1. 已知$a=\sqrt{2},b=\sqrt[3]{3}$,则a与b的大小关系是(
A
)
A.$a < b$
B.$a > b$
C.$a = b$
D.无法确定
答案:1. A
解析:
【分析】
要比较根指数不同的两个正无理数的大小,直接估算近似值容易出现误差,可采用乘方法解题:由于a、b均为正数,将二者同时乘两个根指数的最小公倍数次幂,即可消去根号转化为有理数比较大小,且正数的同次正整数幂越大,对应的原数也越大。本题中根指数2和3的最小公倍数是6,因此计算a、b的6次方后比较结果即可判断大小。
【解析】
解:已知$a=\sqrt{2}>0$,$b=\sqrt[3]{3}>0$,分别计算二者的6次方:
$a^6=(\sqrt{2})^6=[(\sqrt{2})^2]^3=2^3=8$
$b^6=(\sqrt[3]{3})^6=[(\sqrt[3]{3})^3]^2=3^2=9$
因为$8<9$,即$a^6 < b^6$,结合正数同次幂越大原数越大的性质,可得$a < b$。
故选A。
【答案】
A
【知识点】
实数大小比较;根式乘方运算;幂的运算性质
【点评】
本题是实数大小比较的典型题型,解题核心是将不同根指数的无理数通过乘方转化为有理数比较,规避了估算的误差,掌握该通法可快速解决同类型问题。
【难度系数】
0.7
2. 比较大小:$\sqrt{10}$
>
$\sqrt[3]{30}$.(填“>”“<”或“=”)
答案:2. >
解析:
【分析】
要比较两个次数不同的正无理数的大小,可通过乘方将其转化为次数相同的幂再比较。由于2和3的最小公倍数是6,因此可将两个数分别进行6次方运算,因为正数的偶次幂仍为正数,且幂越大对应的原正数越大,只需比较6次方后的结果即可判断原数的大小。
【解析】
∵ $\sqrt{10}>0$,$\sqrt[3]{30}>0$
分别计算两个数的6次方:
$(\sqrt{10})^6 = [(\sqrt{10})^2]^3 = 10^3 = 1000$
$(\sqrt[3]{30})^6 = [(\sqrt[3]{30})^3]^2 = 30^2 = 900$
∵ $1000>900$,即 $(\sqrt{10})^6 > (\sqrt[3]{30})^6$
∴ $\sqrt{10} > \sqrt[3]{30}$
【答案】
>
【知识点】
1. 实数大小比较
2. 乘方的运算性质
【点评】
本题是实数大小比较的常见题型,核心解题思路是通过乘方将不同次根式转化为同次幂,利用正数的乘方性质比较大小,掌握“化同次”的技巧即可快速解决此类问题。
【难度系数】
0.7
3. 比较$-\sqrt{3}-1$与$-\sqrt{5}-2$的大小.
答案:3. 因为$|-\sqrt{3}-1|=\sqrt{3}+1,|-\sqrt{5}-2|=\sqrt{5}+2,$且$\sqrt{3}<\sqrt{5},1<2,$所以$\sqrt{3}+1<\sqrt{5}+2.$ 所以$-\sqrt{3}-1>-\sqrt{5}-2.$
解析:
【分析】
要比较两个负数的大小,依据“两个负数比较大小,绝对值大的反而小”的规则解题:第一步先分别求出两个负数的绝对值,第二步比较两个绝对值的大小,第三步根据规则反推原负数的大小。首先负数的绝对值是它的相反数,可直接化简两个数的绝对值;再比较两个正的绝对值的大小,结合$\sqrt{3}<\sqrt{5}$、$1<2$即可判断两个和的大小;最后依据负数比大小的规则得出最终结果。
【解析】
解:根据两个负数比较大小,绝对值大的反而小,计算得:
$\left|-\sqrt{3}-1\right|=\sqrt{3}+1$,
$\left|-\sqrt{5}-2\right|=\sqrt{5}+2$,
∵ $\sqrt{3}<\sqrt{5}$,$1<2$,
∴ $\sqrt{3}+1<\sqrt{5}+2$,
∴ $-\sqrt{3}-1>-\sqrt{5}-2$。
【答案】
$-\sqrt{3}-1>-\sqrt{5}-2$
【知识点】
1. 负数比较大小 2. 绝对值的性质 3. 实数大小比较
【点评】
本题是实数大小比较的基础题型,解题核心是掌握负数比较大小的法则,正确化简负数的绝对值即可快速求解,解题时注意不要混淆负数大小和绝对值大小的对应关系。
【难度系数】
0.8
4. 比较$\sqrt{6-a}$与$\sqrt[3]{a-7}$的大小.
