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Algebra · real student question

化简 (x² 的七次方根)/((1/2)y) 乘 (x² 的立方根)/(y² 的立方根) 乘 x/(y 的立方根) 乘 ((9/7) 乘 y/3 的平方根)/(5/x)。

Question

化简 x2712y×x23y23×xy3×97y35x.\frac{\sqrt[7]{x^2}}{\tfrac12 y}\times\frac{\sqrt[3]{x^2}}{\sqrt[3]{y^2}}\times\frac{x}{\sqrt[3]{y}}\times\frac{\tfrac97\sqrt{\tfrac{y}{3}}}{\tfrac5x}.

Step-by-step solution

  1. 先把每个根式都改写成分数指数。 用 amn=am/n\sqrt[n]{a^m}=a^{m/n}:x27=x2/7\sqrt[7]{x^2}=x^{2/7},x23=x2/3\sqrt[3]{x^2}=x^{2/3},y23=y2/3\sqrt[3]{y^2}=y^{2/3},y3=y1/3\sqrt[3]{y}=y^{1/3},以及 y3=y1/23\sqrt{\tfrac y3}=\tfrac{y^{1/2}}{\sqrt3}。要把不同次数的根式合到一起,指数形式是唯一好用的办法。

  2. 把分式里的分数系数清掉。 除以 12y\tfrac12 y 就是乘 2y\tfrac{2}{y},除以 5x\tfrac5x 就是乘 x5\tfrac x5:2x2/7y×x2/3y2/3×xy1/3×9x35⋅y1/23.\frac{2x^{2/7}}{y}\times\frac{x^{2/3}}{y^{2/3}}\times\frac{x}{y^{1/3}}\times\frac{9x}{35}\cdot\frac{y^{1/2}}{\sqrt3}. 注意第四个因子额外贡献了一个 xx,这一点很容易漏掉。

  3. 把数字系数收拢。 2×935=18352\times\tfrac{9}{35} = \tfrac{18}{35},那个 13\tfrac{1}{\sqrt3} 暂时留着:常数部分是 18353\dfrac{18}{35\sqrt3}。

  4. 把 x 的指数相加。 出现的幂有 x2/7x^{2/7}、x2/3x^{2/3}、x1x^1(第三个因子)和 x1x^1(来自第四个因子):27+23+1+1=621+1421+4221=6221.\frac27+\frac23+1+1 = \frac{6}{21}+\frac{14}{21}+\frac{42}{21} = \frac{62}{21}.

  5. 把 y 的指数相加。 分子提供 y1/2y^{1/2};各分母合起来提供 y1⋅y2/3⋅y1/3=y2y^{1}\cdot y^{2/3}\cdot y^{1/3} = y^{2}。于是 y1/2−2=y−3/2=1y3/2.y^{1/2-2} = y^{-3/2} = \frac{1}{y^{3/2}}.

  6. 把常数有理化并约简。 18353=183105=6335\dfrac{18}{35\sqrt3} = \dfrac{18\sqrt3}{105} = \dfrac{6\sqrt3}{35},所以 原式=63 x62/2135 y3/2.\text{原式} = \frac{6\sqrt3\,x^{62/21}}{35\,y^{3/2}}.

  7. 代数值检验。 取 x=2x=2、y=3y=3,原乘积算出来是 0.442300240.44230024,而 63⋅262/2135⋅33/2=0.44230024\dfrac{6\sqrt3\cdot 2^{62/21}}{35\cdot 3^{3/2}} = 0.44230024 —— 小数点后八位完全一致。

Answer

63 x62/2135 y3/2\frac{6\sqrt{3}\,x^{62/21}}{35\,y^{3/2}}

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