Понятие корня н ой степени из действительного числа. Урок «Понятие корня n-й степени из действительного числа. Алгебраический корень: для тех, кто хочет знать больше

Cлайд 1

МОУ лицей №10 города Советска Калининградской области учитель математики Разыграева Татьяна Николаевна Понятие корня n – й степени из действительного числа.

Cлайд 2

Какая кривая является графиком функции y = x²? Какая кривая является графиком функции y = x⁴ ? Рассмотрим уравнение x⁴ = 1. Построим графики функций y = x⁴ и y = 1. Ответ: x = 1, x = -1. Аналогично: x⁴ = 16. Ответ: x = 2, x = -2. Аналогично: x⁴ = 5. y = 5 Ответ:

Cлайд 3

Рассмотрим уравнение x⁵ = 1. Построим графики функций y = x⁵ и y = 1. Аналогично: x⁵ = 7. Ответ: x = 1. Ответ: Рассмотрим уравнение: где a > 0, n N, n >1. Если n - чётное, то уравнение имеет два корня: Если n - нечётное, то один корень:

Cлайд 4

Определение 1: Корнем n – й степени из неотрицательного числа a (n = 2,3,4,5,…) называют такое неотрицательное число, которое при возведении в степень n даёт в результате число a. Это число обозначают: a n - подкоренное выражение -показатель корня Операцию нахождения корня из неотрицательного числа называют извлечением корня. Если a 0, n = 2,3,4,5,…, то

Cлайд 5

Операция извлечение корня является обратной по отношению к возведению в соответствующую степень. 5² = 25 10³ = 1000 0,3⁴ = 0,0081 25 = 5 3 4 Иногда выражение a называют радикалом от латинского слова radix – «корень». n Символ - это стилизованная буква r. Возведение в степень Извлечение корня

Cлайд 6

Пример 1: Вычислить: а) 49; б) 0,125; в) 0 ; г) 17 3 7 4 Решение: а) 49 = 7, так как 7 > 0 и 7² = 49; 3 б) 0,125 = 0,5, так как 0,5 > 0 и 0,5³ = 0,125; в) 0 ; г) 17 ≈ 2,03 4 Определение 2: Корнем нечётной степени n из отрицательного числа a (n = 3,5,…) называют такое отрицательное число, которое при возведении в степень n даёт в результате число a.

Cлайд 7

Итак Вывод: Корень чётной степени имеет смысл (т.е. определён) только для неотрицательного подкоренного выражения; корень нечётной степени имеет смысл для любого подкоренного выражения. Пример 2: Решите уравнения: Если a < 0, n = 3,5,7,…, то

X 4 =1 и решим его графически. Для этого в одной системе координат построим график функции у = х n прямую у = 1 (рис. 164 а). Они пересекаются в двух точках:

Являются корнями уравнения х 4 = 1.
Рассуждая точно так же, находим корни уравнения х 4 =16:

А теперь попробуем решить уравнение х 4 =5; геометрическая иллюстрация представлена на рис. 164 б. Ясно, что уравнение имеет два корня x 1 и x 2 , причем эти числа, как и в двух предыдущих случаях, взаимно противоположны. Но для первых двух уравнений корни были найдены без труда (их можно было найти и не пользуясь графиками), а с уравнением х 4 =5 имеются проблемы: по чертежу мы не Гложем указать значения корней, а можем только установить, что один корень располагается левее точки -1, а второй - правее точки 1.
Можно доказать (примерно так же, как это сделано в нашем учебнике «Алгебра-8» для числа л/б), что х 1 и х 2 - иррациональные числа (т.е. бесконечные непериодические десятичные дроби).

Встретившись впервые с подобной ситуацией, математики поняли, что надо придумать способ ее описания на математическом языке. Они ввели в рассмотрение новый символ который назвали корнем четвертой степени, и с помощью этого символа корни уравнения х 4 = 5 записали так: (читается: «корень четвертой степени из пяти»).

