



第12章 二次根式
領銜人:石建華(正高級教師)
組稿團隊:江蘇省泰州市石建華初中數學名師工作室

二次根式是初中數學“數與代數”板塊的關鍵內容,是對實數、平方根等知識的進一步拓展,為后續學習一元二次方程、二次函數等內容奠定堅實的理論基礎,做好充足的技能準備。
我們以舊知為起點,借助知識間的內在聯系,分別從核心概念、基本性質、運算法則、實際應用這四個方面全方位解讀“二次根式\"的學習內容,助力同學們順利接受新知,逐步搭建學習框架。(如圖1)

舊知回顧
二次根式、整式、分式都屬于代數式,它們都是由數和表示數的字母組成的經有限次加、減、乘、除、乘方和開方等代數運算所得到的式子,是代數式的不同表現形式。
在深人學習二次根式之前,我們先回顧與之緊密相關的算術平方根的定義。“如果 x2=a(a?0) ,那么 x 叫作 a 的平方根,正數 a 的正的平方根記作
,負的平方根記作
。我們把正數 a 的正的平方根
,叫作 a 的算術平方根”,特別的,“0的平方根也叫作0的算術平方根,即
。非負數 a 的算術平方根
本身就是一個二次根式,二次根式包含算術平方根的形式,算術平方根是二次根式在“求非負數的平方根\"這一具體情境下的應用。
新知解析
核心概念
二次根式。一般地,式子
0)叫作二次根式, a 叫作被開方數。
“算術平方根\"和“二次根式\"存在一定的差異。算術平方根立足算術基礎,針對確切的數值。如 72=49 ,所以49的算術平方根是7;二次根式則是代數領域的重要表達,在式子
0)中,被開方數 a 從單一數值拓展到含變量的代數式,如
等
最簡二次根式。一般地,化簡二次根式就是使二次根式:(1)被開方數中不含能開得盡方的因數或因式;(2)被開方數中不含分母;(3)分母中不含根號。這樣化簡后得到的二次根式叫作最簡二次根式。
這三個條件不是孤立存在的,而是共同構成最簡二次根式的完整定義。化簡二次根式的過程,是對數學表達式進行標準化處理的過程,不僅使表達式更加簡潔美觀,更重要的是為后續的運算、比較等提供統一的標準和便利。
同類二次根式。經過化簡后,被開方數相同的二次根式是同類二次根式。
“同類項\"和“同類二次根式\"之間有相似的形式聯系。同類項要求所含字母相同,且相同字母的指數也相同,如 3x2y 與 -5x2y ;同類二次根式則要求化簡后被開方數完全相同,如
與
。它們都強調\"主體部分\"必須完全一致,即同類項關注變量部分,而同類二次根式關注被開方數部分,
基本性質
二次根式
是非負數 a 的算術平方根,它的存在依賴于“ Γa?0?Γ 這一前提條件,因此
具備“雙重非負性”:一方面,被開方數 a 本身必須是非負數,即 a?0 ;另一方面,在滿足被開方數 a 非負的情況下,二次根式
的值也是非負的,即 
根據算術平方根定義,
是 a 的算術平方根,可得出
0)。通過計算
與
與
,能得到
這一結論。對 a 的正負性進行探究,便可得出當且僅當 a?0 時,
。這一探究運用了分類討論的數學思想。
運算法則
1.二次根式的乘除
學習有理數加法運算律、乘法運算律、除法法則等內容時,先進行特殊的、具體的數的運算,然后觀察、猜想、歸納得出一般適用的結論,再借助已學知識進行嚴格的證明。二次根式的乘法運算法則、除法運算法則的探究遵循了這種方法。
計算:
與
與
,觀察、歸納、猜想,得出
O一般地,當 a≥0,b≥0 時,
。由此可見,
與
都是 ab 的算術平方根,從而
。
計算:
和
和
觀察、歸納、猜想,得出
。仿照前面的方法,不難證明此結論
2.二次根式的加減
學習整式加減時,“同類項\"才能合并,類比之下,什么樣的二次根式才能合并呢?只有同類二次根式!即“經過化簡后,被開方數相同的二次根式”。“經過化簡”,既是同類二次根式判斷的過程需要,也是同類二次根式合并時的需要。如,計算
化簡后可知,四個二次根式是同類二次根式,像合并同類項一樣,系數相加減作為結果的系數,二次根號及被開方數不變,則原式
( 1 - 6 + 5 + 1/"5"根號下 5 "=根號下 5/"5 "。
實際應用
1.在幾何問題中的應用
在直角三角形中,當直角邊為
和
時,求這個直角三角形的面積。這類問題直接將有理數的運算拓展為含二次根式的實數運算。
2.在代數運算中的應用
利用二次根式所具有的“雙重非負性\"解決問題:
(1) ① 若
有意義,求 x 的 取值范圍;
,求 x-y 的值。
(2)若
,求x-y 的值。
3.在實際問題中的應用
兩個圓的圓心相同,半徑分別為R 和 r ,面積分別為 18cm2 , 8cm2 。求圓環的寬度(兩圓半徑之差)。

兩個半徑分別表示為
求解時需要對同類二次根式進行合并。
總之,學習二次根式,同學們需要以構建基本概念為起點,以根式運算為核心,以代數運算的基本思想方法為紐帶,體會數學中數與式的辯證統一關系,同時提高自主學習的能力,為終身學習奠定基礎
(作者單位:江蘇省泰州市姜堰區蔡官學校)