Số vô tỉ. Căn bậc hai số học — Các dạng bài và ví dụ

Cách dùng bài này

Bài gồm 6 dạng toán của Bài 6. Với mỗi dạng, em đọc theo thứ tự: nhận biết → hướng làm → ví dụ (tự làm trước, rồi mới xem lời giải) → bẫy hay gặp.

Dạng 1. Nhận biết số vô tỉ, số hữu tỉ Lớp 7

Nhận biết

Đề có một trong các dấu hiệu:

  • "Chọn phát biểu đúng" với kí hiệu \(\in \mathbb{Q}\), \(\in \mathbb{I}\).
  • "Số nào là số vô tỉ".

Hướng làm

  1. Bước 1

    Số có căn: tính thử.

    Số trong căn (dạng tối giản) có tử và mẫu đều là số chính phương thì căn là số hữu tỉ

    Ngược lại là số vô tỉ.

  2. Bước 2

    Số thập phân: hữu hạn hoặc có chu kỳ → hữu tỉ

    Vô hạn mà không có nhóm lặp (như \(\pi\), \(0{,}1010010001\ldots\)) → vô tỉ.

Ví dụ 1

Mỗi số sau là số hữu tỉ hay số vô tỉ: \(\sqrt{0{,}25}\); \(\sqrt{8}\); \(-\sqrt{121}\); \(\dfrac{2}{7}\); \(0{,}123456789101112\ldots\) (viết liền các số tự nhiên)?

Lời giải:

\(\sqrt{0{,}25} = 0{,}5 \in \mathbb{Q}\)

\(-\sqrt{121} = -11 \in \mathbb{Q}\) (là số nguyên)

\(\dfrac{2}{7} \in \mathbb{Q}\) (phân số, viết ra là \(0{,}(285714)\)).

\(\sqrt{8} \in \mathbb{I}\) vì 8 không chính phương (\(2^2 < 8 < 3^2\)).

\(0{,}123456789101112\ldots\) vô hạn và các chữ số không lặp theo chu kỳ nào, nên là số vô tỉ.

Đáp số: hữu tỉ: \(\sqrt{0{,}25}\), \(-\sqrt{121}\), \(\dfrac{2}{7}\); vô tỉ: \(\sqrt{8}\), \(0{,}123456789101112\ldots\)

Vì sao \(\sqrt{2}\) không phải số hữu tỉ Nâng cao

Giả sử \(\sqrt{2} = \dfrac{m}{n}\) với \(m, n\) nguyên dương, phân số tối giản. Bình phương: \(m^2 = 2n^2\), nên \(m^2\) chẵn. Số lẻ bình phương lên vẫn lẻ, vậy \(m\) chẵn: \(m = 2k\). Thay vào: \(4k^2 = 2n^2\), tức \(n^2 = 2k^2\), nên \(n\) cũng chẵn. Cả \(m\) và \(n\) chẵn, trái với "tối giản". Vậy không có phân số nào bằng \(\sqrt{2}\).

✗ Sai

\(-\sqrt{121} \in \mathbb{I}\) vì "có dấu căn là vô tỉ".

✓ Đúng

Tính ra trước: \(-\sqrt{121} = -11\), là số hữu tỉ. Dấu căn chưa nói lên điều gì.

Dạng 2. Tính căn bậc hai số học Lớp 7

Nhận biết

Đề có một trong các dấu hiệu:

  • Tính \(\sqrt{a}\) với \(a\) là số chính phương, phân số, số thập phân.
  • Các biểu thức \(-\sqrt{a}\), \(\sqrt{(-a)^2}\), \(\left(\sqrt{a}\right)^2\).

Hướng làm

  1. Bước 1

    Tính số trong căn trước (bình phương, phép tính).

    Tìm số không âm có bình phương bằng số đó.

  2. Bước 2

    Phân số: \(\sqrt{\dfrac{a}{b}}\) lấy căn tử và căn mẫu.

    Số thập phân: đổi ra phân số thập phân (\(0{,}81 = \dfrac{81}{100}\)).

    Dấu trừ ngoài căn thì giữ lại.

Ví dụ 2

Tính: a) \(\sqrt{\dfrac{121}{144}}\); b) \(-\sqrt{0{,}81}\); c) \(\sqrt{(-8)^2}\); d) \(\left(-\sqrt{7}\right)^2\).

Lời giải:

a) \(11^2 = 121\)

\(12^2 = 144\)

Nên \(\sqrt{\dfrac{121}{144}} = \dfrac{11}{12}\).

b) \(0{,}81 = \dfrac{81}{100}\)

\(\sqrt{0{,}81} = \dfrac{9}{10} = 0{,}9\)

Giữ dấu trừ: \(-\sqrt{0{,}81} = -0{,}9\).

c) \((-8)^2 = 64\)

\(\sqrt{64} = 8\).

d) \(\left(-\sqrt{7}\right)^2 = \left(\sqrt{7}\right)^2 = 7\) (bình phương hai số đối nhau bằng nhau).