Замечание 1. Сравните эти рассуждения с аналогичными рассуждениями, проведенными в § 17, 32 и 38. Новые термины и новые обозначения в математике появляются тогда, когда они необходимы для описания новой математической модели . Это - отражение особенности математического языка: его основная функция не коммуникативная - для общения, а организующая - для организации успешной работы с математическими моделями в разных областях знаний.

Мы говорили об уравнении х 4 =а, где а >0. С равным успехом мы могли говорить и об уравнении х 4 =а, гдеа > 0, а п - любое натуральное число. Например, решая графически уравнение х 5 = 1, находим х = 1 (рис. 165); решая уравнение х 5 " = 7, устанавливаем, что уравнение имеет один корень хг, который располагается на оси х чуть правее точки 1 (см. рис. 165). Для числа хх введем обозначение Чч.

Вообще, решая уравнение х п =а, где а >0, n е N, п>1, получаем в случае четного п два корня: (рис. 164, в); в случае нечетного п - один корень (читается: «корень n-й степени из числа а»). Решая уравнение х п =0, получаем единственный корень х=0.

Замечание 2. В математическом языке, как и в обыденном языке, бывает так, что один и тот же термин применяется к разным понятиям; так, в предыдущем предложении слово « корень» употреблено в двух смыслах: как корень уравнения (к такому толкованию вы давно привыкли) и как корень л-й степени из числа (новое толкование). Обычно из контекста бывает ясно, какое толкование термина имеется в виду.

Теперь мы готовы дать точное определение.

Определение 1. Корнем л-й степени из неотрицательного числа а (n = 2, 3,4, 5,...) называют такое неотрицательное число, которое при возведении в степень n дает в результате число а.

Это число обозначают , число а при этом называют подкоренным числом, а число n - показателем корня.
Если n=2, то обычно не говорят «корень второй степени», а говорят"«корень квадратный». В этом случае не пишут Это тот частный случай, который вы специально изучали в курсе алгебры 8-го класса.

Если n = 3, то вместо «корень третьей степени» часто говорят «корень кубический». Первое знакомство с кубическим корнем у вас также состоялось в курсе алгебры 8-го класса. Мы использовали кубический корень в § 36 при решении примера 6.

Вообще, - одна и та же математическая модель (одна и та же зависимость между неотрицательными числами а и Ь), но только вторая описана более простым языком (использует более простые символы), чем первая.

Операцию нахождения корня из неотрицательного числа называют обычно извлечением корня. Эта операция является обратной по отношению к возведению в соответствующую степень. Сравните:

Еще раз обратите внимание: в таблице фигурируют только положительные числа, поскольку это оговорено в определении 1. И хотя, например, (-6) 6 =36 - верное равенство, перейти от него к записи с использованием квадратного корня, т.е. написать, что нельзя. По определению

Иногда выражение называют радикалом (от латинского слова гаdix - «корень»). В русском языке термин радикальный используется довольно часто, например, «радикальные изменения» - это значит «коренные изменения». Между прочим, и само обозначение корня напоминает о слове гаdix: символ - это стилизованная буква r.

Пример 1. Вычислить:

г) В отличие от предыдущих примеров мы не можем указать точное значение числа Ясно лишь, что оно больше, чем 2, но меньше, чем 3, поскольку 2 4 =16 (это меньше, чем 17), а З 4 = 81 (это больше, чем 17). Замечаем, что 24 намного ближе к 17, чем З4, так что есть основания использовать знак приближенного равенства:

Впрочем, более точное приближенное значение числа можно найти с помощью калькулятора, который содержит операцию извлечения корня, оно равно приближенно
Операцию извлечения корня определяют и для отрицательного подкоренного числа, но только в случае нечетного показателя корня. Иными словами, равенство (-2)5 =-32 можно переписать в эквивалентной форме как . При этом используется следующее определение.

Определение 2. Корнем нечетной степени л из отрицательного числа а (n = 3,5,...) называют такое отрицательное число, которое, будучи возведено в степень n, дает в результате число а.

