9. 比较大小:$\sqrt{5}-3$______$\frac{\sqrt{5}-2}{2}$;$\sqrt{2}+\sqrt{3}$______$\sqrt{5}$.
答案:< >
解析:
【分析】
本题考查实数的大小比较,可根据两个式子的特点选择合适的比较方法:
1. 第一组式子均含有$\sqrt{5}$,适合用作差法判断:将两个数相减,若差小于0,则被减数小于减数;若差大于0,则被减数大于减数。
2. 第二组式子均为正数,适合用平方法判断:对于正数$a$、$b$,若$a^2>b^2$,则$a>b$,将两个式子分别平方后即可直观比较大小。
【解析】
比较$\sqrt{5}-3$和$\frac{\sqrt{5}-2}{2}$的大小
用作差法计算:
$\begin{aligned}(\sqrt{5}-3)-\frac{\sqrt{5}-2}{2}&=\frac{2(\sqrt{5}-3)-(\sqrt{5}-2)}{2}\\&=\frac{2\sqrt{5}-6-\sqrt{5}+2}{2}\\&=\frac{\sqrt{5}-4}{2}\end{aligned}$
∵$\sqrt{5}\approx2.236<4$,
∴$\sqrt{5}-4<0$,即$\frac{\sqrt{5}-4}{2}<0$
∴$\sqrt{5}-3<\frac{\sqrt{5}-2}{2}$
比较$\sqrt{2}+\sqrt{3}$和$\sqrt{5}$的大小
两个数均为正数,分别计算平方:
$\begin{aligned}(\sqrt{2}+\sqrt{3})^2&=(\sqrt{2})^2+2×\sqrt{2}×\sqrt{3}+(\sqrt{3})^2\\&=2+2\sqrt{6}+3\\&=5+2\sqrt{6}\end{aligned}$
$(\sqrt{5})^2=5$
∵$2\sqrt{6}>0$,
∴$5+2\sqrt{6}>5$,即$(\sqrt{2}+\sqrt{3})^2>(\sqrt{5})^2$
∴$\sqrt{2}+\sqrt{3}>\sqrt{5}$
【答案】
< >
【知识点】
实数大小比较;作差法;平方法
【点评】
本题是实数大小比较的基础题型,需要根据式子的结构特征灵活选择比较方法,作差法适用于含同类根式的式子比较,平方法是处理带根号的正数大小比较的常用技巧。
【难度系数】
0.8
10. 已知$0<x<1$,那么在①$x$;②$\sqrt{x}$;③$\frac{1}{x}$;④$x^2$中,最大的数是______.(填序号)
答案:③
解析:
【分析】
本题是给定0<x<1的范围,比较四个代数式的大小,可采用两种思路解题:1. 特殊值法:对于填空类题型,选取一个符合0<x<1的具体数值代入四个式子计算,直接比较结果即可,方法简单易操作;2. 性质推导法:根据正数范围内,0到1之间的数的平方、开方、倒数的变化规律推导大小关系。
【解析】
方法一(特殊值法):取符合条件0<x<1的一个具体值,如x=0.25,分别计算四个式子的结果:
①x=0.25;
②$\sqrt{x}=\sqrt{0.25}=0.5$;
③$\frac{1}{x}=\frac{1}{0.25}=4$;
④$x^2=0.25^2=0.0625$。
比较结果大小:$4>0.5>0.25>0.0625$,因此最大的数是$\frac{1}{x}$。
方法二(性质法):当0<x<1时,根据实数运算的性质可得:$x^2<x<\sqrt{x}<1$,而$\frac{1}{x}>1$,因此四个数中最大的是$\frac{1}{x}$。
【答案】
③
【知识点】
实数大小比较;实数的运算;不等式的性质
【点评】
本题考查实数大小比较的常用方法,特殊值法是解决这类范围类大小比较题型的常用技巧,计算量小且不易出错,也可通过识记0到1区间内实数的平方、开方、倒数的变化规律直接判断,解题时注意选取的特殊值必须符合题目给定的取值范围。
【难度系数】
0.85
11. (1)(济南中考)写出一个比$\sqrt{2}大且比\sqrt{17}$小的整数:______;
(2)(绵阳中考)正整数a,b分别满足$\sqrt[3]{53}<a<\sqrt[3]{98}$,$\sqrt{2}<b<\sqrt{7}$,则$b^a= $______.
答案:
(1)2(或 3 或 4);
(2)16 解析:
(1)$\sqrt{2}<2<3<4<\sqrt{17}$.