Đáp số: a) \(\dfrac{11}{12}\); b) \(-0{,}9\); c) 8; d) 7

✗ Sai

\(\sqrt{(-8)^2} = -8\) (căn và bình phương "triệt tiêu nhau").

✓ Đúng

Căn bậc hai số học luôn không âm: \(\sqrt{(-8)^2} = \sqrt{64} = 8\).

Dạng 3. Tìm \(x\) biết \(x^2 = a\) Lớp 7

Nhận biết

Đề có một trong các dấu hiệu:

  • Đẳng thức có \(x^2\) bằng một số.
  • Đẳng thức có bình phương của một biểu thức chứa \(x\) bằng một số.

Hướng làm

  1. Bước 1

    Biến đổi (chuyển vế, chia) để còn dạng \(A^2 = a\).

  2. Bước 2

    \(a > 0\)

    \(A = \sqrt{a}\) hoặc \(A = -\sqrt{a}\) (hai giá trị, trừ khi đề cho \(x \ge 0\)).

    \(a = 0\)

    \(A = 0\).

    \(a < 0\)

    Không có \(x\).

Ví dụ 3

Tìm \(x\), biết: a) \(x^2 = \dfrac{81}{100}\); b) \(x \ge 0\) và \(x^2 = 1{,}69\); c) \((x - 1)^2 = \dfrac{9}{4}\).

Lời giải:

a) \(\sqrt{\dfrac{81}{100}} = \dfrac{9}{10}\)

Nên \(x = \dfrac{9}{10}\) hoặc \(x = -\dfrac{9}{10}\).

b) \(x \ge 0\) nên \(x = \sqrt{1{,}69} = 1{,}3\).

c) \(x - 1 = \dfrac{3}{2}\) cho \(x = \dfrac{5}{2}\)

\(x - 1 = -\dfrac{3}{2}\) cho \(x = -\dfrac{1}{2}\).

Đáp số: a) \(x = \pm\dfrac{9}{10}\); b) \(x = 1{,}3\); c) \(x = \dfrac{5}{2}\) hoặc \(x = -\dfrac{1}{2}\)

✗ Sai

a) \(x^2 = \dfrac{81}{100}\) nên \(x = \sqrt{\dfrac{81}{100}} = \dfrac{9}{10}\) (chỉ một giá trị).

✓ Đúng

\(\left(-\dfrac{9}{10}\right)^2\) cũng bằng \(\dfrac{81}{100}\): có hai giá trị \(\pm\dfrac{9}{10}\).

Dạng 4. Ước lượng và so sánh căn bậc hai Lớp 7

Nhận biết

Đề có một trong các dấu hiệu:

  • "\(\sqrt{30}\) nằm giữa hai số nguyên nào".
  • "So sánh \(\sqrt{50}\) và 7".
  • Đề không cho dùng máy tính.

Hướng làm

  1. Bước 1

    Viết số nguyên dưới dạng căn: \(7 = \sqrt{49}\).

    Với hai số không âm, số trong căn lớn hơn thì căn lớn hơn.

  2. Bước 2

    Kẹp giữa hai số chính phương liên tiếp

    Muốn biết gần số nào hơn thì so với bình phương của điểm giữa.

Trục số từ 5 đến 6. 25 nhỏ hơn 30 nhỏ hơn 36 nên căn 30 nằm giữa 5 và 6. 5,5 bình phương bằng 30,25 lớn hơn 30 nên căn 30 nhỏ hơn 5,5, gần 5 hơn. Máy tính cho căn 30 bằng 5,477
Hình 4. \(5 < \sqrt{30} < 5{,}5\): ước lượng không cần máy tính.

Ví dụ 4

a) \(\sqrt{30}\) nằm giữa hai số nguyên liên tiếp nào? Gần số nào hơn?

b) So sánh \(\sqrt{17} - 1\) và 3.

Lời giải:

a) \(25 < 30 < 36\) nên \(5 < \sqrt{30} < 6\).

Điểm giữa \((5{,}5)^2 = 30{,}25 > 30\)

Nên \(\sqrt{30} < 5{,}5\)

Gần 5 hơn.

b) \(17 > 16\) nên \(\sqrt{17} > \sqrt{16} = 4\)

Trừ 1 hai vế: \(\sqrt{17} - 1 > 3\).

Kiểm tra a): máy tính cho \(\sqrt{30} = 5{,}477\ldots\) ✓.

Đáp số: a) giữa 5 và 6, gần 5; b) \(\sqrt{17} - 1 > 3\)

✗ Sai

30 cách 25 là 5, cách 36 là 6, nên chắc chắn \(\sqrt{30}\) gần 5 hơn (so khoảng cách giữa các bình phương).

✓ Đúng

Kết luận đúng nhưng lý do chưa chắc chắn. Cách chắc chắn: so với \((5{,}5)^2 = 30{,}25\).

Dạng 5. Bài toán thực tế: cạnh hình vuông, bán kính hình tròn Lớp 7

Nhận biết

Đề có một trong các dấu hiệu:

  • Biết diện tích hình vuông (cạnh \(a\): \(S = a^2\)), hỏi cạnh hoặc chu vi.
  • Biết diện tích hình tròn (bán kính \(r\): \(S = \pi r^2\)), hỏi bán kính.