答案:4. 由题意,得$6-a≥0,$所以$a≤6,$即$a-7<0.$ 所以$\sqrt{6-a}≥0,\sqrt[3]{a-7}<0,$即$\sqrt{6-a}>\sqrt[3]{a-7}.$
解析:
【分析】
要比较两个含字母的根式的大小,首先从根式有意义的条件入手:算术平方根的被开方数必须是非负数,因此先根据$\sqrt{6-a}$有意义求出$a$的取值范围;再根据$a$的取值范围判断两个根式的正负性,最后利用“正数大于一切负数”的规则即可得出大小关系。
【解析】
解:根据二次根式有意义的条件,被开方数为非负数,可得:
$6-a≥ 0$
解得 $a≤ 6$
$\therefore a-7≤ 6-7=-1<0$
根据算术平方根的性质,$\sqrt{6-a}≥ 0$;
根据立方根的性质,负数的立方根是负数,可得$\sqrt[3]{a-7}<0$
$\because$ 正数大于一切负数
$\therefore \sqrt{6-a}>\sqrt[3]{a-7}$
【答案】
$\sqrt{6-a}>\sqrt[3]{a-7}$
【知识点】
二次根式有意义的条件;立方根的性质;实数大小比较
【点评】
本题无需复杂运算,解题核心是先利用二次根式的非负性确定字母的取值范围,再结合立方根的符号特征判断两个代数式的正负,通过正数大于负数的规则快速比较大小,注重对根式基本性质的灵活运用。
【难度系数】
0.8
5. 比较大小:$\sqrt{10}+2$
<
$\sqrt{65}-2$.
(填“>”“<”或“=”)
答案:5. < 解析: 因为$\sqrt{10}<4,\sqrt{65}>8,$所以$\sqrt{10}+2<6,$$\sqrt{65}-2>6,$即$\sqrt{10}+2<\sqrt{65}-2.$
解析:
【分析】
遇到含无理数的代数式比较大小的问题,可先通过已知的平方数估算无理数的整数范围,再推导两个代数式的取值范围,找到合适的中间量即可间接比较二者大小。首先回忆平方数可知$3^2=9$、$4^2=16$,可得$\sqrt{10}$在3到4之间,进而得到$\sqrt{10}+2$的取值上限;再由$8^2=64$、$9^2=81$,可得$\sqrt{65}$在8到9之间,进而得到$\sqrt{65}-2$的取值下限,最后以6为中间量即可比较两个式子的大小。
【解析】
解:
∵$3^2=9$,$4^2=16$,且$9<10<16$
∴$3<\sqrt{10}<4$
∴$\sqrt{10}+2 < 4+2=6$
又
∵$8^2=64$,$9^2=81$,且$64<65<81$
∴$8<\sqrt{65}<9$
∴$\sqrt{65}-2 > 8-2=6$
因此$\sqrt{10}+2 < 6 < \sqrt{65}-2$,即$\sqrt{10}+2 < \sqrt{65}-2$。
【答案】
<
【知识点】
无理数的估算;实数的大小比较
【点评】
本题是实数比较大小的基础题型,解题关键是准确估算出无理数相邻的两个整数,选取合适的中间量作为参照,即可快速得出大小关系。
【难度系数】
0.7
6. 比较大小:$1+\dfrac{1}{\sqrt{2}}+\dfrac{1}{\sqrt{3}}$与$\sqrt{3}$。
答案:6. 因为$\sqrt{2}<2,\sqrt{3}<2,$所以$\dfrac{1}{\sqrt{2}}>\dfrac{1}{2},\dfrac{1}{\sqrt{3}}>\dfrac{1}{2},$即$1+\dfrac{1}{\sqrt{2}}+\dfrac{1}{\sqrt{3}}>1+\dfrac{1}{2}+\dfrac{1}{2}=2.$ 所以$1+\dfrac{1}{\sqrt{2}}+\dfrac{1}{\sqrt{3}}>\sqrt{3}.$
解析:
【分析】
要比较两个含无理数的式子的大小,可采用放缩法简化计算:首先观察到式中$\sqrt{2}$、$\sqrt{3}$都是小于2的正无理数,根据正数的倒数随原数增大而减小的规律,可得到两个分数项都大于$\frac{1}{2}$,先求出左边式子的取值下界,再将这个下界和$\sqrt{3}$比较即可得出结论。
【解析】
解:$\because \sqrt{2}<2$,$\sqrt{3}<2$,且$\sqrt{2}$、$\sqrt{3}$均为正数,
$\therefore \dfrac{1}{\sqrt{2}}>\dfrac{1}{2}$,$\dfrac{1}{\sqrt{3}}>\dfrac{1}{2}$,
