Корінь n ступеня рішення. Алгебраїчне коріння: для тих, хто хоче знати більше

Вітаю: сьогодні ми розбиратимемо коріння — одну з найбільш мозкових тем 8-го класу.:)

Багато хто плутається в корінні не тому, що воно складне (чого там складного — пара визначень і ще пара властивостей), а тому що в більшості шкільних підручників коріння визначається через такі нетрі, що розібратися в цій писанині можуть хіба самі автори підручників. Та й то лише з пляшкою гарного віскі.

Тому зараз я дам найправильніше і найписьменніше визначення кореня - єдине, яке вам справді слід запам'ятати. А вже потім поясню: навіщо все це потрібно і як застосовувати на практиці.

Але спочатку запам'ятайте один важливий момент, про який багато укладачів підручників чомусь «забувають»:

Коріння буває парного ступеня (наш улюблений $\sqrt(a)$, а також всякі $\sqrt(a)$ і навіть $\sqrt(a)$) і непарного ступеня (всякі $\sqrt(a)$, $\ sqrt(a)$ і т.д.). І визначення кореня непарного ступеня дещо відрізняється від парного.

Ось у цьому гребінці «дещо відрізняється» приховано, напевно, 95% всіх помилок і непорозуміння, пов'язаного з корінням. Тому давайте раз і назавжди розберемося з термінологією:

Визначення. Корінь парного ступеня nз $a$ - це будь-яке невід'ємнечисло $b$ таке, що $((b)^(n))=a$. А корінь непарного ступеня з того ж числа $a$ - це взагалі будь-яке число $b$, для якого виконується та ж рівність: $((b)^(n))=a$.

У будь-якому випадку корінь позначається так:

\(a)\]

Число $n$ у такому записі називається показником кореня, а число $a$ - підкореним виразом. Зокрема, при $n=2$ отримаємо наш «улюблений» квадратний корінь (до речі, це корінь парного ступеня), а за $n=3$ — кубічний (ступінь непарний), який теж часто зустрічається в завданнях та рівняннях.

приклади. Класичні приклади квадратного коріння:

\[\begin(align) & \sqrt(4)=2; \ \ & \ sqrt (81) = 9; \ & \ sqrt (256) = 16. \\ \end(align)\]

До речі, $ sqrt (0) = 0 $, а $ sqrt (1) = 1 $. Це цілком логічно, оскільки $((0)^(2))=0$ і $((1)^(2))=1$.

Кубічні коріння теж часто зустрічаються — не треба їх боятися:

\[\begin(align) & \sqrt(27)=3; \\ \sqrt(-64)=-4; \ \ \ \ sqrt (343) = 7. \\ \end(align)\]

Ну, і парочка «екзотичних прикладів»:

\[\begin(align) & \sqrt(81)=3; \\ & \sqrt(-32)=-2. \\ \end(align)\]

Якщо ви не зрозуміли, у чому різниця між парним та непарним ступенем — перечитайте визначення ще раз. Це дуже важливо!

А ми тим часом розглянемо одну неприємну особливість коренів, через яку нам потрібно було вводити роздільне визначення для парних і непарних показників.

Навіщо взагалі потрібне коріння?

Прочитавши визначення, багато учнів запитають: Що курили математики, коли це вигадували? І справді: навіщо взагалі потрібне все це коріння?

Щоб відповісти на це питання, повернемося на хвилинку до початкових класів. Згадайте: у ті далекі часи, коли дерева були зеленішими, а пельмені смачнішими, основна наша турбота була в тому, щоб правильно множити числа. Ну, щось у дусі «п'ять на п'ять-двадцять п'ять», ось це все. Але можна множити числа не парами, а трійками, четвірками і взагалі цілими комплектами:

\[\begin(align) & 5\cdot 5=25; \ & 5 \ cdot 5 \ cdot 5 = 125; \ & 5 \ cdot 5 \ cdot 5 \ cdot 5 = 625; \ \ 5 \ cdot 5 \ cdot 5 \ cdot 5 \ cdot 5 = 3125; \\ 5\cdot 5\cdot 5\cdot 5\cdot 5\cdot 5=15\ 625. \end(align)\]

Однак суть не в цьому. Фішка в іншому: математики - люди ліниві, тому їм було в лом записувати множення десяти п'ятірок ось так:

Тому вони вигадали ступеня. Чому б замість довгого рядка не записати кількість множників у вигляді верхнього індексу? Типу такого:

Це дуже зручно! Всі обчислення скорочуються в рази, і можна не витрачати купу аркушів пергаменту блокнотиків на запис якогось 5 183 . Такий запис назвали ступенем числа, у нього знайшли купу властивостей, але щастя виявилося недовгим.

Після грандіозної п'янки, яку організували саме з приводу «відкриття» ступенів, якийсь особливо затятий математик раптом запитав: «А що, якщо нам відомий ступінь числа, але невідомо саме число?» Ось, дійсно, якщо нам відомо, що деяке число $b$, припустимо, в 5-му ступені дає 243, то як нам здогадатися, чому одно число $b$?

Проблема ця виявилася набагато глобальнішою, ніж може здатися на перший погляд. Тому що з'ясувалося, що для більшості готових ступенів таких вихідних чисел немає. Судіть самі:

\[\begin(align) & ((b)^(3))=27Rightarrow b=3cdot 3cdot 3Rightarrow b=3; \ & ((b) ^ (3)) = 64 Rightarrow b = 4 cdot 4 cdot 4 Rightarrow b = 4. \\ \end(align)\]

А що якщо $((b)^(3))=50$? Виходить, що потрібно знайти якесь число, яке тричі помножене саме на себе дасть нам 50. Але що це за число? Воно явно більше 3, оскільки 3 3 = 27< 50. С тем же успехом оно меньше 4, поскольку 4 3 = 64 >50. Тобто. це число лежить десь між трійкою і четвіркою, але чому воно одно - фіг зрозумієш.

Саме для цього математики і придумали коріння $n$-го ступеня. Саме для цього ввели піктограму радикала $\sqrt(*)$. Щоб позначити те саме число $b$, яке в даній мірі дасть нам заздалегідь відому величину

\[\sqrt[n](a)=b\Rightarrow ((b)^(n))=a\]

Не сперечаюся: найчастіше це коріння легко вважається — ми бачили кілька таких прикладів вище. Але все-таки в більшості випадків, якщо ви загадаєте довільне число, а потім спробуєте витягти з нього корінь довільного ступеня, на вас чекає жорстокий облом.

Та що там! Навіть найпростіший і всім знайомий $\sqrt(2)$ не можна уявити у звичному нам вигляді - як ціле число або дрібничка. А якщо ви вб'єте це число в калькулятор, то побачите це:

\[\sqrt(2)=1,414213562...\]

Як бачите, після коми йде нескінченна послідовність цифр, які не підкоряються жодній логіці. Можна, звичайно, округлити це число, щоб швидко порівняти з іншими числами. Наприклад:

\[\sqrt(2)=1,4142...\approx 1,4 \lt 1,5\]

Або ось ще приклад:

\[\sqrt(3)=1,73205...\approx 1,7 \gt 1,5\]

Але ці округлення, по-перше, досить грубі; а по-друге, працювати з приблизними значеннями теж треба вміти, інакше можна зловити купу неочевидних помилок (до речі, навик порівняння та округлення обов'язково перевіряють на профільному ЄДІ).

Тому в серйозній математиці без коріння не обійтися - вони є такими ж рівноправними представниками багатьох дійсних чисел $\mathbb(R)$, як і давно знайомі нам дроби і цілі числа.

Неможливість уявити корінь як дробу виду $\frac(p)(q)$ означає, що це корінь перестав бути раціональним числом. Такі числа називаються ірраціональними, і їх не можна точно уявити інакше як за допомогою радикала або інших спеціально призначених для цього конструкцій (логарифмів, ступенів, меж тощо). Але про це — іншого разу.