Hướng làm

  1. Bước 1

    Gọi độ dài cần tìm là \(x\) (\(x > 0\)), lập \(x^2 = \ldots\) (hình tròn: chia diện tích cho \(\pi \approx 3{,}14\) trước).

  2. Bước 2

    \(x = \sqrt{\ldots}\) (chỉ lấy giá trị dương vì là độ dài).

    Nếu căn không tròn thì dùng máy tính và làm tròn theo yêu cầu.

    Trả lời có đơn vị.

Ví dụ 5

a) Một phòng học hình vuông có diện tích 30 m². Tính độ dài cạnh phòng, làm tròn với độ chính xác \(0{,}005\).

b) Một mặt bàn tròn có diện tích \(113{,}04\) dm². Tính bán kính mặt bàn (lấy \(\pi \approx 3{,}14\)).

Lời giải:

a) Cạnh \(x\) (m), \(x^2 = 30\)

\(x = \sqrt{30} = 5{,}4772\ldots\) Độ chính xác \(0{,}005\) → hàng phần trăm: \(x \approx 5{,}48\) m.

b) \(3{,}14 \cdot r^2 = 113{,}04\)

Nên \(r^2 = 113{,}04 : 3{,}14 = 36\)

\(r = \sqrt{36} = 6\) dm.

Đáp số: a) khoảng \(5{,}48\) m; b) 6 dm

✗ Sai

b) \(r = 113{,}04 : 3{,}14 = 36\) dm (quên lấy căn).

✓ Đúng

36 là \(r^2\); bán kính \(r = \sqrt{36} = 6\) dm.

Dạng 6. Tính giá trị biểu thức có căn Lớp 7

Nhận biết

Đề có một trong các dấu hiệu:

  • Biểu thức có nhiều căn hoặc bình phương của căn.
  • Có thêm các phép tính với số hữu tỉ.

Hướng làm

  1. Bước 1

    Tính từng căn và từng \(\left(\sqrt{a}\right)^2 = a\) trước, đưa về số hữu tỉ.

  2. Bước 2

    Tính tiếp theo đúng thứ tự thực hiện phép tính (Bài 4).

Ví dụ 6

Tính \(A = \sqrt{0{,}36} - \sqrt{\dfrac{1}{4}} \cdot \left(\sqrt{3}\right)^2 + \sqrt{(-2{,}5)^2}\).

Lời giải:

Từng căn: \(\sqrt{0{,}36} = 0{,}6\)

\(\sqrt{\dfrac{1}{4}} = \dfrac{1}{2}\)

\(\left(\sqrt{3}\right)^2 = 3\)

\(\sqrt{(-2{,}5)^2} = \sqrt{6{,}25} = 2{,}5\).

Nhân trước: \(\dfrac{1}{2} \cdot 3 = 1{,}5\).

Cộng trừ: \(A = 0{,}6 - 1{,}5 + 2{,}5 = 1{,}6\).

Đáp số: \(A = 1{,}6\)

✗ Sai

\(\sqrt{0{,}36} = 0{,}06\) (lấy căn của 36 rồi đặt dấu phẩy như cũ).

✓ Đúng

\((0{,}6)^2 = 0{,}36\), nên \(\sqrt{0{,}36} = 0{,}6\). Thử lại bằng cách bình phương kết quả.

Tổng kết các dạng

Thấy gì, dùng gì

Dấu hiệu trong đề Cách làm Bẫy hay gặp
Số nào là số vô tỉ, kí hiệu thuộc tập số (Dạng 1) Tính ra trước; vô hạn không tuần hoàn mới là vô tỉ Thấy dấu căn là kết luận vô tỉ; coi số vô hạn tuần hoàn là vô tỉ
Tính căn bậc hai số học (Dạng 2) Tìm số không âm có bình phương bằng số trong căn; tính trong căn trước \(\sqrt{(-8)^2} = -8\); \(\sqrt{0{,}36} = 0{,}06\)
Bình phương của \(x\) (hoặc một biểu thức) bằng một số (Dạng 3) Số dương: hai giá trị đối nhau; số 0: một giá trị; số âm: không có Chỉ lấy giá trị dương
Ước lượng, so sánh căn, không dùng máy tính (Dạng 4) Kẹp giữa hai số chính phương liên tiếp; đưa số về dạng căn rồi so số trong căn Ước lượng theo khoảng cách giữa các số chính phương
Biết diện tích, hỏi cạnh hoặc bán kính (Dạng 5) Diện tích chia hệ số (nếu có) rồi lấy căn Quên lấy căn; cạnh hình vuông bằng tổng hai cạnh
Biểu thức có nhiều căn (Dạng 6) Tính từng căn, bình phương của căn bằng số trong căn, rồi theo thứ tự phép tính \(\sqrt{a + b} = \sqrt{a} + \sqrt{b}\)