8.1: Вступ до радикальних позначень
Ми знаємо, як квадратувати число. Наприклад:
- 52=25
- (−5)2=25
Взяття квадратного кореня числа протилежно квадрату.
- Невід'ємний квадратний корінь від25 is5.
- Негативний квадратний корінь від25 is−5.
Таким чином, при пошуку квадратного кореня числа ми шукаємо число, квадрат якого дорівнює нашому числу.
Приклад8.1.1
Знайдіть квадратні коріння81.
Рішення
Шукаємо число, квадрат якого дорівнює81.
- Тому що92=81, невід'ємний квадратний корінь81 є9.
- Тому що(−9)2=81, негативний квадратний корінь81 є−9.
Значить,81 має два квадратних кореня,−9 і9.
Вправа8.1.1
Знайдіть квадратні коріння64.
- Відповідь
-
8і−8
Приклад8.1.2
Знайдіть квадратні коріння0.
Рішення
Шукаємо число, квадрат якого дорівнює0.
- Тому що02=0, невід'ємний квадратний корінь0 є0.
Жодне інше число в квадраті не буде рівним нулю. Отже, нуль має рівно один квадратний корінь, а саме нуль.
Вправа8.1.2
Знайдіть квадратні коріння100.
- Відповідь
-
10і−10
Приклад8.1.3
Знайдіть квадратні коріння−36.
Рішення
Шукаємо число, квадрат якого дорівнює−36. Однак кожен раз, коли ви квадратуєте дійсне число, результат ніколи не буде негативним. Отже, не−36 має справжніх квадратних коренів. 1
Вправа8.1.3
Знайдіть квадратні коріння−25.
- Відповідь
-
немає справжніх квадратних коренів
Введення в Приклади8.1.18.1.2, і8.1.3 призводять до наступного визначення.
Визначення квадратних коренів числа
Розчиниx2=a називаються квадратними коренямиa.
Випадок:a>0. Рівнянняx2=a має два реальних рішення, а самеx=±√a.
- Позначення√a вимагає ненегативного квадратного кореня.
- Позначення−√a вимагає негативного квадратного кореня.
Випадок:a=0. Рівнянняx2=0 має рівно одне рішення, а самеx=0.
Випадок:a<0. Рівняння неx2=a має реальних розв'язків.
Приклад8.1.4
Вирішітьx2=9 дляx, а потім спростіть свої відповіді.
Рішення
Оскільки права сторона позитивнаx2=9, рівняння має два рішення.
x2=9Original equation.x=±√9Two answers: −√9 and √9
Щоб спростити ці відповіді, нам потрібно розібратися в наступних фактах:
- √9викликає невід'ємний квадратний корінь9. Тому що(3)2=9, невід'ємний квадратний корінь9 є3. Отже,√9=3.
- −√9викликає негативний квадратний корінь9. Тому що(−3)2=9, негативний квадратний корінь9 є−3. Отже,−√9=−3.
Таким чином, рішенняx2=9 єx=±3, що еквівалентно вимові «x=−3або»x=3.
Вправа8.1.4
Вирішітьx2=16 дляx, а потім спростіть свої відповіді.
- Відповідь
-
4,−4
Приклад8.1.5
Вирішітьx2=0 дляx, а потім спростіть відповідь.
Рішення
Є тільки одне число, квадрат якого дорівнює0, а саме0.
x2=0Original equation.x=0One answer: (0)2=0.
Таким чином, єдиним рішеннямx2=0 єx=0. Отже, невід'ємний квадратний корінь нуля дорівнює нулю. Отже,√0=0.
Вправа8.1.5
Вирішітьx2=49 дляx, а потім спростіть відповіді.
- Відповідь
-
7,−7
Приклад8.1.6
Вирішітьx2=−4 дляx, а потім спростіть відповідь.
Рішення
Ви не можете квадратувати дійсне число і отримати негативний результат. Отже, неx2=−4 має реальних рішень. Тому не√−4 є дійсним числом.
Вправа8.1.6
Вирішітьx2=−9 дляx, а потім спростіть відповіді.
- Відповідь
-
немає реальних рішень
Приклад8.1.7
Спростіть кожне з наведених нижче дій:
- √121
- -√225
- √−100
- -√324
Рішення
Пам'ятайте, що позначення√a вимагає невід'ємного квадратного кореняa, тоді як позначення -√a вимагає негативного квадратного кореняa.
- Тому що112=121, невід'ємний квадратний корінь з225 є−15. Таким чином:−√225=−15
- Тому що(−15)2=225, невід'ємний квадратний корінь з121 є11. Таким чином:√121=11
- Ви не можете квадратувати дійсне число і отримати−100. Тому не√−100 є дійсним числом.
- Тому що(−18)2=324, невід'ємний квадратний корінь з324 є−18. Таким чином:−√324=−18
Вправа8.1.7
Спростити:−√144
- Відповідь
-
−12
Квадрат «скасовує» беручи квадратний корінь.
Квадратне квадратне коріння
Якщоa>0, то обидва−√a і√a є рішеннямиx2=a. Отже, якщо підставити кожен з них в рівнянняx2=a, то отримаємо:
(−√a)2=aі(√a)2=a
Приклад8.1.8
Спростіть кожне з наведених нижче виразів:
- (√5)2
- (−√7)2
- (√−11)2
Рішення
Ми будемо ставитися до кожного випадку ретельно.
- Тому що√5 це рішенняx2=5, якщо ми квадрат√5, ми повинні отримати5. (√5)2=5
- Тому що−√7 це рішенняx2=7, якщо ми квадрат−√7, ми повинні отримати7. (−√7)2=7
- Тому що неx2=−11 має реальних відповідей,√−11 це не реальне число. Поглиблені курси, такі як алгебра коледжу або тригонометрія, введуть складну систему числення та покажуть, як поводитися з цим виразом.
Вправа8.1.8
Спростити:(−√21)2
- Відповідь
-
21
Використання графічного калькулятора
До цього моменту рівнянняx2=a задіяні ідеальні квадрати. Наприклад, якщо почати зx2=25, то рішення єx=±√25. Оскільки25 це ідеальний квадрат, ми можемо спростити далі, приїхавши доx=±5.
Однак права сторонаx2=a не обов'язково повинна бути ідеальним квадратом. Наприклад, рівнянняx2=7 має два реальних рішення,x=±√7. Оскільки7 це не ідеальний квадрат, ми не можемо спростити далі. У наступному прикладі ми будемо використовувати графічний калькулятор, щоб порівняти це алгебраїчне рішення з графічним рішенням і, сподіваюся, забезпечити певну впевненість, що−√7 і√7 є цілком дійсними рішеннямиx2=7.
Приклад8.1.9
Використовуйте графічний калькулятор для вирішенняx2=7. Потім вирішіть рівняння алгебраїчно і порівняйте відповіді.
Рішення
Введіть кожну сторону рівнянняx2=7 в меню Y= (див. Рис.8.1.1), а потім виберіть 6:ZStandard, щоб створити зображення на малюнку8.1.1.