Розглянемо кілька прикладів, де після всіх обчислень ірраціональні числа все ж таки залишаться у відповіді.

\[\begin(align) & \sqrt(2+\sqrt(27))=\sqrt(2+3)=\sqrt(5)\approx 2,236... \\ & \sqrt(\sqrt(-32) ))=\sqrt(-2)\approx -1,2599... \\ \end(align)\]

Природно, на вигляд кореня практично неможливо здогадатися про те, які числа будуть йти після коми. Втім, можна порахувати на калькуляторі, але навіть найдосконаліший калькулятор дат нам лише кілька перших цифр ірраціонального числа. Тому набагато правильніше записати відповіді у вигляді $sqrt(5)$ і $sqrt(-2)$.

Саме для цього їх і вигадали. Щоб зручно записувати відповіді.

Чому потрібні два визначення?

Уважний читач уже напевно помітив, що всі квадратні корені, наведені в прикладах, витягуються з позитивних чисел. Ну, принаймні з нуля. А ось кубічні корені незворушно витягуються абсолютно з будь-якого числа — хоч позитивного, хоч негативного.

Чому так відбувається? Подивіться графік функції $y=((x)^(2))$:

Спробуємо за допомогою цього графіка порахувати $sqrt (4) $. Для цього на графіку проведено горизонтальну лінію $y=4$ (позначено червоним кольором), яка перетинається з параболою у двох точках:$((x)_(1))=2$ і $((x)_(2)) =-2 $. Це цілком логічно, оскільки

З першим числом все зрозуміло — воно позитивне, тому воно є корінь:

Але що робити тоді з другою точкою? Типу у четвірки відразу два корені? Адже якщо звести до квадрата число −2, ми теж отримаємо 4. Чому б тоді не записати $\sqrt(4)=-2$? І чому вчителі дивляться на такі записи так, ніби хочуть вас зжерти?:)

У тому й біда, що якщо не накладати жодних додаткових умов, то квадратного коріння у четвірки буде два — позитивне і негативне. І в будь-якого позитивного числа їх також буде два. А ось у негативних чисел коріння взагалі не буде — це видно все за тим же графіком, оскільки парабола ніде не опускається нижче за осю y, тобто. не набуває негативних значень.

Подібна проблема виникає у всіх коренів з парним показником:

1. Строго кажучи, коріння з парним показником $n$ у кожного позитивного числа буде відразу дві штуки;
2. З негативних чисел корінь із парним $n$ взагалі не витягується.

Саме тому у визначенні кореня парного ступеня $n$ спеціально обговорюється, що відповідь має бути невід'ємною кількістю. Так ми позбавляємося неоднозначності.

Зате для непарних $n$ такої проблеми немає. Щоб переконатися в цьому, погляньмо на графік функції $y=((x)^(3))$:

З цього графіка можна зробити два висновки:

1. Гілки кубічної параболи, на відміну від звичайної, йдуть на нескінченність в обидві сторони - і вгору, і вниз. Тому на якій би висоті ми не проводили горизонтальну пряму, ця пряма обов'язково перетнеться з нашим графіком. Отже, кубічний корінь можна отримати завжди, абсолютно з будь-якого числа;
2. Крім того, таке перетин завжди буде єдиним, тому не потрібно думати, яке число вважати «правильним» коренем, а на яке забити. Саме тому визначення коренів для непарного ступеня простіше, ніж для парної (відсутня вимога невід'ємності).

Жаль, що ці прості речі не пояснюють у більшості підручників. Натомість нам починають ширяти мозок усілякими арифметичними корінням та їх властивостями.

Так, я не сперечаюся: що таке арифметичний корінь теж треба знати. І я докладно розповім про це в окремому уроці. Сьогодні ми теж поговоримо про нього, оскільки без нього всі роздуми про коріння $n$-ї кратності були б неповними.

Але спочатку треба чітко засвоїти те визначення, яке я дав вище. Інакше через велику кількість термінів у голові почнеться така каша, що в результаті взагалі нічого не зрозумієте.

А всього й треба зрозуміти різницю між парними та непарними показниками. Тому ще раз зберемо все, що дійсно потрібно знати про коріння:

1. Корінь парного ступеня існує лише з невід'ємного числа і сам є невід'ємним числом. Для негативних чисел такий корінь невизначений.
2. А ось корінь непарного ступеня існує з будь-якого числа і може бути будь-яким числом: для позитивних чисел він позитивний, а для негативних — як натякає кеп, негативний.

Хіба це складно? Ні, не складно. Зрозуміло? Та взагалі очевидно! Тому зараз ми трохи потренуємось із обчисленнями.

Основні властивості та обмеження

Коріння має багато дивних властивостей і обмежень — про це буде окремий урок. Тому зараз ми розглянемо лише найважливішу «фішку», яка стосується лише коріння з парним показником. Запишемо цю властивість у вигляді формули:

\[\sqrt(((x)^(2n)))=\left| x \right|\]

Іншими словами, якщо звести число в парний ступінь, а потім з цього витягти корінь того ж ступеня, ми отримаємо не вихідне число, яке модуль . Це проста теорема, яка легко доводиться (досить окремо розглянути невід'ємні $x$, а потім окремо негативні). Про неї постійно товкмачать вчителі, її дають у кожному шкільному підручнику. Але як тільки справа доходить до вирішення ірраціональних рівнянь (тобто рівнянь, що містять знак радикала), учні дружно забувають цю формулу.

Щоб детально розібратися в питанні, давайте на хвилину забудемо всі формули і спробуємо порахувати два числа напролом:

\[\sqrt(((3)^(4)))=?\quad \sqrt(((\left(-3 \right))^(4)))=?\]

Це дуже звичайні приклади. Перший приклад вирішить більшість людей, а ось на другому багато хто залипає. Щоб без проблем вирішити будь-яку подібну хрень, завжди враховуйте порядок дій:

1. Спочатку число зводиться у четвертий ступінь. Ну, це нескладно. Вийде нове число, яке навіть у таблиці множення можна знайти;
2. І ось уже з цього нового числа необхідно витягти корінь четвертого ступеня. Тобто. ніякого «скорочення» коріння та ступенів не відбувається — це послідовні дії.

Розберемося з першим виразом: $ \ sqrt (((3) ^ (4))) $. Очевидно, що спочатку треба порахувати вираз, що стоїть під коренем:

\[((3)^(4))=3\cdot 3\cdot 3\cdot 3=81\]

Потім витягаємо корінь четвертого ступеня з числа 81:

Тепер зробимо те саме з другим виразом. Спочатку зводимо число −3 у четверту міру, навіщо потрібно помножити його саме він 4 разу:

\[((\left(-3 \right))^(4))=\left(-3 \right)\cdot \left(-3 \right)\cdot \left(-3 \right)\cdot \ left(-3 \right)=81\]

Отримали позитивне число, оскільки загальна кількість мінусів у творі — 4 штуки, і всі вони взаємно знищиться (адже мінус на мінус дає плюс). Далі знову витягаємо корінь:

У принципі, цей рядок можна було не писати, оскільки і їжу зрозуміло, що відповідь вийде одна й та сама. Тобто. парний корінь з тієї ж парної міри «спалює» мінуси, і в цьому сенсі результат не відрізняється від звичайного модуля:

\[\begin(align) & \sqrt(((3)^(4)))=\left| 3 \right|=3; \\ & \sqrt(((\left(-3 \right))^(4)))=\left| -3 \right|=3. \\ \end(align)\]

Ці обчислення добре узгоджуються з визначенням кореня парного ступеня: результат завжди негативний, та й під знаком радикала теж завжди стоїть невід'ємне число. В іншому випадку корінь не визначений.

Зауваження щодо порядку дій

1. Запис $\sqrt(((a)^(2)))$ означає, що ми спочатку зводимо число $a$ у квадрат, а потім витягуємо з отриманого значення квадратний корінь. Отже, ми можемо бути впевнені, що під знаком кореня завжди сидить невід'ємне число, оскільки $((a)^(2))\ge 0$ у будь-якому випадку;
2. А ось запис $((\left(\sqrt(a) \right))^(2))$, навпаки, означає, що ми спочатку витягаємо корінь з деякого числа $a$ і лише потім зводимо результат у квадрат. Тому число $a$ в жодному разі не може бути негативним - це обов'язкова вимога, закладена у визначення.