$\therefore 1+\dfrac{1}{\sqrt{2}}+\dfrac{1}{\sqrt{3}}>1+\dfrac{1}{2}+\dfrac{1}{2}=2$,
又$\because \sqrt{3}<2$,
$\therefore 1+\dfrac{1}{\sqrt{2}}+\dfrac{1}{\sqrt{3}}>\sqrt{3}$。
【答案】
$1+\dfrac{1}{\sqrt{2}}+\dfrac{1}{\sqrt{3}}>\sqrt{3}$
【知识点】
1. 实数大小比较
2. 无理数估算
3. 不等式的性质
【点评】
本题考查实数大小比较的技巧,无需精确计算无理数的数值,通过合理放缩构造中间量即可快速解题,能有效锻炼学生的数感以及灵活运用不等式解决问题的能力。
【难度系数】
0.7
7. 新趋势 情境素材 “作差法”是数学中常用的比较两个数大小的方法.若 $a - b > 0$,则 $a > b$;若 $a - b = 0$,则 $a = b$;若 $a - b < 0$,则 $a < b$.
例:比较 $\sqrt{10} - 2$ 和 2 的大小.
由“作差法”,得 $\sqrt{10} - 2 - 2 = \sqrt{10} - 4$. 因为 $\sqrt{9} < \sqrt{10} < \sqrt{16}$,所以 $3 < \sqrt{10} < 4$. 所以 $\sqrt{10} - 4 < 0$,即 $\sqrt{10} - 2 < 2$.
请你根据上面的方法解答下列问题:
(1) 比较 $\sqrt{5} - 1$ 和 1 的大小;
(2) 比较 $\sqrt{17} + 1$ 和 7 的大小.
答案:7. (1) 由“作差法”,得$\sqrt{5}-1-1=\sqrt{5}-2.$ 因为$\sqrt{4}<\sqrt{5}<\sqrt{9},$所以$2<\sqrt{5}<3.$ 所以$\sqrt{5}-2>0,$即$\sqrt{5}-1>1.$
(2) 由“作差法”,得$\sqrt{17}+1-7=\sqrt{17}-6.$ 因为$\sqrt{16}<\sqrt{17}<\sqrt{25},$所以$4<\sqrt{17}<5.$ 所以$\sqrt{17}-6<0,$即$\sqrt{17}+1<7.$
解析:
【分析】
本题要求利用材料给出的作差法比较含无理数的实数大小,解题思路分三步:第一步对要比较的两个数作差,第二步估算差中无理数的取值范围,判断差的正负性,第三步根据作差法的判断规则确定两个数的大小关系。
【解析】
(1) 由“作差法”,得$\sqrt{5}-1-1=\sqrt{5}-2$。因为$\sqrt{4}<\sqrt{5}<\sqrt{9}$,所以$2<\sqrt{5}<3$。所以$\sqrt{5}-2>0$,即$\sqrt{5}-1>1$。
(2) 由“作差法”,得$\sqrt{17}+1-7=\sqrt{17}-6$。因为$\sqrt{16}<\sqrt{17}<\sqrt{25}$,所以$4<\sqrt{17}<5$。所以$\sqrt{17}-6<0$,即$\sqrt{17}+1<7$。
【答案】
(1) $\sqrt{5}-1>1$;(2) $\sqrt{17}+1<7$
【知识点】
作差法比较大小,无理数的估算
【点评】
本题属于材料阅读类基础题,需要先理解题干给出的作差法规则,再结合无理数估算的知识判断差的正负即可得出结论,侧重考查信息提取能力和基础应用能力。
【难度系数】
0.8
8. 观察下列一组等式,再解答问题:
$(\sqrt{2}+1)(\sqrt{2}-1)=1, (\sqrt{3}+\sqrt{2})×(\sqrt{3}-\sqrt{2})=1, (\sqrt{4}+\sqrt{3})(\sqrt{4}-\sqrt{3})=1, (\sqrt{5}+\sqrt{4})(\sqrt{5}-\sqrt{4})=1,···.$
(1)利用上面的规律,计算:$( \frac{1}{\sqrt{2}+1} + \frac{1}{\sqrt{3}+\sqrt{2}} + \frac{1}{\sqrt{4}+\sqrt{3}} + \frac{1}{\sqrt{5}+\sqrt{4}} + ··· + \frac{1}{\sqrt{2027}+\sqrt{2026}} )×(\sqrt{2027}+1);$
(2)利用上面的规律,比较$\sqrt{11}-\sqrt{10}$与$\sqrt{12}-\sqrt{11}$的大小.
