1.1 数与式的运算
1.1.1.绝对值
绝对值的代数意义:正数的绝对值是它的本身,负数的绝对值是它的相反数,零的绝对值仍是零.即
?a,a?0,?|a|??0,a?0,
??a,a?0.?绝对值的几何意义:一个数的绝对值,是数轴上表示它的点到原点的距离. 两个数的差的绝对值的几何意义:a?b表示在数轴上,数a和数b之间的距离. 例1 解不等式:x?1?x?3>4.
解法一:由x?1?0,得x?1;由x?3?0,得x?3; ①若x?1,不等式可变为?(x?1)?(x?3)?4, 即?2x?4>4,解得x<0, 又x<1, ∴x<0;
②若1?x?2,不等式可变为(x?1)?(x?3)?4, 即1>4,
∴不存在满足条件的x;
③若x?3,不等式可变为(x?1)?(x?3)?4, 即2x?4>4, 解得x>4. 又x≥3,∴x>4.
综上所述,原不等式的解为 x<0,或x>4. 解法二:如图1.1-1,x?1表示x轴上坐标为x的点P到坐标为1的点A之间的距离|PA|,即|PA|=|x-1|;|x-3|表示x轴上点P到坐标为2的点B之间的距离|PB|,即|PB|=|x-3|.
义即为 所以,不等式x?1?x?3>4的几何意|PA|+|PB|>4.
由|AB|=2,可知
点P 在点C(坐标为0)的左侧、或点P为4)的右侧.
x<0,或x>4.
练 习 1.填空:
|x-3| A 1 P x C 0 |x-1|
图1.1-1
B D 3 4 x 在点D(坐标
(1)若x?5,则x=_________;若x??4,则x=_________.
(2)如果a?b?5,且a??1,则b=________;若1?c?2,则c=________.
2.选择题:
下列叙述正确的是 ( )
(A)若a?b,则a?b (B)若a?b,则a?b (C)若a?b,则a?b (D)若a?b,则a??b 3.化简:|x-5|-|2x-13|(x>5).
1.1.2. 乘法公式
我们在初中已经学习过了下列一些乘法公式:
(1)平方差公式 (a?b)(a?b)?a2?b2;
222(2)完全平方公式 (a?b)?a?2ab?.b 我们还可以通过证明得到下列一些乘法公式:
23(1)立方和公式 (a?b)(a ?ab?2b)?3a?;b23(2)立方差公式 (a?b)(a ?ab?2b)?3a?;b2222(3)三数和平方公式 (a?b?c c)?a?b?c2?(ab?bc?;)a3323(4)两数和立方公式 (a?b) ?a?3ab?3a2b?;b332(5)两数差立方公式 (a?b) ?a?3ab?3a2b?.b对上面列出的五个公式,有兴趣的同学可以自己去证明. 例1 计算:(x?1)(x?1)(x2?x?1)(x2?x?1). 222?(x?1)?x解法一:原式=(x2?1)???
=(x2?1)(x4?x2?1)
=x6?1.
解法二:原式=(x?1)(x2?x?1)(x?1)(x2?x?1) =(x3?1)(x3?1) =x6?1.
例2 已知a?b?c?4,ab?bc?ac?4,求a2?b2?c2的值. 解: a2?b2?c2?(a?b?c)2?2(ab?bc?ac)?8.
练 习 1.填空:
121211a?b?(b?a)( ); 942322(2)(4m? )?16m?4m?( );
(1)
2222(3)(a?2b?c)?a?4b?c?( ). 2.选择题:
1mx?k是一个完全平方式,则k等于 ( ) 21212122(A)m (B)m (C)m (D)m
431622(2)不论a,b为何实数,a?b?2a?4b?8的值 ( )
(1)若x?2 (A)总是正数 (B)总是负数
(C)可以是零 (D)可以是正数也可以是负数
1.1.3.二次根式
一般地,形如a(a?0)的代数式叫做二次根式.根号下含有字母、且不能够开得尽方的式子称为无理式. 例如 3a?a2?b?2b,a2?b2等是无理式,而2x2?2x?1,x2?2xy?y2,2
a2等是有理式. 1.分母(子)有理化
把分母(子)中的根号化去,叫做分母(子)有理化.为了进行分母(子)有理化,需要引入有理化因式的概念.两个含有二次根式的代数式相乘,如果它们的积不含有二次根式,我们就说这两个代数式互为有理化因式,例如2与2,3a与a,3?6与3?6,23?32与23?32,等等. 一般地,ax与x,ax?by与ax?by,ax?b与
ax?b互为有理化因式.