Таким чином, у жодному разі не можна бездумно скорочувати коріння та ступеня, тим самим нібито «спрощуючи» вихідний вираз. Тому що якщо під коренем стоїть негативне число, а його показник є парним, ми отримаємо купу проблем.

Втім, всі ці проблеми є актуальними лише для парних показників.

Винесення мінуса з-під знака кореня

Природно, коріння з непарними показниками теж має свою фішку, якої в принципі не буває у парних. А саме:

\[\sqrt(-a)=-\sqrt(a)\]

Коротше кажучи, можна виносити мінус з-під знаку коріння непарного ступеня. Це дуже корисна властивість, яка дозволяє «викинути» всі мінуси назовні:

\[\begin(align) & \sqrt(-8)=-\sqrt(8)=-2; \\ & \sqrt(-27)\cdot \sqrt(-32)=-\sqrt(27)\cdot \left(-\sqrt(32) \right)= \\ & =\sqrt(27)\cdot \ sqrt (32) = \ \ & = 3 \ cdot 2 = 6. \end(align)\]

Ця проста властивість значно спрощує багато обчислень. Тепер не треба переживати: раптом під коренем затесався негативний вираз, а ступінь у кореня виявився парним? Достатньо лише «викинути» всі мінуси за межі коріння, після чого їх можна буде множити один на одного, ділити і взагалі робити багато підозрілих речей, які у випадку з «класичним» корінням гарантовано приведуть нас до помилки.

І ось тут на сцену виходить ще одне визначення — те саме, з якого в більшості шкіл починають вивчення ірраціональних виразів. І без якого наші міркування були б неповними. Зустрічайте!

Арифметичний корінь

Давайте припустимо на хвилинку, що під знаком кореня можуть бути лише позитивні числа або в крайньому випадку нуль. Заб'ємо на парні/непарні показники, заб'ємо на всі визначення, наведені вище - працюватимемо тільки з невід'ємними числами. Що тоді?

А тоді ми отримаємо арифметичний корінь — він частково перетинається з нашими «стандартними» визначеннями, але все ж таки відрізняється від них.

Визначення. Арифметичним коренем $n$-го ступеня з невід'ємного числа $a$ називається таке невід'ємне число $b$, що $((b)^(n))=a$.

Як бачимо, нас більше не цікавить парність. Натомість її з'явилося нове обмеження: підкорене вираз тепер завжди невід'ємно, та й сам корінь теж негативний.

Щоб краще зрозуміти, чим арифметичний корінь відрізняється від звичайного, погляньте на вже знайомі нам графіки квадратної та кубічної параболи:

Як бачите, відтепер нас цікавлять ті шматки графіків, які розташовані в першій координатній чверті — там, де координати $x$ і $y$ позитивні (або хоча б нуль). Більше не потрібно дивитися на показник, щоб зрозуміти: чи маємо ми право ставити під корінь негативне число чи ні. Тому що негативні числа більше, у принципі, не розглядаються.

Можливо, ви запитаєте: "Ну і навіщо нам таке кастроване визначення?" Або: «Чому не можна обійтися стандартним визначенням, даним вище?»

Що ж, наведу лише одну властивість, через яку нове визначення стає доцільним. Наприклад, правило зведення в ступінь:

\[\sqrt[n](a)=\sqrt(((a)^(k)))\]

Зверніть увагу: ми можемо звести підкорене вираз у будь-який ступінь і одночасно помножити на цей самий ступінь показник кореня — і в результаті вийде те саме число! Ось приклади:

\[\begin(align) & \sqrt(5)=\sqrt(((5)^(2)))=\sqrt(25) \\ & \sqrt(2)=\sqrt(((2)^ (4)))=\sqrt(16) \\ \end(align)\]

Ну, і що в цьому такого? Чому ми не могли це зробити раніше? А ось чому. Розглянемо простий вираз: $\sqrt(-2)$ — це цілком нормальне у нашому класичному розумінні, але абсолютно неприпустимо з погляду арифметичного кореня. Спробуємо перетворити його:

$\begin(align) & \sqrt(-2)=-\sqrt(2)=-\sqrt(((2)^(2)))=-\sqrt(4) \lt 0; \\ & \sqrt(-2)=\sqrt(((\left(-2 \right))^(2)))=\sqrt(4) \gt 0. \\ \end(align)$

Як бачите, у першому випадку ми винесли мінус з-під радикала (маємо повне право, тому що показник непарний), а в другому — скористалися зазначеною формулою. Тобто. з погляду математики все зроблено за правилами.

WTF?! Як одне й те число може бути і позитивним, і негативним? Ніяк. Просто формула зведення в ступінь, який чудово працює для позитивних чисел і нуля, починає видавати повну брехню у випадку з негативними числами.

Ось для того, щоб позбутися подібної неоднозначності, і вигадали арифметичні коріння. Їм присвячений окремий великий урок, де ми докладно розглядаємо всі властивості. Отже зараз не будемо на них зупинятися — урок і так вийшов занадто затягнутим.

Алгебраїчне коріння: для тих, хто хоче знати більше

Довго думав: виносити цю тему до окремого параграфу чи ні. Зрештою вирішив залишити тут. Цей матеріал призначений для тих, хто хоче зрозуміти коріння ще краще – вже не на середньому «шкільному» рівні, а на наближеному до олімпіадного.

Так ось: крім «класичного» визначення кореня $n$-го ступеня з числа та пов'язаного з ним поділу на парні та непарні показники є більш «доросле» визначення, яке взагалі не залежить від парності та інших тонкощів. Це називається алгебраїчним коренем.

Визначення. Алгебраїчний корінь $n$-го ступеня з-поміж будь-якого $a$ — це безліч всіх чисел $b$ таких, що $((b)^(n))=a$. Для такого коріння немає усталеного позначення, тому просто поставимо рису зверху:

\[\overline(\sqrt[n](a))=\left\( b\left| b\in \mathbb(R);((b)^(n))=a \right. \right\) \]

Принципова відмінність від стандартного визначення, наведеного на початку уроку, полягає в тому, що корінь алгебри — це не конкретне число, а безліч. Оскільки ми працюємо з дійсними числами, це безліч буває лише трьох типів:

1. Порожня безліч. Виникає у разі, коли потрібно знайти алгебраїчний корінь парного ступеня негативного числа;
2. Безліч, що складається з одного-єдиного елемента. Усі коріння непарних ступенів, а також корені парних ступенів з нуля потрапляють до цієї категорії;
3. Нарешті, безліч може включати два числа - ті самі $((x)_(1))$ і $((x)_(2))=-((x)_(1))$, яке ми бачили на графіку квадратичні функції. Відповідно, такий розклад можливий лише за вилучення кореня парного ступеня з позитивного числа.

Останній випадок заслуговує на докладніший розгляд. Порахуємо кілька прикладів, щоб зрозуміти різницю.

приклад. Обчисліть вирази:

\[\overline(\sqrt(4));\quad \overline(\sqrt(-27));\quad \overline(\sqrt(-16)).\]

Рішення. З першим виразом все просто:

\[\overline(\sqrt(4))=\left\( 2;-2 \right\)\]

Саме два числа входять до складу множини. Тому що кожен із них у квадраті дає четвірку.

\[\overline(\sqrt(-27))=\left\( -3 \right\)\]

Тут бачимо безліч, що складається лише з одного числа. Це цілком логічно, оскільки показник кореня непарний.

Нарешті, останній вираз:

\[\overline(\sqrt(-16))=\varnothing \]

Отримали порожню множину. Тому що немає жодного дійсного числа, яке при зведенні в четвертий (тобто парний!) ступінь дасть нам негативне число −16.

Фінальне зауваження. Зверніть увагу: я не випадково скрізь зазначав, що ми працюємо з дійсними числами. Тому що є ще комплексні числа — там цілком можна порахувати і $sqrt(-16)$, і багато інших дивних речей.