Это число, как и в определении 1, обозначают , число а - подкоренное число, число n - показатель корня.
Итак,

Таким образом, корень четной степени имеет смысл (т.е. определен) только для неотрицательного подкоренного выражения; корень нечетной степени имеет смысл для любого подкоренного выражения.
Пример 2 . Решить уравнения:

Решение: а) Если Фактически обе части заданного уравнения мы должны возвести в куб. Получим:

б) Рассуждая, как в примере а), возведем обе части уравнения в четвертую степень. Получим:

в) Здесь не надо возводить в четвертую степень, это уравнение не имеет решений. Почему? Потому, что согласно определению 1 корень четной степени - неотрицательное число.
г) Возведя обе части уравнения в шестую степень, получим:

А.Г. Мордкович Алгебра 10 класс

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки

Решим графически уравнение (икс в шестой степени равно единице), для этого построим в одной системе координат следующие графики функций: (игрек равен икс в шестой степени)

Как мы видим, они пересекаются в двух точках А и С, где абсциссы точек пересечения являются корнями уравнения,т.е. .(рис.2)

Из решения двух уравнениий мы видим, что каждое из них имеет два корня, причем эти числа взаимно противоположны.

В этих двух уравнениях корни находятся достаточно легко.

Рассмотрим уравнение 7 (икс в шестой степени равен семи) (рис.3)

Строим в одной системе координат графики функции и у=7

По чертежу видно, что уравнение имеет два корня икс один и икс два, но точные их значения указать нельзя, а только приближенные: они располагаются на оси х, один корень чуть левее точки -1, а второй — чуть правее точки 1.

Для того, чтобы разрешить аналогичные ситуации, математики ввели новый символ, корень шестой степени. И с помощью этого символа корни данного уравнения можно записать так: (икс один равен корень шестой степени из семи и икс два равен минус корень шестой степени из семи).

Рассмотрим решение уравнений с нечетной степенью

и (рис.4)

Как видно из чертежей, каждое из уравнений имеет один корень, но в первом уравнении корнем является целое число два, а во втором точно указать значение нельзя, следовательно, для него введем обозначение (корень пятой степени из шести).

Исходя из рассмотренных примеров сделаем вывод и дадим определение:

1.Уравнение (икс в степени эн равно а) , где n(эн) - любое натуральное четное число, а имеет два корня:

(корень энной степени из числа а и минус корень энной степени из числа а)

2.Уравнение (икс в степени эн равно а) , где n(эн) - любое натуральное нечетное число, а (а больше нуля) имеет один корень: (корень энной степени из числа а)

3.Уравнение (икс в степени эн равно ноль) имеет единственный корень х=0 (икс равен нулю).

Определение: Корнем n-й (энной) степени из неотрицительного числа а (n=2,3,34,5…) называют такое неотрицительное число,которое при возведении в степень n (эн) дает в результате число а.

Это число обозначают (корнем энной степени из числа а). Число а при этом называют подкоренным числом, а число n (эн) - показателем корня.

(Частный случай вы изучали в алгебре 8-го класса, когда n=2: пишут (корень квадратный из а)).

Необходимо запомнить, если

(если а неотрицательное число, n — натуральное число, большее единицы, то корень энной степени из числа а есть неотрицательное число и если корень энной степени из числа а возвести в энную степень, то получим число а, то есть подкоренное число).

Другими словами, определение можно перефразировать следующим образом:

(корнем энной степени из числа а называется число бэ, энная степень которого равна а).

Под термином извлечение из под корня понимают нахождение корня из неотрицательного числа. Другими словами, нужно выполнить обратное действие к возведению в соответствующую степень. Рассмотрим таблицу:

Будьте внимательны, согласно определению корня энной степени, в таблице рассматриваются только положительные числа.

Рассмотрим пример 1: Вычислите

а)(корень шестой степени из шестидесяти четырех равен двум, так как два - положительное число и два в шестой степени равно шестидесяти четырем).

(корень третьей степени из ноля целых двести шестнадцати тысячных равен ноль целых шесть десятых, так как найденное число положительно и в третьей степени дает падкоренное число)

Так как =

г) Согласно определению корня энной степени запишем два равенства: и

Следовательно, нам нужно найти число, которое в четвертой степени равно 55, но два в четвертой степени равно шестнадцати, что меньше 55,

И три в четвертой степени равно восьмидесяти одному, что больше 55, . Значит, точного значения указать нельзя, поэтому воспользуемся знаком приближенного равенства с точностью до сотых.

