Căn bậc hai của một số không âm $a$ là một số $x$ sao cho $x^2 = a$.
Căn bậc hai số học: Với số $a$ không âm, số $\sqrt{a}$ được gọi là căn bậc hai số học của $a$.
Biểu thức $\sqrt{A}$ được xác định (có nghĩa) khi và chỉ khi biểu thức $A$ lấy giá trị không âm, tức là:
$$ A \ge 0 $$Hằng đẳng thức quan trọng nhất của căn bậc hai:
$$ \sqrt{A^2} = |A| = \begin{cases} A & \text{khi } A \ge 0 \\ -A & \text{khi } A < 0 \end{cases} $$Ví dụ 1: Tìm các căn bậc hai của 16. Căn bậc hai số học của 16 là bao nhiêu?
Giải:
Các căn bậc hai của 16 là $4$ và $-4$ (vì $4^2 = 16$ và $(-4)^2 = 16$).
Căn bậc hai số học của 16 là $\sqrt{16} = 4$.
Ví dụ 2: Rút gọn các biểu thức sau:
a) $\sqrt{(5)^2}$
b) $\sqrt{(-5)^2}$
c) $\sqrt{(1-\sqrt{2})^2}$
Giải:
Áp dụng hằng đẳng thức $\sqrt{A^2} = |A|$:
a) $\sqrt{(5)^2} = |5| = 5$.
b) $\sqrt{(-5)^2} = |-5| = 5$.
c) Ta có $1 < \sqrt{2}$ nên $1-\sqrt{2} < 0$. Do đó:
$\sqrt{(1-\sqrt{2})^2} = |1-\sqrt{2}| = -(1-\sqrt{2}) = \sqrt{2}-1$.
Ví dụ 3: Tìm $x$ để biểu thức $\sqrt{3x-12}$ có nghĩa.
Giải:
Biểu thức $\sqrt{3x-12}$ có nghĩa khi $3x-12 \ge 0$.
$3x \ge 12 \iff x \ge 4$.
Vậy với $x \ge 4$ thì biểu thức đã cho có nghĩa.
Lỗi: Viết $\sqrt{A^2} = A$ một cách máy móc mà không xét dấu của A.
Ví dụ sai: $\sqrt{(x-5)^2} = x-5$.
Khắc phục: Luôn nhớ $\sqrt{A^2} = |A|$. Phải viết $\sqrt{(x-5)^2} = |x-5|$ rồi mới xét dấu để bỏ trị tuyệt đối.
Lỗi: Thực hiện phép tính với căn của số âm, ví dụ $\sqrt{-9}$.
Khắc phục: Ghi nhớ rằng trong tập số thực, chỉ có số không âm mới có căn bậc hai. Biểu thức $\sqrt{A}$ chỉ xác định khi $A \ge 0$.
Lỗi: Khi đề bài yêu cầu tìm "các căn bậc hai" của 25, chỉ trả lời là 5.
Khắc phục: Đọc kỹ đề. "Các căn bậc hai" của một số dương bao gồm cả giá trị dương và âm. "Căn bậc hai số học" (hoặc ký hiệu $\sqrt{...}$) chỉ ám chỉ giá trị không âm.
Bài 1: Tính giá trị của biểu thức $A = \sqrt{121} - \sqrt{(-10)^2}$.
$A = 11 - |-10| = 11 - 10 = 1$.
Bài 2: Rút gọn biểu thức $B = \sqrt{(2\sqrt{3}-4)^2} + 2\sqrt{3}$.
Ta có $2\sqrt{3} = \sqrt{12}$ và $4 = \sqrt{16}$. Vì $\sqrt{12} < \sqrt{16}$ nên $2\sqrt{3}-4 < 0$.
$B = |2\sqrt{3}-4| + 2\sqrt{3} = -(2\sqrt{3}-4) + 2\sqrt{3} = -2\sqrt{3}+4+2\sqrt{3} = 4$.
Bài 3: Tìm $x$, biết $\sqrt{x} = 5$.
Điều kiện: $x \ge 0$.
$\sqrt{x} = 5 \iff (\sqrt{x})^2 = 5^2 \iff x=25$.
Giá trị $x=25$ thỏa mãn điều kiện. Vậy $x=25$.
Bài 1: Rút gọn biểu thức $C = \sqrt{16x^2y^4}$ với $x < 0$.
$C = \sqrt{(4xy^2)^2} = |4xy^2|$.
Vì $4 > 0$ và $y^2 \ge 0$, dấu của biểu thức trong trị tuyệt đối phụ thuộc vào $x$.
Do $x < 0$, nên $4xy^2 \le 0$.
Vậy, $|4xy^2| = -4xy^2$.
Bài 2: Giải phương trình $\sqrt{4x^2 - 4x + 1} = 7$.
Phương trình tương đương:
$\sqrt{(2x-1)^2} = 7$
$|2x-1| = 7$
Xảy ra hai trường hợp:
1) $2x-1 = 7 \implies 2x = 8 \implies x = 4$.
2) $2x-1 = -7 \implies 2x = -6 \implies x = -3$.
Vậy phương trình có hai nghiệm là $x=4$ và $x=-3$.