Однак у сучасному шкільному курсі математики комплексні числа майже зустрічаються. Їх викреслили з більшості підручників, оскільки наші чиновники вважають цю тему «надто складною для розуміння».

У цій статті ми запровадимо поняття кореня з числа. Діятимемо послідовно: почнемо з квадратного кореня, від нього перейдемо до опису кубічного кореня, після цього узагальнемо поняття кореня, визначивши корінь n-го ступеня. При цьому вводитимемо визначення, позначення, наводитимемо приклади коренів і даватимемо необхідні пояснення та коментарі.

Квадратний корінь, арифметичний квадратний корінь

Щоб зрозуміти визначення кореня з числа, і квадратного кореня зокрема потрібно мати . У цьому пункті ми часто зіштовхуватимемося з другим ступенем числа - квадратом числа.

Почнемо з визначення квадратного кореня.

Визначення

Квадратний корінь з числа a- Це число, квадрат якого дорівнює a.

Щоб привести приклади квадратного коріння, Візьмемо кілька чисел, наприклад, 5 , −0,3 , 0,3 , 0 , і зведемо їх у квадрат, отримаємо відповідно числа 25 , 0,09 , 0,09 і 0 (5 2 =5·5=25 , (−0,3) 2 =(−0,3)·(−0,3)=0,09, (0,3) 2 = 0,3 0,3 = 0,09 і 0 2 = 0 0 = 0). Тоді за даним визначенням число 5 є квадратним коренем з числа 25 , числа −0,3 і 0,3 є квадратні корені з 0,09 , а 0 – це квадратний корінь з нуля.

Слід зазначити, що для будь-якого числа a існує , квадрат якого дорівнює a . А саме, для будь-якого негативного числа a не існує жодного дійсного числа b, квадрат якого дорівнював би a. Справді, рівність a=b 2 неможлива для будь-якого негативного a , оскільки b 2 – невід'ємне число за будь-якого b . Таким чином, на безлічі дійсних чисел немає квадратного кореня з негативного числа. Іншими словами, на безлічі дійсних чисел квадратний корінь із негативного числа не визначається і не має сенсу.

Звідси випливає логічне питання: «А чи для будь-якого невід'ємного a існує квадратний корінь з a»? Відповідь – так. Обгрунтуванням цього факту вважатимуться конструктивний спосіб, що використовується знаходження значення квадратного кореня .

Тоді постає наступне логічне питання: «Яке число всіх квадратних коренів з даного невід'ємного числа a – один, два, три, чи ще більше»? Ось відповідь на нього: якщо a дорівнює нулю, то єдиним квадратним коренем з нуля є нуль; якщо ж a – деяке позитивне число, кількість квадратних коренів із числа a дорівнює двом, причому коріння є . Обґрунтуємо це.

Почнемо з нагоди a=0 . Спочатку покажемо, що нуль справді є квадратним коренем із нуля. Це з очевидної рівності 0 2 =0·0=0 і визначення квадратного кореня.

Тепер доведемо, що 0 – єдиний квадратний корінь із нуля. Скористаємося методом від неприємного. Припустимо, що існує деяке число b, відмінне від нуля, яке є квадратним коренем з нуля. Тоді має виконуватися умова b 2 =0 , що неможливо, оскільки за будь-якому відмінному від нуля b значення виразу b 2 є позитивним. Ми дійшли суперечності. Це доводить, що 0 – єдиний квадратний корінь із нуля.

Переходимо до випадків, коли a – позитивне число. Вище ми сказали, що завжди існує квадратний корінь з будь-якого невід'ємного числа, нехай квадратним коренем a є число b . Припустимо, що є число c , яке також є квадратним коренем з a . Тоді визначення квадратного кореня справедливі рівності b 2 =a і c 2 =a , їх слід, що b 2 −c 2 =a−a=0 , але оскільки b 2 −c 2 =(b−c)·( b+c) , то (b-c) · (b + c) = 0 . Отримана рівність у силу властивостей дій із дійсними числамиможливо лише тоді, коли b-c=0 або b+c=0. Таким чином, числа b та c рівні або протилежні.

Якщо ж припустити, що є число d , є ще одним квадратним коренем у складі a , то міркуваннями, аналогічними вже наведеним, доводиться, що d дорівнює числу b чи числу c . Отже, число квадратних коренів із позитивного числа дорівнює двом, причому квадратне коріння є протилежними числами.

Для зручності роботи з квадратним корінням негативний корінь «відокремлюється» від позитивного. З цією метою вводиться визначення арифметичного квадратного кореня.

Визначення

Арифметичний квадратний корінь з негативного числа a- Це невід'ємне число, квадрат якого дорівнює a.

Для арифметичного квадратного кореня у складі a прийнято позначення . Знак називається знаком арифметичного квадратного кореня. Його також називають знаком радикалу. Тому можна частину чути як «корінь», так і «радикал», що означає той самий об'єкт.

Число під знаком арифметичного квадратного кореня називають підкореним числом, а вираз під знаком кореня – підкореним виразом, у своїй термін «підкорене число» часто замінюють на «підкорене вираз». Наприклад, у записі число 151 – це підкорене число, а запису вираз a є підкореним виразом.

При читанні слово "арифметичний" часто опускається, наприклад, запис читають як "квадратний корінь із семи цілих двадцяти дев'яти сотих". Слово «арифметичний» вимовляють лише тоді, коли хочуть особливо наголосити, що йдеться саме про позитивне квадратне коріння з числа.

У світлі введеного позначення визначення арифметичного квадратного кореня слід, що й у будь-якого неотрицательного числа a .

Квадратне коріння з позитивного числа a за допомогою знака арифметичного квадратного кореня записується як і . Наприклад, квадратне коріння з числа 13 є і . Арифметичний квадратний корінь з нуля дорівнює нулю, тобто . Для негативних чисел a записи ми не надаватимемо сенсу аж до вивчення комплексних чисел. Наприклад, позбавлені сенсу вираження та .

За підсумками визначення квадратного кореня доводяться властивості квадратних коренів , які найчастіше застосовуються практично.

На закінчення цього пункту зауважимо, що квадратне коріння з числа a є рішеннями виду x 2 =a щодо змінної x .

Кубічний корінь із числа

Визначення кубічного кореняу складі a дається аналогічно визначенню квадратного кореня. Тільки воно базується на понятті куба числа, а чи не квадрата.

Визначення

Кубічним коренем з числа aназивається число, куб якого дорівнює a.

Наведемо приклади кубічного коріння. Для цього візьмемо кілька чисел, наприклад, 7 , 0 , −2/3 і зведемо їх у куб: 7 3 =7·7·7=343 , 0 3 =0·0·0=0 , . Тоді, ґрунтуючись на визначенні кубічного кореня, можна стверджувати, що число 7 – це кубічний корінь із 343 , 0 є кубічний корінь із нуля, а −2/3 є кубічним коренем із −8/27 .

Можна показати, що кубічний корінь у складі a , на відміну квадратного кореня, завжди існує, причому як для неотрицательных a , але й будь-якого дійсного числа a . Для цього можна використовувати той самий спосіб, про який ми згадували щодо квадратного кореня.

Більше того, існує лише єдиний кубічний корінь з даного числа a. Доведемо останнє твердження. І тому окремо розглянемо три випадки: a – позитивне число, a=0 і a – негативне число.

Легко показати, що при позитивному кубічний корінь з a не може бути ні негативним числом, ні нулем. Справді, нехай b є кубічним коренем з a тоді за визначенням ми можемо записати рівність b 3 =a . Відомо, що це рівність може бути правильним при негативних b і за b=0 , оскільки у випадках b 3 =b·b буде негативним числом чи нулем відповідно. Отже, кубічний корінь із позитивного числа a є позитивним числом.