Для извлечения корня из отрицательного числа пользуются вторым определением:

Определение: Корнем нечетной степениn из отрицательного числа а (n=3,5,7,…)называют такое отрицательное число m, которое, будучи возведено в степень n, дает в результате число а.

число а при этом называют подкоренным числом, а число n (эн) - показателем корня.

Для корня нечетной степени справедливы два свойства:

(если а — отрицательное число,n — натуральное нечетное число, большее единицы, то корень энной степени из числа а есть отрицательное число, и если корень энной степени из числа а возвести в энную степень, то получим число а, то есть подкоренное число).

Проанализировав определения и свойства корня энной степени из числа, сделаем вывод:

Корень четной степени имеет смысл (то есть определен) только для неотрицательного подкоренного выражения;

Корень нечетной степени имеет смысл для любого подкоренного выражения

Урок и презентация на тему: "Корень n-ой степени из действительного числа"

Дополнительные материалы
Уважаемые пользователи, не забывайте оставлять свои комментарии, отзывы, пожелания! Все материалы проверены антивирусной программой.

Обучающие пособия и тренажеры в интернет-магазине "Интеграл" для 11 класса
Алгебраические задачи с параметрами, 9–11 классы
"Интерактивные задания на построение в пространстве для 10 и 11 классов"

Корень n степени. Повторение пройденного.

Ребята, тема сегодняшнего занятия называется "Корень n-ой степени из действительного числа" .
Корень квадратный из действительного числа мы с вами изучали в 8 классе. Корень квадратный связан с функцией вида $y=x^2$. Ребята, вы помните, как мы вычисляли корни квадратные, и какие у него были свойства? Повторите самостоятельно эту тему.
Давайте рассмотрим функцию вида $y=x^4$ и построим ее график.

Теперь графически решим уравнение: $x^4=16$.
На нашем графике функции проведем прямую $y=16$ и посмотрим, в каких точках два наших графика пересекаются.
По графику функции хорошо видно, что у нас два решения. Функции пересекаются в двух точках с координатами (-2;16) и (2;16). Абсциссы наших точек и есть решения нашего уравнения: $x_1=-2$ и $x_2=2$. Также легко найти корни уравнения $x^4=1$, очевидно, что $x_1=-1$ и $x_2=1$.
Как быть в случае, если есть уравнение $x^4=7$.
Давайте построим график наших функций:
По нашему графику хорошо видно, что уравнение имеет также два корня. Они симметричны относительно оси ординат, то есть они противоположны. Найти точное решение по графику функций не представляется возможным. Мы можем только сказать, что наши решения по модулю меньше 2, но больше 1. Также можно сказать, что наши корни являются иррациональными числами.
Столкнувшись с такой проблемой, математикам нужно было ее описать. Они ввели новое обозначение: $\sqrt{}$, который назвали корнем четвертой степени. Тогда корни нашего уравнения $x^4=7$ запишутся вот в таком виде: $x_1=-\sqrt{7}$ и $x_2=\sqrt{7}$. Читается, как корень четвертой степени из семи.
Мы говорили об уравнении вида $x^4=a$, где $а>0$ $(а=1,7,16)$. Мы можем рассматривать уравнения вида: $x^n=a$, где $а>0$, n - любое натуральное число.
Нам, следует обратить внимание на степень при х, от четности или нечетности степени - меняется количество решений. Давайте рассмотрим конкретный пример. Решим уравнение $x^5=8$. Построим графики функции:
По графику функций хорошо видно, что в нашем случае имеем всего одно решение. Решение принято обозначать как $\sqrt{8}$. Решая уравнение вида $x^5=a$ и пробежав по всей оси ординат, нетрудно понять, что это уравнение всегда будет иметь одно решение. При этом значение а может быть и меньше нуля.

Корень n степени. Определение

Определение. Корнем n-ой степени ($n=2,3,4…$) из неотрицательного числа а, называют такое неотрицательное число, при возведении которого в степень n получается число а.

