9. 仿照 $ 3x^2 - 9 = 3(x + \sqrt{3})(x - \sqrt{3}) $,将下列式子在实数范围内分解因式:
(1) $ 4x^4 - 1 = $
$(2x^{2}+1)(\sqrt{2}x + 1)(\sqrt{2}x - 1)$
;
(2) $ x^4 - 4x^2 + 4 = $
$(x+\sqrt{2})^{2}(x-\sqrt{2})^{2}$
。
答案:1. 对于$4x^{4}-1$:
首先利用平方差公式$a^{2}-b^{2}=(a + b)(a - b)$,这里$a = 2x^{2}$,$b = 1$,则$4x^{4}-1=(2x^{2})^{2}-1^{2}$。
根据平方差公式$(2x^{2})^{2}-1^{2}=(2x^{2}+1)(2x^{2}-1)$。
然后对$2x^{2}-1$再次使用平方差公式,此时$a=\sqrt{2}x$,$b = 1$,$2x^{2}-1=(\sqrt{2}x)^{2}-1^{2}$。
由平方差公式$(\sqrt{2}x)^{2}-1^{2}=(\sqrt{2}x + 1)(\sqrt{2}x - 1)$。
所以$4x^{4}-1=(2x^{2}+1)(\sqrt{2}x + 1)(\sqrt{2}x - 1)$。
2. 对于$x^{4}-4x^{2}+4$:
先利用完全平方公式$a^{2}-2ab + b^{2}=(a - b)^{2}$,这里$a=x^{2}$,$b = 2$,则$x^{4}-4x^{2}+4=(x^{2})^{2}-2× x^{2}×2 + 2^{2}$。
根据完全平方公式$(x^{2})^{2}-2× x^{2}×2 + 2^{2}=(x^{2}-2)^{2}$。
再对$x^{2}-2$使用平方差公式,此时$a=x$,$b=\sqrt{2}$,$x^{2}-2=x^{2}-(\sqrt{2})^{2}$。
由平方差公式$x^{2}-(\sqrt{2})^{2}=(x+\sqrt{2})(x - \sqrt{2})$。
所以$(x^{2}-2)^{2}=[(x+\sqrt{2})(x - \sqrt{2})]^{2}=(x+\sqrt{2})^{2}(x - \sqrt{2})^{2}$。
故答案依次为:$(2x^{2}+1)(\sqrt{2}x + 1)(\sqrt{2}x - 1)$;$(x+\sqrt{2})^{2}(x - \sqrt{2})^{2}$。
10. 无论 $ x $ 取任何实数,代数式 $ \sqrt{x^2 - 6x + m} $ 都有意义,则 $ m $ 的取值范围是
$m≥ 9$
。
答案:10. $m≥ 9$ 解析:$\sqrt{x^{2}-6x + m}=\sqrt{x^{2}-6x + 9 + m - 9}=\sqrt{(x - 3)^{2}+m - 9}$.$\because$无论$x$取任何实数,代数式$\sqrt{x^{2}-6x + m}$都有意义,$\therefore (x - 3)^{2}+m - 9≥ 0$.又$\because (x - 3)^{2}≥ 0$,$\therefore m - 9≥ 0$,解得$m≥ 9$.
解析:
要使代数式$\sqrt{x^2 - 6x + m}$无论$x$取任何实数都有意义,则被开方数$x^2 - 6x + m$必须恒大于等于$0$。
对$x^2 - 6x + m$进行配方:
$\begin{aligned}x^2 - 6x + m&=x^2 - 6x + 9 + m - 9\\&=(x - 3)^2 + m - 9\end{aligned}$
因为$(x - 3)^2 ≥ 0$,要使$(x - 3)^2 + m - 9 ≥ 0$恒成立,则$m - 9 ≥ 0$,解得$m ≥ 9$。
$m ≥ 9$
11. 若 $ x $, $ y $ 为实数,且 $ y = \frac{\sqrt{x^2 - 4} + \sqrt{4 - x^2} + 1}{x + 2} $,求 $ x + y - xy $ 的值。
答案:11. $\because y = \frac{\sqrt{x^{2}-4}+\sqrt{4 - x^{2}}+1}{x + 2}$,$\therefore x^{2}-4≥ 0$,$4 - x^{2}≥ 0$,$x + 2≠ 0$,解得$x = 2$,$\therefore y = \frac{1}{4}$,$\therefore x + y - xy = 2+\frac{1}{4}-2×\frac{1}{4}=\frac{7}{4}$.