Тепер припустимо, що крім числа b існує ще один кубічний корінь із числа a, позначимо його c. Тоді c 3 = a. Отже, b 3 −c 3 =a−a=0 , але b 3 −c 3 =(b−c)·(b 2 +b·c+c 2)(це формула скороченого множення різницю кубів), звідки (b−c)·(b 2 +b·c+c 2)=0 . Отримана рівність можлива лише коли b−c=0 або b 2 +b·c+c 2 =0 . З першої рівності маємо b=c , а друга рівність немає рішень, тому що ліва його частина є позитивним числом для будь-яких позитивних чисел b і c як сума трьох позитивних доданків b 2 , b·c і c 2 . Цим доведено єдиність кубічного кореня з позитивного числа a.

При a=0 кубічним коренем у складі a є лише число нуль. Дійсно, якщо припустити, що існує число b , яке є відмінним від нуля кубічним коренем з нуля, то повинна виконуватись рівність b 3 =0 , яка можлива лише при b = 0 .

Для негативних a можна навести міркування, аналогічні випадку позитивних a . По-перше, показуємо, що кубічний корінь з негативного числа не може дорівнювати ні позитивному числу, ні нулю. По-друге, припускаємо, що існує другий кубічний корінь із негативного числа і показуємо, що він обов'язково збігатиметься з першим.

Отже, завжди існує кубічний корінь з будь-якого даного дійсного числа a, причому єдиний.

Дамо визначення арифметичного кубічного кореня.

Визначення

Арифметичним кубічним коренем із невід'ємного числа aназивається невід'ємне число, куб якого дорівнює a.

Арифметичний кубічний корінь з невід'ємного числа a позначається як знак називається знаком арифметичного кубічного кореня, число 3 в цьому записі називається показником кореня. Число під знаком кореня – це підкорене число, вираз під знаком кореня – це підкорене вираз.

Хоча арифметичний кубічний корінь визначається лише негативних чисел a , але зручно також використовувати записи, у яких під знаком арифметичного кубічного кореня перебувають негативні числа. Розумітимемо їх так: , де a – позитивне число. Наприклад, .

Про властивості кубічного коріння ми поговоримо в загальній статті властивості коренів.

Обчислення значення кубічного кореня називається вилученням кубічного кореня, це дію розібрано у статті витяг коренів: способи, приклади, рішення .

На закінчення цього пункту скажемо, що кубічний корінь у складі a є рішенням виду x 3 =a .

Корінь n-ого ступеня, арифметичний корінь ступеня n

Узагальнемо поняття кореня з числа – введемо визначення кореня n-ого ступенядля n.

Визначення

Корінь n-ого ступеня з числа a- Це число, n-я ступінь якого дорівнює a .

З цього визначення зрозуміло, що корінь першого ступеня з числа a є число a , оскільки щодо ступеня з натуральним показником ми прийняли a 1 =a .

Вище ми розглянули окремі випадки кореня n-ого ступеня при n=2 і n=3 – квадратний корінь і кубічний корінь. Тобто квадратний корінь – це корінь другого ступеня, а кубічний корінь – корінь третього ступеня. Для вивчення коренів n-ого ступеня при n=4, 5, 6, … їх зручно розділити на дві групи: перша група – коріння парних ступенів (тобто, при n=4, 6, 8, …), друга група – коріння непарних ступенів (тобто, при n=5, 7, 9, …). Це з тим, що коріння парних ступенів аналогічні квадратному кореню, а коріння непарних ступенів – кубическому. Розберемося з ними по черзі.

Почнемо з коренів, ступенями яких є парні числа 4, 6, 8, … Як ми вже сказали, вони аналогічні квадратного кореня з числа a . Тобто корінь будь-якого парного ступеня з числа a існує лише для невід'ємного a . Причому, якщо a=0 , то корінь a єдиний і дорівнює нулю, а якщо a>0 , то існує два корені парного ступеня з числа a , причому вони є протилежними числами.

Обґрунтуємо останнє твердження. Нехай b – корінь парного ступеня (позначимо її як 2m, де m – деяке натуральне число) з числа a. Припустимо, що є число c – ще один корінь ступеня 2·m у складі a . Тоді b 2·m −c 2·m =a−a=0 . Але ми знаємо виду b 2·m −c 2·m = (b−c)·(b+c)· (b 2·m−2 +b 2·m−4 ·c 2 +b 2·m−6 ·c 4 +…+c 2·m−2)тоді (b−c)·(b+c)· (b 2·m−2 +b 2·m−4 ·c 2 +b 2·m−6 ·c 4 +…+c 2·m−2)=0. З цієї рівності випливає, що b−c=0 , або b+c=0 , або b 2·m−2 +b 2·m−4 ·c 2 +b 2·m−6 ·c 4 +…+c 2·m−2 =0. Перші дві рівності означають, що числа b та c рівні або b та c – протилежні. А остання рівність справедлива лише за b=c=0 , оскільки у його лівої частини перебуває вираз, яке неотрицательно при будь-яких b і як сума неотрицательных чисел.

Що стосується коренів n-ого ступеня при непарних n, то вони аналогічні кубічному кореню. Тобто корінь будь-якого непарного ступеня з числа a існує для будь-якого дійсного числа a, причому для даного числа a він є єдиним.

Єдиність кореня непарного ступеня 2·m+1 у складі a доводиться за аналогією з доказом єдиності кубічного кореня з a . Тільки тут замість рівності a 3 −b 3 =(a−b)·(a 2 +a·b+c 2)використовується рівність виду b 2·m+1 −c 2·m+1 = (b−c)·(b 2·m +b 2·m−1 ·c+b 2·m−2 ·c 2 +… +c 2·m). Вираз в останній дужці можна переписати як b 2·m +c 2·m +b·c·(b 2·m−2 +c 2·m−2 + b·c·(b 2·m−4 +c 2·m−4 +b·c·(…+(b 2 +c 2 +b·c)))). Наприклад, при m=2 маємо b 5 −c 5 =(b−c)·(b 4 +b 3 ·c+b 2 ·c 2 +b·c 3 +c 4)= (b−c)·(b 4 +c 4 +b·c·(b 2 +c 2 +b·c)). Коли a і b обидва позитивні чи обидва негативні їх добуток є позитивним числом, тоді вираз b 2 +c 2 +b·c , що у дужках найвищого ступеня вкладеності, є позитивним як сума позитивних чисел. Тепер, просуваючись послідовно до виразів у дужках попередніх ступенів вкладеності, переконуємося, що вони також є позитивними як суми позитивних чисел. У результаті отримуємо, що рівність b 2·m+1 −c 2·m+1 = (b−c)·(b 2·m +b 2·m−1 ·c+b 2·m−2 ·c 2 +… +c 2·m)=0можливо тільки тоді, коли b−c=0 , тобто коли число b дорівнює числу c .

Настав час розібратися з позначеннями коренів n-ого ступеня. Для цього дається визначення арифметичного кореня n-ого ступеня.

Визначення

Арифметичним коренем n-го ступеня з невід'ємного числа aназивається невід'ємне число, n -я ступінь якого дорівнює a.

Важливі зауваження!
1. Якщо замість формул ти бачиш абракадабру, почисти кеш. Як це зробити у твоєму браузері написано тут:
2. Перш ніж почнеш читати статтю, зверни увагу на наш навігатор за найкориснішими ресурсами для

Давай спробуємо розібратися, що це за поняття таке «корінь» та «з чим його їдять». Для цього розглянемо приклади, з якими ти вже стикався на уроках (ну, або тобі з цим тільки доведеться зіткнутися).

Наприклад, маємо рівняння. Яке рішення даного рівняння? Які числа можна звести до квадрата і отримати при цьому? Згадавши таблицю множення, ти легко даси відповідь: і (адже при перемноженні двох негативних чисел виходить позитивне число)! Для спрощення математики ввели спеціальне поняття квадратного кореня і надали йому спеціальний символ.

Дамо визначення арифметичного квадратного кореня.

А чому ж число має бути обов'язково невід'ємним? Наприклад, чому дорівнює. Так-так спробуємо підібрати. Може, три? Перевіримо: , а чи не. Може? Знову ж таки, перевіряємо: . Ну що ж, не підбирається? Це й слід було чекати - бо немає таких чисел, які при зведенні у квадрат дають негативне число!
Це треба запам'ятати: число або вираз під знаком кореня має бути негативним!