(2)由题意得$a=4,b=2,\therefore b^{a}=2^{4}=16$
解析:
【分析】
解决这类问题的核心是先估算无理数的取值范围,确定其相邻的整数,再从中筛选符合要求的整数即可。
(1)要找比$\sqrt{2}$大且比$\sqrt{17}$小的整数,先分别估算$\sqrt{2}$和$\sqrt{17}$的大小,确定它们分别介于哪两个相邻整数之间,就能得到符合要求的整数;
(2)先分别估算$\sqrt[3]{53}$、$\sqrt[3]{98}$、$\sqrt{2}$、$\sqrt{7}$的范围,结合a、b是正整数的条件确定a、b的取值,再代入计算$b^a$即可。
【解析】
(1)
∵$1^2=1$,$2^2=4$,
∴$1<\sqrt{2}<2$;
又
∵$4^2=16$,$5^2=25$,
∴$4<\sqrt{17}<5$;
因此比$\sqrt{2}$大且比$\sqrt{17}$小的整数为2、3、4,任选一个填写即可。
(2) 先求a的取值:
∵$3^3=27$,$4^3=64$,$5^3=125$,
∴$\sqrt[3]{27}<\sqrt[3]{53}<\sqrt[3]{64}<\sqrt[3]{98}<\sqrt[3]{125}$,即$3<\sqrt[3]{53}<4<\sqrt[3]{98}<5$,
又
∵a是正整数,满足$\sqrt[3]{53}<a<\sqrt[3]{98}$,
∴$a=4$;
再求b的取值:
∵$1^2=1$,$2^2=4$,$3^2=9$,
∴$\sqrt{1}<\sqrt{2}<\sqrt{4}<\sqrt{7}<\sqrt{9}$,即$1<\sqrt{2}<2<\sqrt{7}<3$,
又
∵b是正整数,满足$\sqrt{2}<b<\sqrt{7}$,
∴$b=2$;
代入计算得:$b^a=2^4=16$。
【答案】
(1)2(或3或4);(2)16
【知识点】
无理数的估算、实数大小比较、乘方运算
【点评】
本题是实数相关的基础题型,重点考查对无理数大小的估算能力,解题时只要准确确定无理数的相邻整数,就能快速筛选出符合条件的数值完成求解。
【难度系数】
0.8
12. 计算:
(1)$\sqrt{4}-\sqrt[3]{125}+\sqrt{(-3)^2}-\sqrt[3]{\frac{1}{8}}$;
(2)$-1^{2024}+\left(\sqrt[3]{-\frac{1}{27}}\right)^{-3}+\sqrt{16}÷(2-\pi)^0$.
答案:
(1)$-\frac{1}{2}$;
(2)-24
解析:
【分析】
本题考查实数的混合运算,解题思路如下:
(1) 第一问先根据算术平方根、立方根的性质分别化简每一个根式,再按照有理数的加减法则计算即可,注意$\sqrt{a^2}=|a|$,正数的立方根为正,负数的立方根为负。
(2) 第二问先分别计算乘方、立方根、负整数指数幂、零指数幂、算术平方根,再按照先乘除后加减的顺序计算,注意:仅$1$的偶次幂带负号时结果为负;非零数的负整数指数幂等于它的正指数幂的倒数;非零数的零指数幂等于$1$。
【解析】
(1) 先化简各根式:
$\sqrt{4}=2$,$\sqrt[3]{125}=5$,$\sqrt{(-3)^2}=\sqrt{9}=3$,$\sqrt[3]{\frac{1}{8}}=\frac{1}{2}$
代入原式计算:
$\begin{aligned}原式&=2 - 5 + 3 - \frac{1}{2}\\&=(2-5+3)-\frac{1}{2}\\&=0-\frac{1}{2}\\&=-\frac{1}{2}\end{aligned}$
(2) 先分别计算每一项:
$-1^{2024}=-1$;
$\sqrt[3]{-\frac{1}{27}}=-\frac{1}{3}$,故$(\sqrt[3]{-\frac{1}{27}})^{-3}=(-\frac{1}{3})^{-3}=(-3)^3=-27$;
$\sqrt{16}=4$,因为$2-π≠0$,故$(2-π)^0=1$,因此$\sqrt{16}÷(2-π)^0=4÷1=4$;
代入原式计算:
$\begin{aligned}原式&=-1 + (-27) + 4\\&=-28 + 4\\&=-24\end{aligned}$
【答案】
(1)$-\frac{1}{2}$;(2)$-24$
【知识点】
实数的运算;平方根与立方根化简;零指数幂与负整数指数幂
【点评】
本题属于实数运算的基础题型,解题核心是熟练掌握各类运算的法则,尤其要注意运算过程中的符号判断,避免因混淆运算法则(如$-1$的乘方、负指数幂的运算)出现错误。
【难度系数】
0.7
13. 已知实数a,b互为相反数,c,d互为倒数,x的绝对值为$\sqrt{2}$,求代数式$x^2+\sqrt{a+b}+\sqrt[3]{cd}$的值.
