已知mm是2 \sqrt {2}的小数部分. (1)求m2+2m+1m^{2}+2m+1的值; (2)求m2+1m2−2 \sqrt {m^{2}+ \dfrac {1}{m^{2}}-2}的值.

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完整解法

(1)

1. 确定无理数的整数部分与小数部分,求出 $m$ 的值

因为 1<2<21 < \sqrt{2} < 2,
所以 2\sqrt{2} 的整数部分为 11.
因为 mm 是 2\sqrt{2} 的小数部分,
所以 m=2−1m = \sqrt{2} - 1.

2. 利用完全平方公式化简待求代数式

原式 m2+2m+1m^2 + 2m + 1 可以利用完全平方公式因式分解为:
m2+2m+1=(m+1)2m^2 + 2m + 1 = (m + 1)^2

3. 代入 $m$ 的值计算结果

将 m=2−1m = \sqrt{2} - 1 代入简化后的式子:
(m+1)2=(2−1+1)2=(2)2=2(m + 1)^2 = (\sqrt{2} - 1 + 1)^2 = (\sqrt{2})^2 = 2

答案

22

(2)

1. 利用完全平方公式化简根号下的代数式

首先将根号内的代数式进行因式分解:
m2+1m2−2=(m−1m)2m^2 + \frac{1}{m^2} - 2 = \left(m - \frac{1}{m}\right)^2
因此,原式可以化简为:
m2+1m2−2=(m−1m)2=∣m−1m∣\sqrt{m^2 + \frac{1}{m^2} - 2} = \sqrt{\left(m - \frac{1}{m}\right)^2} = \left|m - \frac{1}{m}\right|

2. 求出 $\frac{1}{m}$ 的值并进行分母有理化

由第(1)问可知 m=2−1m = \sqrt{2} - 1.
则 1m=12−1\frac{1}{m} = \frac{1}{\sqrt{2} - 1}.
进行分母有理化:
12−1=2+1(2−1)(2+1)=2+1\frac{1}{\sqrt{2} - 1} = \frac{\sqrt{2} + 1}{(\sqrt{2} - 1)(\sqrt{2} + 1)} = \sqrt{2} + 1

3. 代入求值并去绝对值符号

计算 m−1mm - \frac{1}{m}:
m−1m=(2−1)−(2+1)=−2m - \frac{1}{m} = (\sqrt{2} - 1) - (\sqrt{2} + 1) = -2
因此:
∣m−1m∣=∣−2∣=2\left|m - \frac{1}{m}\right| = |-2| = 2

答案

22

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