Это число обозначают, как $\sqrt[n]{a}$. Число а называется подкоренным число, n – показатель корня.

Корни второй и третьей степени принято называть корнями квадратными и кубическими соответственно. Мы их изучали в восьмом и девятом классе.
Если $а≥0$, $n=2,3,4,5…$, то:
1) $\sqrt[n]{a}≥0,$
2) $(\sqrt[n]{a})^n=a.$
Операцию нахождения корня из неотрицательного числа называют "извлечением корня" .
Возведение в степень и извлечения корня - это одна и та же зависимость:

Ребята, обратите внимание, что в таблице представлены только положительные числа. В определении мы оговорили, что корень извлекается только из неотрицательного числа а. Дальше мы внесем уточнения, когда можно извлекать корень и из отрицательного числа а.

Корень n степени. Примеры решения

Вычислить:
а) $\sqrt{64}$.
Решение: $\sqrt{64}=8$, так как $8>0$ и $8^2=64$.

Б) $\sqrt{0,064}$.
Решение: $\sqrt{0,064}=0,4$, так как $0,4>0$ и $0,4^3=0,064$.

В) $\sqrt{0}$.
Решение: $\sqrt{0}=0$.

Г) $\sqrt{34}$.
Решение: В данном примере точное значение мы узнать не можем, наше число иррациональное. Но мы можем сказать, что оно больше 2 и меньше 3, так как 2 в 5 степени равно 32, а 3 в 5 степени равно 243. 34 лежит между этим числами. Приближенное значение мы можем найти с помощью калькулятора, который может вычислять корни $\sqrt{34}≈2,02$ с точностью до тысячных.
В нашем определении мы договорились вычислять корни n-ой степени только из положительных чисел. В начале урока мы видели пример, что можно извлекать корни n-ой степени и из отрицательных чисел. Мы рассмотрели нечетный показатель функции и теперь давайте внесем уточнения.

Определение. Корнем нечетной степени n (n=3,5,7,9…) из отрицательного числа а называют такое отрицательное число, при возведение которого в степень n получается а.

Обозначение принято использовать такие же.
Если $а 1) $\sqrt[n]{a} 2) $(\sqrt[n]{a})^n=a$.
Корень четной степени имеет смысл только для положительного подкоренного числа, корень нечетной степени имеет смысл для любого подкоренного числа.

Примеры.
а)Решить уравнения: $\sqrt{3x+3}=-3$.
Решение: Если $\sqrt{y}=-3$, то $y=-27$. То есть, обе части нашего уравнения надо возвести в куб.
$3х+3=-27$.
$3х=-30$.
$х=-10$.

Б)Решить уравнения: $\sqrt{2х-1}=1$.
Возведем обе части в четвертую степень:
$2х-1=1$.
$2х=2$.
$х=1$.

В) Решить уравнения: $\sqrt{4x-1}=-5$.
Решение: Согласно нашему определению, корень четной степени можно извлекать только из положительного числа, а нам дано отрицательное, тогда корней нет.

Г)Решить уравнения: $\sqrt{x^2-7x+44}=2$.
Решение: Возведем обе части уравнения в пятую степень:
$x^2-7x+44=32$.
$x^2-7x+12=0$.
$x_1=4$ и $x_2=3$.

Задачи для самостоятельного решения

1. Вычислите:
а) $\sqrt{81}$.
б) $\sqrt{0,0016}$.
в) $\sqrt{1}$.
г) $\sqrt{70}$.
2. Решите уравнения:
а) $\sqrt{2x+6}=2$.
б) $\sqrt{3x-5}=-1$.
в) $\sqrt{4x-8}=-4$.
г) $\sqrt{x^2-8x+49}=2$.

В этой статье мы введем понятие корня из числа . Будем действовать последовательно: начнем с квадратного корня, от него перейдем к описанию кубического корня, после этого обобщим понятие корня, определив корень n-ой степени. При этом будем вводить определения, обозначения, приводить примеры корней и давать необходимые пояснения и комментарии.

