不少家长跟我吐槽,孩子平时数学小测看着还不错,一碰到带双重根号、既有平方根又有立方根的方程,直接就懵圈。硬去两边平方,越算式子越复杂,算到后面一堆高次项,越做越乱,最后算出来答案还全错。
就拿这道江西省竞赛题来说,班级模拟考试几乎全军覆没。很多同学上来就直接平方,完全忽略平方根本身自带的取值限制,立方根又不受正负约束,两个性质混在一起,稍不留神就踩坑。其实这道题根本不用死算,学会换元这个小技巧,几步就能把难题化简成简单方程。孩子不是计算能力不行,是没掌握这类题型的做题套路,见到根号就只会平方,不懂换元转化。家长也可以收藏下来,拿给家里的初中生练一练,看看自家孩子会不会踩坑。
拿到题目,第一步先看定义域。平方根里面的式子必须大于等于0,也就是 3m-4\ge0,得到 m\ge \dfrac43。立方根没有正负限制,所以只需要守住这一个前提,最后解出来的根,一定要回头检验,不满足定义域的直接舍去,这是很多学生最容易漏掉的一步。
观察式子,\sqrt{3m-4} 和 5‑3m,里面都有 3m,特别适合换元法。我们设 t=\sqrt{3m‑4},那么 t\ge0,两边平方:t^2=3m‑4,变形得到 3m=t^2+4。
接下来代入立方根内部:5‑3m=5-(t^2+4)=1‑t^2。
原方程就改写为:\boldsymbol{t+\sqrt[3]{1-t^2}=1}
接下来移项,把t挪到等式右边:\sqrt[3]{1-t^2}=1-t。
两边同时做三次方,去掉立方根号:
1-t^2=(1-t)^3
把右边完全展开:(1‑t)^3=1‑3t+3t^2‑t^3
等式整理:
1-t^2=1‑3t+3t^2‑t^3
左右两边消掉1,全部移到左边:
t^3‑4t^2+3t=0
提取公因式t:t(t^2‑4t+3)=0,继续因式分解:t(t‑1)(t‑3)=0
得到三个解:t=0,t=1,t=3,记住我们的条件 t\ge0,三个数值全部符合范围,现在分别回代求m。
第一种:t=0
\sqrt{3m‑4}=0,3m‑4=0,解得 \boldsymbol{m=\dfrac43}
第二种:t=1
\sqrt{3m‑4}=1,平方得 3m‑4=1,解得 \boldsymbol{m=\dfrac53}
第三种:t=3
\sqrt{3m‑4}=3,平方得 3m‑4=9,解得 \boldsymbol{m=\dfrac{13}{3}}
千万不要算完就结束!根式方程一定要检验,把三个m代入原方程验算。
1、m=\dfrac43:\sqrt{0}+\sqrt[3]{5‑4}=0+1=1,等式成立。
2、m=\dfrac53:\sqrt{5‑4}+\sqrt[3]{5‑5}=1+0=1,等式成立。
3、m=\dfrac{13}{3}:\sqrt{13‑4}+\sqrt[3]{5‑13}=3+\sqrt[3]{‑8}=3‑2=1,等式成立。
三个根全部有效,本题答案:\boldsymbol{m=\dfrac43、m=\dfrac53、m=\dfrac{13}{3}}。
很多学生做这道题,要么不敢换元,一味硬平方;要么解完直接写答案,忘记验算;还有的分不清平方根、立方根的取值规则,白白丢分。初中遇到同时含有平方根、立方根的方程,优先观察内部代数式,有相同部分就大胆换元,把复杂根号换掉,题目难度直接下降一大截。
平时刷题,不要只追求算出结果,做完多复盘,搞懂题型套路,考试遇到同类题才不会慌。家长可以转发给家里上初中的孩子,让孩子完整做一遍。
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