Використовуйте утиліту 5:intersect в меню CALC, щоб знайти точки перетину. Натисніть ENTER у відповідь на «Перша крива», натисніть ENTER у відповідь на «Друга крива», потім за допомогою клавіш зі стрілками перемістіть курсор ближче до точки перетину зліва, ніж той, що знаходиться праворуч. Натисніть ENTER у відповідь на «Вгадати». Це дасть точку перетину, показану на зображенні зліва на малюнку8.1.2. Повторіть процедуру, щоб знайти точку перетину на зображенні праворуч на малюнку8.1.2.

Орієнтовні рішенняx2=7 єx≈−2.645751 іx≈2.6457513.
Повідомлення про рішення домашнього завдання: Дублюйте зображення у вікні перегляду калькулятора на сторінці домашнього завдання. Використовуйте лінійку, щоб намалювати всі лінії, але від руки будь-які криві.
- Позначте горизонтальну і вертикальнуx осі іy відповідно (див.8.1.3 Рис.
- Розмістіть параметри WINDOW в кінці кожної осі (див. Рисунок8.1.3).
- Позначте кожен граф своїм рівнянням (див. Рис.8.1.3).
- Пропустіть пунктирні вертикальні лінії через кожну точку перетину. Затіньте та позначте значення x точок, де пунктирна вертикальна лінія перетинає вісь x. Це розв'язки рівнянняx2=7 (див. Рис.8.1.3).

Тепер вирішуємо рівняння алгебраїчно.
x2=7x=±√7
На даний момент виникає питання: «Чи відповідають ці алгебраїчні рішення графічним рішенням на малюнку8.1.3?» Давайте скористаємося нашим калькулятором для порівняння результатів. Знайдіть символ квадратного кореня√ на корпусі калькулятора надx2 клавішею в крайньому лівому стовпчику на клавіатурі калькулятора. Зверніть увагу, що нам доведеться використовувати2nd ключ для доступу до цього оператора. Введіть−√(7) і натисніть ENTER. Потім введіть√(7) і натисніть ENTER. Результати наведені на рис8.1.4.

Таким чином,−√7≈−2.645751311 і√7≈2.645751311. Зверніть увагу, як вони тісно відповідають графічним наближенням на малюнку8.1.3.
Вправа8.1.9
Вирішіть рівнянняx2=5 як алгебраїчно, так і графічно, а потім порівняйте свої відповіді.
- Відповідь
-
−√5,√5
Приклад8.1.10
Використовуйте графічний калькулятор для вирішенняx2=−5. Потім вирішіть рівняння алгебраїчно і порівняйте відповіді.
Рішення
Введіть кожну сторону рівнянняx2=−5 в меню Y= (див. Рис.8.1.5), а потім виберіть 6:ZStandard, щоб створити зображення на малюнку8.1.5.