答案:由题意得$a+b=0,cd=1,x=\pm \sqrt{2}$,所以$x^{2}+\sqrt{a+b}+\sqrt[3]{cd}=2+0+1=3$
解析:
【分析】
解题时需先结合题干给出的条件,关联对应数学概念的性质:互为相反数的两个数和为0,互为倒数的两个数乘积为1,一个数的平方等于其绝对值的平方。我们先根据这些性质求出代数式中各部分的数值,再代入原式按实数运算规则计算即可得到结果。
【解析】
解:
∵a、b互为相反数,
∴$a+b=0$;
∵c、d互为倒数,
∴$cd=1$;
∵x的绝对值为$\sqrt{2}$,即$|x|=\sqrt{2}$,
∴$x^2=(\sqrt{2})^2=2$;
将上述值代入$x^2+\sqrt{a+b}+\sqrt[3]{cd}$得:
原式$=2+\sqrt{0}+\sqrt[3]{1}=2+0+1=3$。
【答案】
3
【知识点】
相反数的性质、倒数的性质、实数的运算
【点评】
本题属于基础类题目,重点考查对基础数学概念的理解与应用,只要熟练掌握相反数、倒数、绝对值的相关性质,代入计算即可快速求解。
【难度系数】
0.8
14. 推理能力·运算能力 先观察下列各式:
$\sqrt{1}= 1$;
$\sqrt{1+3}= \sqrt{4}= 2$;
$\sqrt{1+3+5}= \sqrt{9}= 3$;
$\sqrt{1+3+5+7}= \sqrt{16}= 4$.
(1)计算:$\sqrt{1+3+5+7+9+11}= $______;
(2)已知n为正整数,通过观察并归纳,请写出:$\sqrt{1+3+5+7+9+11+\dots+(2n-1)}= $______;
(3)应用上述结论,请计算$\sqrt{4+12+20+28+36+44+\dots+204}$的值.
答案:
(1)6;
(2)n;
(3)$\sqrt{4+12+20+28+36+44+\cdots +204}=$ $\sqrt{4× (1+3+5+\cdots +51)}=\sqrt{4× 26^{2}}=52$
解析:
【分析】
首先观察给出的式子可总结出规律:从1开始的连续k个奇数相加的和的算术平方根等于k。
(1)先数$\sqrt{1+3+5+7+9+11}$中连续奇数的个数,直接套用规律即可得到结果;
(2)$1+3+5+\dots+(2n-1)$是从1开始的n个连续奇数相加,直接套用规律即可得到结果;
(3)先观察被开方数的各个加数,提取公因数4将原式变形为$\sqrt{4×(1+3+5+\dots+51)}$,再计算括号内连续奇数的个数:令$2n-1=51$,解得$n=26$,即括号内是26个连续奇数相加,套用前面的结论计算算术平方根即可。
【解析】
(1) 观察已知式子可知,从1开始的连续奇数的和的算术平方根等于奇数的个数,1、3、5、7、9、11共6个连续奇数,因此$\sqrt{1+3+5+7+9+11}=6$;
(2) $1+3+5+\dots+(2n-1)$是从1开始的n个连续奇数相加,因此$\sqrt{1+3+5+7+9+11+\dots+(2n-1)}=n$;
(3) 对被开方数提取公因数4:
$4+12+20+\dots+204=4×1 + 4×3 + 4×5 + \dots +4×51=4×(1+3+5+\dots+51)$
令$2n-1=51$,解得$n=26$,即括号内是26个连续奇数相加,根据规律得$1+3+5+\dots+51=26^2$
因此原式=$\sqrt{4×26^2}=\sqrt{4}×\sqrt{26^2}=2×26=52$
【答案】
(1)6;(2)n;(3)52
【知识点】
算术平方根、数字规律探究、实数运算
【点评】
本题考查从特例中归纳普遍规律,再运用规律解决复杂运算的能力,解题核心是先找到从1开始的连续奇数和的算术平方根的规律,再将第三问的算式变形为符合规律的形式求解,能有效锻炼推理能力和运算能力。
【难度系数】
0.7