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雙根號

雙根號就是根號裡面還包著另一個根號,例如 √(5 + 2√6)。化簡的方法是找兩個數,它們加起來等於 5、乘起來等於 6,這兩個數是 3 和 2,所以 √(5 + 2√6) = √3 + √2。中間是減號時,要用大的數減小的數,例如 √(5 − 2√6) = √3 − √2。

雙重根號化簡會用到國二學的乘法公式。108 課綱規定這類要用乘法公式化簡的根式,等學完乘法公式再處理,所以它屬於國二根式化簡比較進階的題型;高一的課程還會再學根式的運算。根號的基本運算先看根號運算規則。

先看重點

  • 公式:√(a + b + 2√(ab)) = √a + √b,√(a + b − 2√(ab)) = √a − √b,a ≥ b。
  • 找兩個數,加起來的和是根號外面的數,乘起來的積是根號裡面的數。
  • 根號前面的係數一定要先變成 2,不是 2 就先調整。
  • 找不到這樣的兩個數,就不能化簡成兩個根號相加或相減。

雙重根號化簡公式

這裡面的 a 和 b 都是正數。如果用減號,就要讓 a 大於或等於 b。這個公式其實是把乘法公式倒過來用:(√a + √b)² = a + 2√(ab) + b。兩邊再一起開根號,就能得到第一個公式了。

用減號時,一定要用大的數減小的數,因為根號開出來的結果不能是負數。舉例來說,√3 − √2 是正數,但 √2 − √3 是負數。所以 √(5 − 2√6) 只能等於 √3 − √2。

加號√(a + b + 2√(ab)) = √a + √b例如 √(5 + 2√6) = √3 + √2
減號√(a + b − 2√(ab)) = √a − √ba ≥ b,例如 √(7 − 2√10) = √5 − √2
公式從哪裡來(√a ± √b)² = a + b ± 2√(ab)和的平方、差的平方公式

雙根號化簡例題

解題步驟固定分三步:先確認根號前面的係數是不是 2,再去找兩數的和與積,最後寫成兩個根號相加或相減。找那兩個數時,從積的因數(就是能整除積的數)去試,速度最快。

例 1把 √(5 + 2√6) 變簡單

  1. 找兩個數:加起來是 5,乘起來是 6
  2. 3 + 2 = 5,3 × 2 = 6
  3. √(5 + 2√6) = √3 + √2

答:√3 + √2

例 2把 √(7 − 2√10) 變簡單

  1. 加起來是 7,乘起來是 10:5 + 2 = 7,5 × 2 = 10
  2. 用減號,拿大的數減小的數:√5 − √2

答:√5 − √2

例 3把 √(4 + 2√3) 變簡單

  1. 兩個數加起來是 4,乘起來是 3:3 + 1 = 4,3 × 1 = 3
  2. √(4 + 2√3) = √3 + √1 = √3 + 1

答:√3 + 1

例 4把 √(8 − √60) 變簡單

  1. 先讓係數變成 2:√60 = √(4 × 15) = 2√15
  2. 我們來看 √(8 − 2√15)。裡面有兩個數字,它們加起來要等於 8,乘起來要等於 15。你可以試試看,5 加 3 剛好是 8,5 乘 3 也剛好是 15。
  3. = √5 − √3

答:√5 − √3

例 5請把 √(11 − 6√2) 變得簡單一點。

  1. 把 6√2 改寫成 2 × 3√2 = 2√18
  2. 現在看 √(11 − 2√18)。裡面兩個數字加起來要等於 11,乘起來要等於 18。你試試看,9 加 2 是 11,9 乘 2 是 18。
  3. = √9 − √2 = 3 − √2

答:3 − √2

根號前的係數不是 2 怎麼辦

如果裡面的根號前面是 1,例如 √(2 + √3),沒辦法直接寫成 2√ 的樣子,可以把根號裡乘以 2 再除以 2,也就是把整個式子寫成 √((4 + 2√3)/2)。分子 4 + 2√3 就能用公式化簡,最後再做分母有理化。

如果係數是 4、6 這種偶數,就把一半的係數放進根號裡,例如 4√5 = 2 × 2√5 = 2√20。

例 1化簡 √(2 + √3)

  1. √(2 + √3) = √((4 + 2√3)/2) = √(4 + 2√3) / √2
  2. √(4 + 2√3) = √3 + 1,所以原式 = (√3 + 1)/√2
  3. 分子分母同乘 √2:(√6 + √2)/2

答:(√6 + √2)/2

例 2化簡 √(9 + 4√5)

  1. 4√5 = 2 × 2√5 = 2√20
  2. √(9 + 2√20):和是 9,積是 20,5 + 4 = 9,5 × 4 = 20
  3. = √5 + √4 = √5 + 2

答:√5 + 2

常見雙根號化簡結果

化簡完可以用近似值檢查:左右兩邊算出來要一樣。下表的近似值四捨五入到小數第四位,可以用根號計算機算出每個根號再加減驗證。

雙根號化簡結果近似值
√(3 + 2√2)√2 + 12.4142
√(3 − 2√2)√2 − 10.4142
√(4 + 2√3)√3 + 12.7321
√(4 − 2√3)√3 − 10.7321
√(5 + 2√6)√3 + √23.1463
√(5 − 2√6)√3 − √20.3178
√(6 + 2√5)√5 + 13.2361
√(7 + 2√10)√5 + √23.6503
√(8 + 2√15)√5 + √33.9681

√(3 + 2√2) 的和是 3、積是 2,兩個數是 2 和 1;√1 = 1,所以結果寫成 √2 + 1。

哪些雙重根號不能化簡

不是每個雙根號都能拆開。以 √(3 + 2√5) 為例,我們要找兩個數,它們加起來是 3、乘起來是 5。可是,加起來是 3 的正整數只有 1 和 2,它們乘起來是 2,不是 5。就算換成分數或小數也找不到,因為兩個數加起來是 3 時,它們乘起來的最大值只有 1.5 × 1.5 = 2.25,比 5 小。這種雙根號就只能保留原樣,或用計算機算出大約的數值。

考試題目通常會設計成找得到兩個整數的情形。如果試了積的所有因數組合都湊不出和,先回頭檢查係數有沒有變成 2,再檢查是不是抄錯題目。

常見問題

雙重根號化簡公式是什麼?

√(a + b + 2√(ab)) = √a + √b,√(a + b − 2√(ab)) = √a − √b,其中 a ≥ b。例如 √(5 + 2√6) = √3 + √2。

雙根號怎麼化簡?

先讓裡面根號前的係數變成 2,再找兩個數,讓它們加起來等於根號外面的數、乘起來等於根號裡面的數,最後寫成兩個根號相加或相減。如果是減號,要記得用大的數減小的數。

雙根號是國中還是高中教?

雙重根號化簡要用到國二學的乘法公式。108 課綱寫明這類根式等學完乘法公式再處理,屬於國二根式化簡的進階題型。高一的課程還會再學根式的運算。

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