Однак найуважніші вже напевно помітили, що у визначенні сказано, що рішення квадратного кореня з числа називається таке невід'ємнечисло, квадрат якого дорівнює». Хтось із вас скаже, що на самому початку ми розбирали приклад, підбирали числа, які можна звести в квадрат і отримати при цьому, відповідь була і, а тут йдеться про якесь «невід'ємне число»! Таке зауваження цілком доречне. Тут необхідно просто розмежувати поняття квадратних рівнянь та арифметичного квадратного кореня у складі. Наприклад, не рівносильне виразу.

З цього випливає, що, тобто або. (Читай тему « »)

А слід, що.

Звичайно, це дуже плутає, але це необхідно запам'ятати, що знаки є результатом розв'язання рівняння, тому що при вирішенні рівняння ми повинні записати всі ікси, які при підстановці у вихідне рівняння дадуть правильний результат. Наше квадратне рівняння підходить як, так і.

Однак, якщо просто витягувати квадратний коріньз чогось, то завжди отримуємо один невід'ємний результат.

А тепер спробуй розв'язати таке рівняння. Вже все не так просто і гладко, правда? Спробуй перебрати числа, може щось і вигорить? Почнемо з самого початку – з нуля: – не підходить, рухаємось далі – менше трьох, теж відкидаємо, а що якщо. Перевіримо: - теж підходить, т.к. це більше трьох. З негативними числами вийде така сама історія. І що тепер робити? Невже перебір нам нічого не дав? Зовсім ні, тепер ми точно знаємо, що відповіддю буде деяке число між і, а також і. Крім того, очевидно, що рішення не будуть цілими числами. Більше того, вони не є раціональними. І що далі? Давай побудуємо графік функції та відзначимо на ньому рішення.

Давай спробуємо обдурити систему та отримати відповідь за допомогою калькулятора! Виймемо корінь з, діл-те! Ой-ой-ой, виходить, що. Таке число ніколи не кінчається. Як же таке запам'ятати, адже на іспиті калькулятора не буде! Все дуже просто, це й не треба запам'ятовувати, потрібно пам'ятати (або вміти швидко прикинути) приблизне значення. і вже самі собою відповіді. Такі числа називаються ірраціональними, саме для спрощення запису таких чисел і було запроваджено поняття квадратного кореня.

Розглянемо ще один приклад для закріплення. Розберемо таке завдання: тобі потрібно перетнути по діагоналі квадратне поле зі стороною кілометрів, скільки кілометрів тобі доведеться пройти?

Найочевидніше тут розглянути окремо трикутник і користуватися теоремою Піфагора: . Таким чином, . То чому ж тут однакова відстань? Очевидно, що відстань не може бути негативною, отримуємо, що. Корінь із двох приблизно дорівнює, але, як ми помітили раніше, вже є повноцінною відповіддю.

Щоб вирішення прикладів з корінням не викликало проблем, необхідно їх бачити та впізнавати. Для цього необхідно знати щонайменше квадрати чисел від до, а також вміти їх розпізнати. Наприклад, треба зазначити, що у квадраті одно, і навіть, навпаки, що - це у квадраті.

Вловив, що таке квадратне коріння? Тоді наріши кілька прикладів.

приклади.

Ну як, вийшло? Тепер давай подивимося такі приклади:

Відповіді:

Кубічний корінь

Ну що ж, з поняттям квадратного кореня начебто розібралися, тепер постараємося розібратися, що таке кубічний корінь і в чому їхня відмінність.

Кубічний корінь із деякого числа - це число, куб якого дорівнює. Помітили, тут все набагато простіше? Тут немає жодних обмежень на можливі значення як значення під знаком кубічного кореня, так і числа. Тобто кубічний корінь можна витягти з числа: .

Вловили, що таке кубічний корінь і як його добувати? Тоді наперед вирішувати приклади.

приклади.

Відповіді:

Корінь - ого ступеня

Ну що ж, ми розібралися з поняттями квадратного та кубічного кореня. Тепер узагальним отримані знання поняттям корінь -ого ступеня.

Корінь -ого ступеняу складі — це число, -ая ступінь якого дорівнює, тобто.

рівносильно.

Якщо - парно, то:

• при негативному, вираз не має сенсу (коріння парного ступеня з негативних чисел витягти не можна!);
• при невід'ємному() Вираз має один невід'ємний корінь.

Якщо - непарно, то вираз має єдиний корінь за будь-якого.

Не лякайтеся, тут діють такі ж принципи, що і з квадратним і кубічним корінням. Тобто принципи, які ми застосовували при розгляді квадратних коренів, поширюємо на всі корені парного ступеня.

А ті властивості, які застосовували для кубічного кореня, поширюються на корені непарного ступеня.

Ну що, стало зрозуміліше? Давайте розбиратися на прикладах:

Тут все більш-менш зрозуміло: спочатку дивимося - ага, ступінь - парна, під коренем число позитивне, значить наше завдання - знайти таке число, четвертий ступінь якого дасть нам. Ну, чи є припущення? Може? Точно, !

Так, ступінь дорівнює - непарна, під коренем число негативне. Наше завдання – знайти таке число, при зведенні якого у ступінь виходить. Відразу помітити корінь досить важко. Однак можна відразу звузити область пошуку, правда? По-перше, безперечно шукане число негативно, а по-друге, можна помітити, що - непарне, а значить і число, що шукається - непарне. Спробуй підібрати коріння. Звичайно ж, і можна сміливо відкидати. Може?

Так, це те, що ми шукали! Зауваж, що з спрощення розрахунку ми користувалися властивостями ступенів: .

Основні властивості коренів

Зрозуміло? Якщо ні, то розглянувши приклади, все має стати на свої місця.

Розмноження коренів

Як множити коріння? На це питання допомагає відповісти найпростіша та базова властивість:

Почнемо з простенького:

Коріння з чисел, що вийшло, рівно не витягуються? Не біда – ось вам такі приклади:

А якщо множників не два, а більше? Теж саме! Формула множення коренів працює з будь-якою кількістю множників:

Що ми можемо зробити з ним? Ну звичайно, сховати трійку під коренем, пам'ятаючи при цьому, що трійка - корінь квадратний!

Навіщо нам це потрібне? Так просто, щоб розширити наші можливості при вирішенні прикладів:

Як тобі така властивість коріння? Істотно спрощує життя? На мене, так точно! Тільки треба пам'ятати, що вносити під знак кореня парного ступеня ми можемо лише позитивні числа.

Подивимося, де це ще може стати в нагоді. Наприклад, у задачі вимагають порівняти два числа:

Що більше:

Відразу і не скажеш. Ну що, скористаємось розібраною властивістю внесення числа під знак кореня? Тоді вперед:

Ну і, знаючи, що чим більше число під знаком кореня, тим більше корінь! Тобто. якщо, отже, . Звідси твердо робимо висновок, що. І ніхто не переконає нас у протилежному!

До цього ми вносили множник під знак кореня, а як його винести? Треба просто розкласти його на множники та витягти те, що витягується!

Можна було піти іншим шляхом і розкласти на інші множники:

Непогано, правда? Будь-який із цих підходів вірний, вирішуй як тобі зручно.

Ось, наприклад, такий вираз:

У цьому прикладі ступінь парний, а якщо він буде непарний? Знову ж таки, застосуй властивості ступеня і розклади все на множники:

З цим начебто все ясно, а от як витягти корінь з числа в міру? Ось, наприклад, таке:

Досить просто, правда? А якщо ступінь більше двох? Дотримуємося тієї ж логіки, використовуючи властивості ступенів:

Ну як усе зрозуміло? Тоді такий приклад:

Це підводне каміння, про них завжди варто пам'ятати. Це і є відображення на прикладах якості:

Зрозуміло? Закріплюй на прикладах:

Ага, бачимо, корінь парною мірою, негативне число під коренем теж парною мірою. Ну і те саме виходить? А ось що:

От і все! Тепер такі приклади:

Вловив? Тоді наперед вирішувати приклади.

