Bài 3 trang 56 SGK Toán 9 Tập 1 Chân trời sáng tạo là bài tập nâng cao về kỹ thuật trục căn thức ở mẫu (rationalizing the denominator) bằng cách sử dụng biểu thức liên hợp. Khi mẫu số có dạng tổng hoặc hiệu của một số hạng chứa căn và một số hạng khác (dạng $A \pm \sqrt{B}$ hoặc $\sqrt{A} \pm \sqrt{B}$), ta nhân cả tử và mẫu với biểu thức liên hợp để sử dụng hằng đẳng thức ${(X - Y)(X + Y) = X^2 - Y^2}$, từ đó loại bỏ căn thức ở mẫu.
Trục căn thức ở mẫu các biểu thức sau:
a) $\frac{4}{\sqrt{13} - 3}$
b) $\frac{10}{5 + 2\sqrt{5}}$
c) $\frac{\sqrt{a} - \sqrt{b}}{\sqrt{a} + \sqrt{b}}$ với $a > 0; b > 0, a \ne b$.
Biểu thức liên hợp của $X+Y$ là $X-Y$ và ngược lại.
Câu a: Mẫu là $\sqrt{13} - 3$, biểu thức liên hợp là $\sqrt{13} + 3$.
Câu b: Mẫu là $5 + 2\sqrt{5}$, biểu thức liên hợp là $5 - 2\sqrt{5}$.
Câu c: Mẫu là $\sqrt{a} + \sqrt{b}$, biểu thức liên hợp là $\sqrt{a} - \sqrt{b}$.
Sau khi nhân với biểu thức liên hợp, mẫu số sẽ trở thành một số hữu tỉ hoặc một biểu thức đại số không còn chứa căn bậc hai.
a)
$\frac{4}{\sqrt{13} - 3}$ $= \frac{4 \cdot (\sqrt{13} + 3)}{(\sqrt{13} - 3)(\sqrt{13} + 3)}$ $= \frac{4 \cdot (\sqrt{13} + 3)}{(\sqrt{13})^2 - 3^2}$
b)
c) Với $a > 0; b > 0, a \ne b$:
$\frac{\sqrt{a} - \sqrt{b}}{\sqrt{a} + \sqrt{b}}$ $= \frac{(\sqrt{a} - \sqrt{b})(\sqrt{a} - \sqrt{b})}{(\sqrt{a} + \sqrt{b})(\sqrt{a} - \sqrt{b})}$ $= \frac{(\sqrt{a} - \sqrt{b})^2}{(\sqrt{a})^2 - (\sqrt{b})^2}$
Tổng kết: Bài 3 trang 56 SGK Toán 9 Tập 1 Chân trời sáng tạo đã áp dụng kỹ thuật trục căn thức ở mẫu bằng biểu thức liên hợp:
a) $\frac{4}{\sqrt{13} - 3} = \sqrt{13} + 3$
b) $\frac{10}{5 + 2\sqrt{5}} = 2(5 - 2\sqrt{5})$
c) $\frac{\sqrt{a} - \sqrt{b}}{\sqrt{a} + \sqrt{b}} = \frac{(\sqrt{a} - \sqrt{b})^2}{a - b}$