答案:8. (1) 由规律易知$\dfrac{1}{\sqrt{n+1}+\sqrt{n}}=\sqrt{n+1}-\sqrt{n}$($n$为正整数). 所以原式$=[(\sqrt{2}-1)+(\sqrt{3}-\sqrt{2})+(\sqrt{4}-\sqrt{3})+\dots+(\sqrt{2027}-\sqrt{2026})]×(\sqrt{2027}+1)=(\sqrt{2027}-1)×(\sqrt{2027}+1)=2026.$
(2) 因为$\dfrac{1}{\sqrt{11}-\sqrt{10}}=\sqrt{11}+\sqrt{10},\dfrac{1}{\sqrt{12}-\sqrt{11}}=\sqrt{12}+\sqrt{11},$且$\sqrt{11}+\sqrt{10}<\sqrt{12}+\sqrt{11},$所以$\dfrac{1}{\sqrt{11}-\sqrt{10}}<\dfrac{1}{\sqrt{12}-\sqrt{11}},$即$\sqrt{11}-\sqrt{10}>\sqrt{12}-\sqrt{11}.$
解析:
【分析】
首先观察给出的等式,可发现规律:两个连续非负整数的算术平方根的和与差的乘积为1,符合平方差公式$(a+b)(a-b)=a^2-b^2$,二者互为有理化因式。
(1)对于计算式,先对每个分式进行分母有理化,利用发现的规律将每一项转化为两个根式的差,相加后中间项会相互抵消,仅剩余首尾两项,再结合平方差公式计算最终结果即可。
(2)直接比较两个根式差的大小难度较大,可通过比较倒数的大小判断:对于正数,倒数越大,原数越小。先对两个数的倒数进行有理化,转化为根式和的形式后比较大小,再反推原数的大小关系。
【解析】
(1)由题中等式规律可得:$\dfrac{1}{\sqrt{n+1}+\sqrt{n}}=\sqrt{n+1}-\sqrt{n}$($n$为正整数)。
将原式中每一项按上述规律变形:
$\begin{aligned}\mathrm{原式}&=[(\sqrt{2}-1)+(\sqrt{3}-\sqrt{2})+(\sqrt{4}-\sqrt{3})+\dots+(\sqrt{2027}-\sqrt{2026})]×(\sqrt{2027}+1)\\&=(\sqrt{2027}-1)×(\sqrt{2027}+1)\\&=(\sqrt{2027})^2 - 1^2\\&=2027 - 1\\&=2026\end{aligned}$
(2)先分别求两个数的倒数并有理化:
$\dfrac{1}{\sqrt{11}-\sqrt{10}}=\dfrac{\sqrt{11}+\sqrt{10}}{(\sqrt{11}-\sqrt{10})(\sqrt{11}+\sqrt{10})}=\sqrt{11}+\sqrt{10}$,
$\dfrac{1}{\sqrt{12}-\sqrt{11}}=\dfrac{\sqrt{12}+\sqrt{11}}{(\sqrt{12}-\sqrt{11})(\sqrt{12}+\sqrt{11})}=\sqrt{12}+\sqrt{11}$。
因为$\sqrt{11}+\sqrt{10} < \sqrt{12}+\sqrt{11}$,且$\sqrt{11}-\sqrt{10}>0$,$\sqrt{12}-\sqrt{11}>0$,正数的倒数越大,原数越小,所以$\sqrt{11}-\sqrt{10} > \sqrt{12}-\sqrt{11}$。
【答案】
(1)$\boxed{2026}$;(2)$\boxed{\sqrt{11}-\sqrt{10} > \sqrt{12}-\sqrt{11}}$
【知识点】
分母有理化,平方差公式,实数大小比较
【点评】
本题是规律探究类的二次根式运算题,核心是通过平方差公式实现二次根式的有理化变形,第一问用到的裂项相消是二次根式简便运算的常用技巧,第二问的倒数法是比较根式差大小的典型方法,熟练掌握上述方法可大幅提升同类题的解题效率。
【难度系数】
0.7