、 √21=37 , 答案就是 35+37

(32)

Ex2.計算 (35−2)(45+3) ,並化為最簡根式。

解:

(35−2) (45+3)=35 ×45+35 ×3−2× 45−2× 3

¿60+95−85−6=54 +5 說明:

這是兩個根式乘以兩個根式,就是利用分配律分別相乘,

(35−2) (45+3)

第一個箭頭: 35 × 45 ,外面乘外面 3 ×4=12 、裡面乘裡面

5=5 ,所以第一個就是 12× 5=60 第二個箭頭: 35 × 3=95

第三個箭頭: −2× 45=−85 。 第四個箭頭: −2× 3=−6 。 所以就是 60+95−85−6

同類方根可以合併, 60−6=5495−85=5 , 因此 54+5 就是答案。

1 2

3 4

1 2

3 4

(33)

接下來我們來看一下跟乘法公式有關的題目!

Ex3.計算下列各式,並化為最簡根式。

(1) (3−2

7)2 (2) (2

5+32)2 (3) (5+1)(5−1)

解:

(1)

(3−27)2=32−2 ×3 ×27+(27)2

¿9−127+28=37−127 說明:

這一小題其實就是利用差的平方公式: (a−b)2=a2−2 ab+b2(3−2

7)2 括號內的 3 當成 a 27 當成 b 所以 (3−2

7)2=32−2 ×3 ×27+(27)2

(a−b)2=a2−2 ab+b2

¿9−127+28=37−127

(2)

(25+32)2=(25)2+2 ×25× 32+(32)2

¿20+1210+18=38+1210 說明:

這一小題其實就是利用和的平方公式: (a+b)2=a2+2 ab+b2

(27)2=27 ×27=4 ×7

2× 3 ×27

(34)

(2

5+32)2 括號內的 25 當成 a 32 當成 b 所以 (2

5+32)2=(25)2+2 ×25× 32+(32)2

(a+b)2=a2+2 ab+b2

¿20+1210+18=38+1210

(3)

(5+1)(5−1)=52−12=5−1=4 說明:

這一小題其實就是利用平方差公式: (a+b ) (a−b)=a2−b2

5 當成 a1 當成 b 。 所以 (

5+1)(5−1)=52−12

(a+b ) (a−b)=a2−b2

¿5−1=4

看完一些根式的四則運算後,我們來看個奇怪分數: √5+12

請問一下這個奇怪的分數: √5+12 是不是一個最簡根式?

當然不是啊!看它的分母: √5+1 ,含有根式,而且實際上它還可 以繼續化簡,化簡到分母不含有根式。

文本B 當中有提到,當分母為一個 √a 時,再乘一個 √a 就會使得

a ×a=a ,分母的根式就會消除。

如果我們 √5+12 分子分母同乘以5 ,會發現 (5+1)×5=5+5

(32)2=32 ×32

¿9 ×2

(25)2=25 ×25

¿4 × 5

2× 25 ×32

參考文獻

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• 在線 (online):程式/演算法 必須對前一個詢問或操作做出

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單元二 基督宗教 單元三 孔教*.

單元一 單元二 單元三 單元四 單元五 單元六 單元七. 中一 積極進取

求出 Select Case 運算式之值,並逐一與 Case 運算式值串列比對,若符合則執行該 Case 之後的敘述區段。1. 如果所有的