Квадратный корень, арифметический квадратный корень

Чтобы понять определение корня из числа, и квадратного корня в частности, нужно иметь . В этом пункте мы часто будем сталкиваться со второй степенью числа - квадратом числа.

Начнем с определения квадратного корня .

Определение

Квадратный корень из числа a - это число, квадрат которого равен a .

Чтобы привести примеры квадратных корней , возьмем несколько чисел, например, 5 , −0,3 , 0,3 , 0 , и возведем их в квадрат, получим соответственно числа 25 , 0,09 , 0,09 и 0 (5 2 =5·5=25 , (−0,3) 2 =(−0,3)·(−0,3)=0,09 , (0,3) 2 =0,3·0,3=0,09 и 0 2 =0·0=0 ). Тогда по данному выше определению число 5 является квадратным корнем из числа 25 , числа −0,3 и 0,3 есть квадратные корни из 0,09 , а 0 – это квадратный корень из нуля.

Следует отметить, что не для любого числа a существует , квадрат которого равен a . А именно, для любого отрицательного числа a не существует ни одного действительного числа b , квадрат которого равнялся бы a . В самом деле, равенство a=b 2 невозможно для любого отрицательного a , так как b 2 – неотрицательное число при любом b . Таким образом, на множестве действительных чисел не существует квадратного корня из отрицательного числа . Иными словами, на множестве действительных чисел квадратный корень из отрицательного числа не определяется и не имеет смысла.

Отсюда вытекает логичный вопрос: «А для любого ли неотрицательного a существует квадратный корень из a »? Ответ – да. Обоснованием этого факта можно считать конструктивный способ, используемый для нахождения значения квадратного корня .

Тогда встает следующий логичный вопрос: «Каково число всех квадратных корней из данного неотрицательного числа a – один, два, три, или еще больше»? Вот ответ на него: если a равно нулю, то единственным квадратным корнем из нуля является нуль; если же a – некоторое положительное число, то количество квадратных корней из числа a равно двум, причем корни являются . Обоснуем это.

Начнем со случая a=0 . Сначала покажем, что нуль действительно является квадратным корнем из нуля. Это следует из очевидного равенства 0 2 =0·0=0 и определения квадратного корня.

Теперь докажем, что 0 – единственный квадратный корень из нуля. Воспользуемся методом от противного. Предположим, что существует некоторое число b , отличное от нуля, которое является квадратным корнем из нуля. Тогда должно выполняться условие b 2 =0 , что невозможно, так как при любом отличном от нуля b значение выражения b 2 является положительным. Мы пришли к противоречию. Это доказывает, что 0 – единственный квадратный корень из нуля.

Переходим к случаям, когда a – положительное число. Выше мы сказали, что всегда существует квадратный корень из любого неотрицательного числа, пусть квадратным корнем из a является число b . Допустим, что существует число c , которое тоже является квадратным корнем из a . Тогда по определению квадратного корня справедливы равенства b 2 =a и c 2 =a , из них следует, что b 2 −c 2 =a−a=0 , но так как b 2 −c 2 =(b−c)·(b+c) , то (b−c)·(b+c)=0 . Полученное равенство в силу свойств действий с действительными числами возможно лишь тогда, когда b−c=0 или b+c=0 . Таким образом, числа b и c равны или противоположны.

Если же предположить, что существует число d , являющееся еще одним квадратным корнем из числа a , то рассуждениями, аналогичными уже приведенным, доказывается, что d равно числу b или числу c . Итак, число квадратных корней из положительного числа равно двум, причем квадратные корни являются противоположными числами.

Для удобства работы с квадратными корнями отрицательный корень «отделяется» от положительного. С этой целью вводится определение арифметического квадратного корня .

Определение

Арифметический квадратный корень из неотрицательного числа a – это неотрицательное число, квадрат которого равен a .

Для арифметического квадратного корня из числа a принято обозначение . Знак называется знаком арифметического квадратного корня. Его также называют знаком радикала. Поэтому можно часть слышать как «корень», так и «радикал», что означает один и тот же объект.

Число под знаком арифметического квадратного корня называют подкоренным числом , а выражение под знаком корня – подкоренным выражением , при этом термин «подкоренное число» часто заменяют на «подкоренное выражение». Например, в записи число 151 – это подкоренное число, а в записи выражение a является подкоренным выражением.