解析:
$\because y = \frac{\sqrt{x^2 - 4} + \sqrt{4 - x^2} + 1}{x + 2}$,
$\therefore x^2 - 4 ≥ 0$,$4 - x^2 ≥ 0$,$x + 2 ≠ 0$,
解得$x = 2$,
$\therefore y = \frac{\sqrt{2^2 - 4} + \sqrt{4 - 2^2} + 1}{2 + 2} = \frac{0 + 0 + 1}{4} = \frac{1}{4}$,
$\therefore x + y - xy = 2 + \frac{1}{4} - 2 × \frac{1}{4} = 2 + \frac{1}{4} - \frac{1}{2} = \frac{8}{4} + \frac{1}{4} - \frac{2}{4} = \frac{7}{4}$.
12. 阅读下面的解题过程,并回答问题。
化简: $ (\sqrt{1 - 3x})^2 - 1 - x $。
解: $ \because 1 - 3x ≥ 0 $, $ \therefore x ≤ \frac{1}{3} $, $ \therefore 1 - x > 0 $,
$ \therefore $ 原式 $ = (1 - 3x) - (1 - x) = 1 - 3x - 1 + x = -2x $。
按照上面的解法,解决下列问题。
(1)化简: $ (\sqrt{2x + 5})^2 - (\sqrt{2 - x})^2 + x - 3 $;
(2)若 $ x $ 满足 $ 2025 - x + \sqrt{x - 2026} = x $,求 $ x - 2025^2 $ 的值。
答案:12. (1)$\because 2x + 5≥ 0$且$2 - x≥ 0$,$\therefore -\frac{5}{2}≤ x≤ 2$,$\therefore$原式$=\vert 2x + 5\vert-\vert 2 - x\vert+\vert x - 3\vert = 2x + 5-(2 - x)+(3 - x)=2x + 6$.
(2)$\because x - 2026≥ 0$,$\therefore x≥ 2026$,$\therefore 2025 - x<0$,$\therefore$原式$=x - 2025+\sqrt{x - 2026}=x$,$\therefore \sqrt{x - 2026}=2025$.两边同时平方得,$x - 2026 = 2025^{2}$,$\therefore x - 2025^{2}=2026$.
13. (1)已知实数 $ m $, $ n $ 满足 $ 4 - 2m + (n - 2)^2 + \sqrt{(m - 2)n^2} = 2m - 4 $,求 $ m + n $ 的值;
(2)若 $ a $, $ b $, $ m $ 满足如下关系式: $ \sqrt{3a - b - m - 4} + \sqrt{a + b - 2025} = 3\sqrt{2025 - a - b} - 2\sqrt{-a + 3b - m} $,求 $ m - 2027 $ 的平方根。
答案:13. (1)原式可化为$\vert 4 - 2m\vert+4 - 2m+(n - 2)^{2}+\sqrt{(m - 2)n^{2}} = 0$.$\because m - 2≥ 0$,$\therefore m≥ 2$,$\therefore 4 - 2m≤ 0$,$\therefore$原式$=(n - 2)^{2}+\sqrt{(m - 2)n^{2}} = 0$.$\because (n - 2)^{2}≥ 0$,$\sqrt{(m - 2)n^{2}}≥ 0$,$\therefore \{\begin{array}{l}(n - 2)^{2}=0\\\sqrt{(m - 2)n^{2}} = 0\end{array} $即$\{\begin{array}{l}n = 2\\m = 2\end{array} $,$\therefore m + n = 2 + 2 = 4$.
(2)根据题意得,$a + b - 2025≥ 0$,$2025 - a - b≥ 0$,$\therefore a + b = 2025$,$\therefore$原式可化为$\sqrt{3a - b - m - 4}+2\sqrt{-a + 3b - m}=0$,$\therefore \{\begin{array}{l}3a - b - m - 4 = 0\\-a + 3b - m = 0\end{array} $,两式相加得$2a + 2b - 2m - 4 = 0$,$\therefore a + b = m + 2$,$\therefore m + 2 = 2025$,解得$m = 2023$,$\therefore \vert m - 2027\vert = 4$,$\therefore \vert m - 2027\vert$的平方根,即为4的平方根,为$\pm 2$.