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Algebra · real student question

用乘法法则化简 √(x³),其中字母表示非负实数。

Question

用乘法法则化简下面的表达式,其中字母表示非负实数。

x3\sqrt{x^{3}}

Step-by-step solution

  1. 先弄清根式的「化简完成」是什么意思。 一个平方根算化简完成,标准是根号下再也没有完全平方因式。指数 33 是奇数,整块出不来——但它里面最大的偶次部分可以出来。整道题的思路就是这一句:把藏在 x3x^{3} 里的最大完全平方拆出来。

  2. 把被开方式写成「完全平方 × 剩余部分」。 因为 3=2+13=2+1,

    x3=x2⋅x⟹x3=x2⋅xx^{3}=x^{2}\cdot x\qquad\Longrightarrow\qquad \sqrt{x^{3}}=\sqrt{x^{2}\cdot x}

  3. 用根式的乘法法则。 对非负的 aa、bb,

    ab=a⋅b\sqrt{ab}=\sqrt{a}\cdot\sqrt{b}

    所以

    x2⋅x=x2⋅x\sqrt{x^{2}\cdot x}=\sqrt{x^{2}}\cdot\sqrt{x}

    题目里「非负」这个前提,正是允许这样拆开的依据。

  4. 把完全平方那一项开出来。 一般来说 x2=∣x∣\sqrt{x^{2}}=|x|,但题目已声明 x≥0x\geq 0,绝对值就不必要了:

    x2=x\sqrt{x^{2}}=x

    于是

    x3=xx\sqrt{x^{3}}=x\sqrt{x}

  5. 确认已经最简,并取值验算。 剩下的被开方式是一次的 xx,不含完全平方因式,所以到此为止。数值上看:x=9x=9 时原式是 729=27\sqrt{729}=27,化简式是 99=9⋅3=279\sqrt{9}=9\cdot 3=27;x=2x=2 时两边都给出 8=22≈2.8284\sqrt{8}=2\sqrt{2}\approx 2.8284。

Answer

xxx\sqrt{x}

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