分母有理化的方法是分母和分子都乘以分母的有理化因式,化去分母中的根号的过程;而分子有理化则是分母和分子都乘以分母的有理化因式,化去分子中的根号的过程
在二次根式的化简与运算过程中,二次根式的乘法可参照多项式乘法进行,运算中要运用公式ab?ab(a?0,b?0);而对于二次根式的除法,通常先写成分式的形式,然后通过分母有理化进行运算;二次根式的加减法与多项式的加减法类似,应在化简的基础上去括号与合并同类二次根式.
2.二次根式a2的意义
a2?a???a,a?0,
??a,a?0.例1 将下列式子化为最简二次根式:
(1)12b; (2)a2b(a?0); (3)4x6y(x?0). 解: (1)12b?23b;
(2)a2b?ab?ab(a?0); (3)4x6y?2x3y??2x3y(x?0).
例2 计算:3?(3?3).
解法一:
3?(3?3=)33?3
=3?(3?3)
(3?3)(3?3)3
3(3?1)1 =
3?1 = = =33?3 = 9?33(3?1) =
63?1 =.
23解法二: 3?(3 ?3=)3?3例3 试比较下列各组数的大小:
3?1 (3?1)(3?1)3?1. 2(1)12?11和11?10; (2)解: (1)∵12?11? 11?2和22-6. 6?412?11(12?11)(12?11)1, ??112?1112?1111?110?(1?110)(?1110)?11?101?11, 1010?
又12?11?11?10, ∴12?11<11?10.
22-6(22-6)(22+6)2??, 122+622+6 又 4>22,
∴6+4>6+22,
2 ∴<22-6. 6?4例4 化简:(3?2)2004?(3?2)2005. (2)∵22-6?解:(3?2)2004?(3?2)2005
=(3?2)2004?(3?2)2004?(3?2) =?(3?2)?(3?2)??? =12004?(3?2) =3?2.
例 5 化简:(1)9?45; (2)x2?
解:(1)原式?5?45?4
?(5)2?2?2?5?22 ?(2?5)2 2004?(3?2)
1?2(0?x?1). 2x?2?5?5?2.
11 (2)原式=(x?)2?x?,
xx∵0?x?1, 1∴?1?x, x1 所以,原式=?x.
x3?3?3? 解: ∵x?y?3?例 6 已知x?23?2,求3x2?5xy?3y2的值 . ,y?23?223?2??(3?2)2?(3?2)2?10, 23?23?23?2??1, 3?23?2 ∴3x2?5xy?3y2?3(x?y)2?11xy?3?102?11?289.
xy?练 习 1.填空: (1)1?3=__ ___;
1?32(2)若(5?x)(x?3)?(x?3)5?x,则x的取值范围是_ _ ___;
(3)424?654?396?2150?__ ___; (4)若x?2.选择题: 等式5x?1?x?1x?1?x?1,则??______ __. 2x?1?x?1x?1?x?1x?x?2x成立的条件是 ( ) x?2
(A)x?2 (B)x?0 (C)x?2 (D)0?x?2
a2?1?1?a23.若b?,求a?b的值.
a?14.比较大小:2-3 5-4(填“>”,或“<”).
1.1.4.分式
1.分式的意义
形如
AAA的式子,若B中含有字母,且B?0,则称为分式.当M≠0时,分式具有下列性质: BBBAA?M?; BB?MAA?M?. BB?M 上述性质被称为分式的基本性质.
2.繁分式
am?n?p像b,这样,分子或分母中又含有分式的分式叫做繁分式.
2mc?dn?p5x?4AB??例1 若,求常数A,B的值.
x(x?2)xx?2ABA(x?2)?Bx(A?B)x?2A5x?4???解: ∵?,
xx?2x(x?2)x(x?2)x(x?2)?A?B?5, ∴?
2A?4,? 解得 A?2,B?3.
111??例2 (1)试证:(其中n是正整数);
n(n?1)nn?1111???? (2)计算:; 1?22?39?101111?????. (3)证明:对任意大于1的正整数n, 有
2?33?4n(n?1)211(n?1)?n1??(1)证明:∵?,
nn?1n(n?1)n(n?1)111?? ∴(其中n是正整数)成立.
n(n?1)nn?1(2)解:由(1)可知
111???? 1?22?39?1011111???(? ) ?(1?)?(?)22391091 ?1?=.
1010