阅读下面问题: 12+1=1×(2−1)(2+1)(2−1)=2−1\dfrac{1}{ \sqrt{2}+1} = \dfrac{1×\left( \sqrt{2}-1\right)}{\left( \sqrt{2}+1\right)\left( \sqrt{2}-1\right)} = \sqrt{2}-1; 13+2=3−2(3+2)(3−2)=3−2;15+2=5−2(5+2)(5+2)=5−2 \dfrac{1}{ \sqrt{3}+ \sqrt{2}} = \dfrac{ \sqrt{3}- \sqrt{2}}{\left( \sqrt{3}+ \sqrt{2}\right)\left( \sqrt{3}- \sqrt{2}\right)} = \sqrt{3}- \sqrt{2} ; \dfrac{1}{ \sqrt{5}+2} = \dfrac{ \sqrt{5}-2}{\left( \sqrt{5}+2\right)\left( \sqrt{5}+2\right)} = \sqrt{5} -2;…… 试求: (1)13+22(1) \dfrac{1}{3+2 \sqrt{2}} 的值; (2)1n+1+n(n(2) \dfrac{1}{ \sqrt{n+1}+ \sqrt{n}} (n为正整数))的值; (3)12+1+13+2+14+3+⋯+1100+99(3) \dfrac{1}{ \sqrt{2}+1} + \dfrac{1}{ \sqrt{3}+ \sqrt{2}} + \dfrac{1}{ \sqrt{4}+ \sqrt{3}} +⋯+ \dfrac{1}{ \sqrt{100}+ \sqrt{99}} 的值.

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完整解法

(1)

1. 将分式分子分母同乘以分母的共轭因式以进行分母有理化

13+22=3−22(3+22)(3−22)\dfrac{1}{3+2 \sqrt{2}} = \dfrac{3-2 \sqrt{2}}{\left(3+2 \sqrt{2}\right)\left(3-2 \sqrt{2}\right)}

2. 利用平方差公式简化分母并得出最终结果

=3−2232−(22)2=3−229−8=3−22= \dfrac{3-2 \sqrt{2}}{3^2 - \left(2 \sqrt{2}\right)^2} = \dfrac{3-2 \sqrt{2}}{9 - 8} = 3 - 2\sqrt{2}

答案

3−223 - 2\sqrt{2}

(2)

1. 将含字母 $n$ 的分式进行分母有理化

1n+1+n=n+1−n(n+1+n)(n+1−n)\dfrac{1}{\sqrt{n+1} + \sqrt{n}} = \dfrac{\sqrt{n+1} - \sqrt{n}}{\left(\sqrt{n+1} + \sqrt{n}\right)\left(\sqrt{n+1} - \sqrt{n}\right)}

2. 利用平方差公式化简含有字母的分母

=n+1−n(n+1)2−(n)2=n+1−n(n+1)−n=n+1−n= \dfrac{\sqrt{n+1} - \sqrt{n}}{(\sqrt{n+1})^2 - (\sqrt{n})^2} = \dfrac{\sqrt{n+1} - \sqrt{n}}{(n+1) - n} = \sqrt{n+1} - \sqrt{n}

答案

n+1−n\sqrt{n+1} - \sqrt{n}

(3)

1. 应用第(2)问的通项有理化结论,将求和式中的每一项展开

根据第(2)问的结论 1n+1+n=n+1−n\dfrac{1}{\sqrt{n+1}+\sqrt{n}} = \sqrt{n+1}-\sqrt{n},原式可变形为:
(2−1)+(3−2)+(4−3)+⋯+(100−99)\left(\sqrt{2}-1\right) + \left(\sqrt{3}-\sqrt{2}\right) + \left(\sqrt{4}-\sqrt{3}\right) + \dots + \left(\sqrt{100}-\sqrt{99}\right)

2. 通过抵消中间项进行裂项相消计算并得出最终结果

观察式子,中间的项可以两两抵消:
=−1+(2−2)+(3−3)+⋯+(99−99)+100= -1 + \left(\sqrt{2}-\sqrt{2}\right) + \left(\sqrt{3}-\sqrt{3}\right) + \dots + \left(\sqrt{99}-\sqrt{99}\right) + \sqrt{100}
=−1+100= -1 + \sqrt{100}
=−1+10=9= -1 + 10 = 9

答案

9

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