При чтении слово «арифметический» часто опускается, например, запись читают как «квадратный корень из семи целых двадцати девяти сотых». Слово «арифметический» произносят лишь тогда, когда хотят особо подчеркнуть, что речь идет именно о положительном квадратном корне из числа.

В свете введенного обозначения из определения арифметического квадратного корня следует, что и для любого неотрицательного числа a .

Квадратные корни из положительного числа a с помощью знака арифметического квадратного корня записываются как и . Например, квадратные корни из числа 13 есть и . Арифметический квадратный корень из нуля равен нулю, то есть, . Для отрицательных чисел a записи мы не будем придавать смысла вплоть до изучения комплексных чисел . Например, лишены смысла выражения и .

На базе определения квадратного корня доказываются свойства квадратных корней , которые часто применяются на практике.

В заключение этого пункта заметим, что квадратные корни из числа a являются решениями вида x 2 =a относительно переменной x .

Кубический корень из числа

Определение кубического корня из числа a дается аналогично определению квадратного корня. Только оно базируется на понятии куба числа, а не квадрата.

Определение

Кубическим корнем из числа a называется число, куб которого равен a .

Приведем примеры кубических корней . Для этого возьмем несколько чисел, например, 7 , 0 , −2/3 , и возведем их в куб: 7 3 =7·7·7=343 , 0 3 =0·0·0=0 , . Тогда, основываясь на определении кубического корня, можно утверждать, что число 7 – это кубический корень из 343 , 0 есть кубический корень из нуля, а −2/3 является кубическим корнем из −8/27 .

Можно показать, что кубический корень из числа a , в отличие от квадратного корня, всегда существует, причем не только для неотрицательных a , но и для любого действительного числа a . Для этого можно использовать тот же способ, о котором мы упоминали при изучении квадратного корня.

Более того, существует только единственный кубический корень из данного числа a . Докажем последнее утверждение. Для этого отдельно рассмотрим три случая: a – положительное число, a=0 и a – отрицательное число.

Легко показать, что при положительном a кубический корень из a не может быть ни отрицательным числом, ни нулем. Действительно, пусть b является кубическим корнем из a , тогда по определению мы можем записать равенство b 3 =a . Понятно, что это равенство не может быть верным при отрицательных b и при b=0 , так как в этих случаях b 3 =b·b·b будет отрицательным числом либо нулем соответственно. Итак, кубический корень из положительного числа a является положительным числом.

Теперь предположим, что помимо числа b существует еще один кубический корень из числа a , обозначим его c . Тогда c 3 =a . Следовательно, b 3 −c 3 =a−a=0 , но b 3 −c 3 =(b−c)·(b 2 +b·c+c 2) (это формула сокращенного умножения разность кубов ), откуда (b−c)·(b 2 +b·c+c 2)=0 . Полученное равенство возможно только когда b−c=0 или b 2 +b·c+c 2 =0 . Из первого равенства имеем b=c , а второе равенство не имеет решений, так как левая его часть является положительным числом для любых положительных чисел b и c как сумма трех положительных слагаемых b 2 , b·c и c 2 . Этим доказана единственность кубического корня из положительного числа a .

При a=0 кубическим корнем из числа a является только число нуль. Действительно, если предположить, что существует число b , которое является отличным от нуля кубическим корнем из нуля, то должно выполняться равенство b 3 =0 , которое возможно лишь при b=0 .

Для отрицательных a можно привести рассуждения, аналогичные случаю для положительных a . Во-первых, показываем, что кубический корень из отрицательного числа не может быть равен ни положительному числу, ни нулю. Во-вторых, предполагаем, что существует второй кубический корень из отрицательного числа и показываем, что он обязательно будет совпадать с первым.

Итак, всегда существует кубический корень из любого данного действительного числа a , причем единственный.

Дадим определение арифметического кубического корня .

Определение

Арифметическим кубическим корнем из неотрицательного числа a называется неотрицательное число, куб которого равен a .