приклади.

Відповіді.

Якщо отримав відповіді, можна зі спокійною душею рухатися далі. Якщо ні, то давай розберемося в цих прикладах:

Подивимося на дві інші властивості коренів:

Ці властивості обов'язково треба розбирати на прикладах. Ну що, займемося цим?

Розібрався? Давай закріпимо.

приклади.

Відповіді.

КОРНІ І ЇХ ВЛАСТИВОСТІ. СЕРЕДНІЙ РІВЕНЬ

Арифметичний квадратний корінь

Рівняння має два рішення: в. Це числа, квадрат яких дорівнює.

Розглянемо рівняння. Вирішимо його графічно. Намалюємо графік функції та лінію на рівні. Крапки перетину цих ліній і будуть рішеннями. Бачимо, що й у цього рівняння два рішення – одне позитивне, інше негативне:

Але в даному випадку рішення не є цілими числами. Більше того, вони не є раціональними. Щоб записати ці ірраціональні рішення, ми вводимо спеціальний символ квадратного кореня.

Арифметичний квадратний корінь- Це невід'ємне число, квадрат якого дорівнює. При виразі не визначено, т.к. немає такого числа, квадрат якого дорівнює негативному числу.

Корінь із квадрата: .

Наприклад, . А слід, що або.

Ще раз звертаю увагу, це дуже важливо: Квадратний корінь – це завжди невід'ємне число: !

Кубічний коріньу складі — це число, куб якого дорівнює. Кубічний корінь визначено всім. Його можна витягти з числа: . Як бачимо, він може набувати і негативних значень.

Корінь -ой ступеня у складі — це число, -я ступінь якого дорівнює, тобто.

Якщо – парно, тоді:

• якщо, то корінь -ого ступеня a не визначений.
• якщо, то невід'ємний корінь рівняння називається арифметичним коренем -ой ступеня і позначається.

Якщо - непарно, тоді рівняння має єдиний корінь за будь-якого.

Ти помітив, що ліворуч від знаку кореня ми пишемо його ступінь? Але не для квадратного кореня! Якщо бачиш корінь без ступеня, то він квадратний (ступеня).

приклади.

Основні властивості коренів

КОРНІ І ЇХ ВЛАСТИВОСТІ. КОРОТКО ПРО ГОЛОВНЕ

Квадратним коренем (арифметичним квадратним коренем)з невід'ємного числа називається таке невід'ємне число, квадрат якого дорівнює

Властивості коріння:

Ну ось, тема закінчена. Якщо ти читаєш ці рядки, значить ти дуже крутий.

Тому що лише 5% людей здатні освоїти щось самостійно. І якщо ти дочитав до кінця, то ти потрапив у ці 5%!

Тепер найголовніше.

Ти розібрався з теорією на цю тему. І, повторюся, це… це просто супер! Ти вже краще, ніж абсолютна більшість твоїх однолітків.

Проблема в тому, що цього не вистачить.

Для чого?

Для успішної здачі ЄДІ, для вступу до інституту на бюджет і, найголовніше, для життя.

Я не буду тебе ні в чому переконувати, просто скажу одну річ…

Люди, які здобули хорошу освіту, заробляють набагато більше, ніж ті, хто її не отримав. Це – статистика.

Але й це – не головне.

Головне те, що вони БІЛЬШЕ ЩАСЛИВІ (є такі дослідження). Можливо тому, що перед ними відкривається набагато більше можливостей і життя стає яскравішим? Не знаю...

Але, думай сам...

Що потрібно, щоб бути, напевно, кращим за інших на ЄДІ і бути зрештою… більш щасливим?

Набити руку, вирішуючи завдання за цією темою.

На іспиті в тебе не питатимуть теорію.

Тобі треба буде вирішувати завдання на якийсь час.

І, якщо ти не вирішував їх (Багато!), ти обов'язково десь безглуздо помилишся або просто не встигнеш.

Це як у спорті – потрібно багато разів повторити, щоби виграти напевно.

Знайди де хочеш збірку, обов'язково з рішеннями, докладним розборомі вирішуй, вирішуй, вирішуй!

Можна скористатися нашими завданнями (не обов'язково), і ми їх, звичайно, рекомендуємо.

Для того, щоб набити руку за допомогою наших завдань, потрібно допомогти продовжити життя підручнику YouClever, який ти зараз читаєш.

Як? Є два варіанта:

1. Відкрий доступ до всіх прихованих завдань у цій статті
2. Відкрий доступ до всіх прихованих завдань у всіх 99 статтях підручника. Купити підручник - 499 руб

Так, у нас у підручнику 99 таких статей та доступ для всіх завдань та всіх прихованих текстів у них можна відкрити одразу.

Доступ до всіх прихованих завдань надається на весь час існування сайту.

І на закінчення...

Якщо наші завдання тобі не подобаються, то знайди інші. Тільки не зупиняйся на теорії.

"Зрозумів" і "Вмію вирішувати" - це зовсім різні навички. Тобі потрібні обидва.

Знайди завдання та вирішуй!

Урок та презентація на тему: "Властивості кореня n-ого ступеня. Теореми"

Додаткові матеріали
Шановні користувачі, не забувайте залишати свої коментарі, відгуки, побажання! Усі матеріали перевірені антивірусною програмою.

Навчальні посібники та тренажери в інтернет-магазині "Інтеграл" для 11 класу
Інтерактивний посібник для 9–11 класів "Тригонометрія"
Інтерактивний посібник для 10–11 класів "Логарифми"

Властивості кореня n-ого ступеня. Теореми

Теорема 1. Корінь n-ого ступеня з добутку двох невід'ємних чисел дорівнює добутку коріння n-ого ступеня цих чисел: $\sqrt[n](a*b)=\sqrt[n](a)*\sqrt[n]( b) $.

Давайте доведемо теорему.
Доведення. Діти, для доказу теореми давайте введемо нові змінні, позначимо:
$\sqrt[n](a*b)=x$.
$\sqrt[n](a)=y$.
$ \ sqrt [n] (b) = z $.
Нам треба довести, що $ x = y * z $.
Зауважимо, що виконуються такі тотожності:
$a*b=x^n$.
$a=y^n$.
$b=z^n$.
Тоді виконується така тотожність: $x^n=y^n*z^n=(y*z)^n$.
Ступені двох невід'ємних чисел та його показники рівні, тоді й самі підстави ступенів рівні. Значить $x=y*z$, що потрібно було довести.

Теорема 2. Якщо $а≥0$, $b>0$ і n – натуральне число, яке більше 1, тоді виконується така рівність: $\sqrt[n](\frac(a)(b))=\frac(\sqrt[ n](a))(\sqrt[n](b))$.

Тобто корінь n-ого ступеня частки дорівнює приватному коріння n-ого ступеня.

Доведення.
Для доказу скористаємось спрощеною схемою у вигляді таблиці:

Приклади обчислення кореня n-ого ступеня

приклад.
Обчислити: $ \ sqrt (7 \ frac (19) (32)) $.
Рішення. Представимо підкорене вираз у вигляді неправильного дробу: $ 7 frac (19) (32) = frac (7 * 32 +19) (32) = frac (243) (32) $.
Скористаємося теоремою 2: $\sqrt(\frac(243)(32))=\frac(\sqrt(243))(\sqrt(32))=\frac(3)(2)=1\frac(1) (2) $.

приклад.
Обчислити:
а) $ \ sqrt (24) * \ sqrt (54) $.
б) $\frac(\sqrt(256))(\sqrt(4))$.
Рішення:
а) $ \ sqrt (24) * \ sqrt (54) = \ sqrt (24 * 54) = \ sqrt (8 * 3 * 2 * 27) = \ sqrt (16 * 81) = \ sqrt (16) * \ sqrt (81) = 2 * 3 = 6 $.
б) $ frac (sqrt (256)) ( sqrt (4)) = sqrt (frac (256) (4)) = sqrt (64) = 24 $.