Повідомлення про рішення домашнього завдання: Дублюйте зображення у вікні перегляду калькулятора на сторінці домашнього завдання. Використовуйте лінійку, щоб намалювати всі лінії, але від руки будь-які криві.
- Позначте горизонтальну і вертикальнуx осі іy відповідно (див.8.1.6 Рис.
- Розмістіть параметри WINDOW в кінці кожної осі (див. Рис.8.1.6).
- Позначте кожен граф своїм рівнянням (див. Рис.8.1.6).
Оскільки точок перетину немає, графік на малюнку8.1.6 повідомляє нам, що рівняння неx2=−5 має реальних розв'язків. Тепер вирішуємо рівняння алгебраїчно. x2=−5Однак ви не можете квадратувати дійсне число і отримати негативну відповідь. Значить, рівняння неx2=−5 має реальних розв'язків. Це повністю узгоджується з графіком на малюнку8.1.6.

Наближення квадратних коренів
n | n2 |
---|---|
\ (n\) ">0 | \ (n^2\) ">0 |
\ (n\) ">1 | \ (n^2\) ">1 |
\ (n\) ">2 | \ (n^2\) ">4 |
\ (n\) ">3 | \ (n^2\) ">9 |
\ (n\) ">4 | \ (n^2\) ">16 |
\ (n\) ">5 | \ (n^2\) ">25 |
\ (n\) ">6 | \ (n^2\) ">36 |
\ (n\) ">7 | \ (n^2\) ">49 |
\ (n\) ">8 | \ (n^2\) ">64 |
\ (n\) ">9 | \ (n^2\) ">81 |
\ (n\) ">10 | \ (n^2\) ">100 |
\ (n\) ">11 | \ (n^2\) ">121 |
\ (n\) ">12 | \ (n^2\) ">144 |
\ (n\) ">13 | \ (n^2\) ">169 |
\ (n\) ">14 | \ (n^2\) ">196 |
\ (n\) ">15 | \ (n^2\) ">225 |
\ (n\) ">16 | \ (n^2\) ">256 |
\ (n\) ">17 | \ (n^2\) ">289 |
\ (n\) ">18 | \ (n^2\) ">324 |
\ (n\) ">19 | \ (n^2\) ">361 |
\ (n\) ">20 | \ (n^2\) ">400 |
\ (n\) ">21 | \ (n^2\) ">441 |
\ (n\) ">22 | \ (n^2\) ">484 |
\ (n\) ">23 | \ (n^2\) ">529 |
\ (n\) ">24 | \ (n^2\) ">576 |
\ (n\) ">25 | \ (n^2\) ">625 |
Квадрати в «Переліку квадратів», показані в таблиці8.1.1, називаються ідеальними квадратами. Кожен - квадрат цілого числа. Але не всі числа є ідеальними квадратами. Наприклад, у випадку з√24, не існує цілого числа, квадрат якого дорівнює24. Однак це не√24 заважає бути цілком хорошим числом.
Ми можемо використовувати «Список квадратів» для пошуку десяткових наближень, коли радиканд не є ідеальним квадратом.
Приклад8.1.11
Оцініть√24 за допомогою ворожіння. Використовуйте калькулятор, щоб знайти більш точний результат і порівняти цей результат зі своєю здогадкою.
Рішення
З «Переліку квадратів» зверніть увагу, що24 лежить між16 і25, так√24 буде лежати між4 і5, з√24 набагато ближче,5 ніж до4.
Давайте здогадаємося√24≈4.8. Як перевірку, давайте квадрат4.8.(4.8)2=(4.8)(4.8)=23.04 Не зовсім24! Зрозуміло, що√24 повинно бути трохи більше, ніж4.8.
Давайте скористаємося науковим калькулятором, щоб отримати краще наближення. З нашого калькулятора за допомогою кнопки квадратного кореня знаходимо√24≈4.89897948557.
Незважаючи на те, що це краще, ніж наша оцінка4.8, це все одно лише наближення. Наш калькулятор був здатний надавати лише11 десяткові розряди. Однак точне десяткове подання√24 - це нескінченне десяткове число, яке ніколи не закінчується і ніколи не встановлює закономірність повторення.
Просто для задоволення, ось десяткове наближення,√24 що є точним до1000 місць, люб'язно надано www.wolframalpha.com
Якби ви помножили це число саме по собі (квадрат числа), ви б отримали число, яке є надзвичайно близьким до24, але це не було б точно24. Було б ще невелике розбіжність.
Вправа8.1.11
кошторис:√83
- Відповідь
-
9.1
Довідка
1 Коли ми говоримо, що не−36 має реальних квадратних коренів, ми маємо на увазі, що немає дійсних чисел, які є квадратними коренями−36. Причина, по якій ми підкреслюємо слово−36 реальне в цій ситуації, полягає в тому, що має два квадратних кореня, які є елементами комплексних чисел, набір чисел, які зазвичай вводяться в просунутих курсах, таких як алгебра коледжу або тригонометрія.