Арифметический кубический корень из неотрицательного числа a обозначается как , знак называется знаком арифметического кубического корня, число 3 в этой записи называется показателем корня . Число под знаком корня – это подкоренное число , выражение под знаком корня – это подкоренное выражение .

Хотя арифметический кубический корень определяется лишь для неотрицательных чисел a , но удобно также использовать записи, в которых под знаком арифметического кубического корня находятся отрицательные числа. Понимать их будем так: , где a – положительное число. Например, .

О свойствах кубических корней мы поговорим в общей статье свойства корней .

Вычисление значения кубического корня называется извлечением кубического корня, это действие разобрано в статье извлечение корней: способы, примеры, решения .

В заключение этого пункта скажем, что кубический корень из числа a является решением вида x 3 =a .

Корень n-ой степени, арифметический корень степени n

Обобщим понятие корня из числа – введем определение корня n-ой степени для n .

Определение

Корень n -ой степени из числа a – это число, n -я степень которого равна a .

Из данного определения понятно, что корень первой степени из числа a есть само число a , так как при изучении степени с натуральным показателем мы приняли a 1 =a .

Выше мы рассмотрели частные случаи корня n -ой степени при n=2 и n=3 – квадратный корень и кубический корень. То есть, квадратный корень – это корень второй степени, а кубический корень – корень третьей степени. Для изучения корней n -ой степени при n=4, 5, 6, … их удобно разделить на две группы: первая группа – корни четных степеней (то есть, при n=4, 6, 8, … ), вторая группа – корни нечетных степеней (то есть, при n=5, 7, 9, … ). Это связано с тем, что корни четных степеней аналогичны квадратному корню, а корни нечетных степеней – кубическому. Разберемся с ними по очереди.

Начнем с корней, степенями которых являются четные числа 4, 6, 8, … Как мы уже сказали, они аналогичны квадратному корню из числа a . То есть, корень любой четной степени из числа a существует лишь для неотрицательного a . Причем, если a=0 , то корень из a единственный и равен нулю, а если a>0 , то существует два корня четной степени из числа a , причем они являются противоположными числами.

Обоснуем последнее утверждение. Пусть b – корень четной степени (обозначим ее как 2·m , где m – некоторое натуральное число) из числа a . Предположим, что существует число c – еще один корень степени 2·m из числа a . Тогда b 2·m −c 2·m =a−a=0 . Но мы знаем вида 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) , тогда (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 . Из этого равенства следует, что b−c=0 , или b+c=0 , или b 2·m−2 +b 2·m−4 ·c 2 +b 2·m−6 ·c 4 +…+c 2·m−2 =0 . Первые два равенства означают, что числа b и c равны или b и c – противоположны. А последнее равенство справедливо лишь при b=c=0 , так как в его левой части находится выражение, которое неотрицательно при любых b и c как сумма неотрицательных чисел.

Что касается корней n -ой степени при нечетных n , то они аналогичны кубическому корню. То есть, корень любой нечетной степени из числа a существует для любого действительного числа a , причем для данного числа a он является единственным.

Единственность корня нечетной степени 2·m+1 из числа a доказывается по аналогии с доказательством единственности кубического корня из a . Только здесь вместо равенства a 3 −b 3 =(a−b)·(a 2 +a·b+c 2) используется равенство вида 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) . Выражение в последней скобке можно переписать как 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)))) . Например, при m=2 имеем 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)) . Когда a и b оба положительны или оба отрицательны их произведение является положительным числом, тогда выражение b 2 +c 2 +b·c , находящееся в скобках самой высокой степени вложенности, является положительным как сумма положительных чисел. Теперь, продвигаясь последовательно к выражениям в скобках предыдущих степеней вложенности, убеждаемся, что они также положительны как суммы положительных чисел. В итоге получаем, что равенство 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)=0 возможно только тогда, когда b−c=0 , то есть, когда число b равно числу c .

Пришло время разобраться с обозначениями корней n -ой степени. Для этого дается определение арифметического корня n -ой степени .

Определение

Арифметическим корнем n -ой степени из неотрицательного числа a называется неотрицательное число, n -я степень которого равна a .