Теорема 3. Якщо $a≥0$, k і n – натуральні числа більше 1, то справедлива рівність: $(\sqrt[n](a))^k=\sqrt[n](a^k)$.

Щоб звести корінь у натуральний ступінь, достатньо звести у цей ступінь підкорене вираз.

Доведення.
Давайте розглянемо окремий випадок для $k=3$. Скористаємося теоремою 1.
$(\sqrt[n](a))^k=\sqrt[n](a)*\sqrt[n](a)*\sqrt[n](a)=\sqrt[n](a*a * a) = \ sqrt [n] (a ^ 3) $.
Також можна довести і для будь-якого іншого випадку. Діти, доведіть самі для випадку, коли $k=4$ і $k=6$.

Теорема 4. Якщо $a≥0$ b n,k – натуральні числа більші 1, то справедлива рівність: $\sqrt[n](\sqrt[k](a))=\sqrt(a)$.

Щоб витягти корінь з кореня, достатньо перемножити показники коріння.

Доведення.
Доведемо знову стисло, використовуючи таблицю. Для доказу скористаємось спрощеною схемою у вигляді таблиці:

приклад.
$\sqrt(\sqrt(a))=\sqrt(a)$.
$\sqrt(\sqrt(a))=\sqrt(a)$.
$\sqrt(\sqrt(a))=\sqrt(a)$.

Теорема 5. Якщо показники кореня та підкореного виразу помножити на одне й те саме натуральне число, то значення кореня не зміниться: $\sqrt(a^(kp))=\sqrt[n](a)$.

Доведення.
Принцип доказу нашої теореми такий самий, як і в інших прикладах. Введемо нові змінні:
$\sqrt(a^(k*p))=x=>a^(k*p)=x^(n*p)$ (за визначенням).
$\sqrt[n](a^k)=y=>y^n=a^k$ (за визначенням).
Остання рівність зведемо в ступінь p
$(y^n)^p=y^(n*p)=(a^k)^p=a^(k*p)$.
Отримали:
$y^(n*p)=a^(k*p)=x^(n*p)=>x=y$.
Тобто $\sqrt(a^(k*p))=\sqrt[n](a^k)$, що потрібно було довести.

Приклади:
$\sqrt(a^5)=\sqrt(a)$ (розділили показники на 5).
$\sqrt(a^(22))=\sqrt(a^(11))$ (розділили показники на 2).
$\sqrt(a^4)=\sqrt(a^(12))$ (помножили показники на 3).

приклад.
Виконати дії: $\sqrt(a)*\sqrt(a)$.
Рішення.
Показники коренів - це різні числа, тому ми можемо скористатися теоремою 1, але застосувавши теорему 5, ми можемо отримати рівні показники.
$\sqrt(a)=\sqrt(a^3)$ (помножили показники на 3).
$\sqrt(a)=\sqrt(a^4)$ (помножили показники на 4).
$\sqrt(a)*\sqrt(a)=\sqrt(a^3)*\sqrt(a^4)=\sqrt(a^3*a^4)=\sqrt(a^7)$.

Завдання для самостійного вирішення

Цілі уроку:

Освітня: створити умови на формування в учнів цілісного ставлення до корені n-ого ступеня, навичок свідомого і раціонального використання властивостей кореня під час вирішення різних завдань.

Розвиваюча: створити умови у розвиток алгоритмічного, творчого мислення, розвивати навички самоконтролю.

Виховні: сприяти розвитку інтересу до предмета, активності, виховувати акуратність у роботі, вміння висловлювати власну думку, давати рекомендації.

Хід уроку

1. Організаційний момент.

Добридень! Добра година!

Як я рада вас бачити.

Продзвенів уже дзвінок

Починається урок.

Усміхнулися. Дорівнювали.

Один на одного подивилися

І тихенько дружно сіли.

2. Мотивація уроку.

Видатний французький філософ, учений Блез Паскаль стверджував: «Велич людини у його здатності мислити». Сьогодні ми спробуємо відчути себе великими людьми, відкриваючи знання собі. Девізом до сьогоднішнього уроку будуть слова давньогрецького математика Фалеса:

Що є найбільше у світі? - Простір.

Що найшвидше? - Розум.

Що наймудріше? – Час.

Що найприємніше? - Досягти бажаного.

Хочеться, щоб кожен із вас на сьогоднішньому уроці досягнув бажаного результату.

3. Актуалізація знань.

1. Назвіть взаємозворотні операції алгебри над числами. (Складання та віднімання, множення та поділ)

2. Чи завжди можна виконати таку операцію алгебри, як розподіл? (Ні, ділити на нуль не можна)

3. Яку ще операцію ви можете виконувати з числами? (Зведення в ступінь)

4. Яка операція їй буде зворотною? (Вилучення кореня)

5. Корінь якого ступеня ви можете отримувати? (Корінь другого ступеня)

6. Які властивості квадратного кореня ви знаєте? (Витяг квадратного кореня з твору, з приватного, з кореня, зведення в ступінь)

7. Знайдіть значення виразів:

З історії.Ще 4000 років тому вавилонські вчені склали поряд з таблицями множення та таблицями зворотних величин (за допомогою яких розподіл чисел зводилося до множення) таблиці квадратів чисел і квадратних коренів чисел. При цьому вони вміли знаходити приблизно значення квадратного кореня з будь-якого цілого числа.

4. Вивчення нового матеріалу.

Очевидно, що відповідно до основних властивостей ступенів з натуральними показниками, з будь-якого позитивного числа існує два протилежні значення кореня парного ступеня, наприклад, числа 4 і -4 є корінням квадратним з 16, так як (-4) 2 = 42 = 16, а числа 3 і -3 є корінням четвертого ступеня з 81, так як (-3) 4 = З4 = 81.

Крім того, немає кореня парного ступеня з негативного числа, оскільки парний ступінь будь-якого дійсного числа невід'ємний. Що ж до кореня непарного ступеня, то для будь-якого дійсного числа існує тільки один корінь непарного ступеня з цього числа. Наприклад, 3 є корінь третього ступеня з 27, оскільки З3 = 27, а -2 є корінь п'ятого ступеня з -32, оскільки (-2) 5 = 32.

У зв'язку з існуванням двох коренів парного ступеня з позитивного числа, введемо поняття арифметичного кореня, щоб усунути цю двозначність кореня.

Невід'ємне значення кореня n-го ступеня з невід'ємного числа називається арифметичним коренем.

Позначення: - Корінь n-го ступеня.

Число n називається ступенем арифметичного кореня. Якщо n = 2, то рівень кореня не вказується і пишеться. Корінь другого ступеня прийнято називати квадратним, а корінь третього ступеня – кубічним.

B, b2 = а, а ≥ 0, b ≥ 0

B, bп = а, п - парне а ≥ 0, b ≥ 0

п - непарне а, b - будь-які

Властивості

1. , а ≥ 0, b ≥ 0

2. , а ≥ 0, b >0

3. , а ≥ 0

4. , m, n, k - натуральні числа

5. Закріплення нового матеріалу.

Усна робота

а) Які висловлювання мають сенс?

б) При яких значеннях змінної а є сенс вираз?

Вирішити №3, 4, 7, 9, 11.

6. Фізкультхвилинка.

У всіх справах помірність потрібна,

Нехай буде основним правилом вона.

Гімнастикою займися, якщо думав довго,

Гімнастика не виснажує тіла,

Але очищає організм повністю!

Закрийте очі, розслабте тіло,

Уявіть – ви птахи, ви раптом полетіли!

Тепер в океані дельфіном пливете,

Тепер у саду яблука стиглі рветься.

Ліворуч, праворуч, довкола подивилися,

Розплющили очі, і знову за справу!

7. Самостійна робота.

Робота у парах с. 178 №1, №2.

8. Д/з.Вивчити п.10 (с.160-161), вирішити № 5, 6, 8, 12, 16(1, 2).

9. Підсумки уроку. Рефлексія діяльності.

Чи досягнув урок своєї мети?

Чого ви навчилися?