3.1 Rötter
Förberedande kurs i matematik 1
(2 mellanliggande versioner visas inte.) | |||
Rad 19: | Rad 19: | ||
*Skriva om ett rotuttryck i potensform. | *Skriva om ett rotuttryck i potensform. | ||
*Beräkna kvadratroten ur några enkla heltal. | *Beräkna kvadratroten ur några enkla heltal. | ||
- | *Kvadratroten ur ett negativt tal inte är | + | *Kvadratroten ur ett negativt tal inte är definierad. |
*Kvadratroten ur ett tal betecknar den positiva roten. | *Kvadratroten ur ett tal betecknar den positiva roten. | ||
*Hantera rotlagarna i förenkling av rotuttryck. | *Hantera rotlagarna i förenkling av rotuttryck. | ||
*Veta när rotlagarna är giltiga (icke-negativa radikander). | *Veta när rotlagarna är giltiga (icke-negativa radikander). | ||
*Förenkla rotuttryck med kvadratrötter i nämnaren. | *Förenkla rotuttryck med kvadratrötter i nämnaren. | ||
- | *Veta när ''n'':te roten ur ett negativt tal är | + | *Veta när ''n'':te roten ur ett negativt tal är definierad (''n'' udda). |
}} | }} | ||
Rad 32: | Rad 32: | ||
Symbolen <math>\sqrt{a}</math>, kvadratroten ur <math>a</math>, används som bekant för att beteckna det tal som multiplicerat med sig självt blir <math>a</math>. Man måste dock vara lite mer exakt när man definierar denna symbol. | Symbolen <math>\sqrt{a}</math>, kvadratroten ur <math>a</math>, används som bekant för att beteckna det tal som multiplicerat med sig självt blir <math>a</math>. Man måste dock vara lite mer exakt när man definierar denna symbol. | ||
- | Ekvationen <math>x^2 = 4</math> har två lösningar <math>x = 2</math> och <math>x = -2</math>, eftersom såväl <math>2\cdot 2 = 4</math> som <math>(-2)\cdot(-2) = 4</math>. Man skulle då kunna tro att <math>\sqrt{4}</math> kan vara | + | Ekvationen <math>x^2 = 4</math> har två lösningar <math>x = 2</math> och <math>x = -2</math>, eftersom såväl <math>2\cdot 2 = 4</math> som <math>(-2)\cdot(-2) = 4</math>. Man skulle då kunna tro att <math>\sqrt{4}</math> kan vara vilken som helst av <math>-2</math> och <math>2</math>, dvs. <math>\sqrt{4}= \pm 2</math>, men <math>\sqrt{4}</math> betecknar '''bara''' det positiva talet <math>2</math>. |
Rad 57: | Rad 57: | ||
<li>Ekvationen <math>x^2=2</math> har lösningarna <math>x=\sqrt{2} | <li>Ekvationen <math>x^2=2</math> har lösningarna <math>x=\sqrt{2} | ||
\approx 1{,}414</math> och <math>x = -\sqrt{2} \approx -1{,}414</math>.</li> | \approx 1{,}414</math> och <math>x = -\sqrt{2} \approx -1{,}414</math>.</li> | ||
- | <li><math>\sqrt{-4}\quad</math> är inte | + | <li><math>\sqrt{-4}\quad</math> är inte definierad, eftersom det inte finns något reellt tal <math>x</math> som uppfyller <math>x^2=-4</math>.</li> |
<li><math>\sqrt{(-7)^2} = 7 \quad</math> eftersom <math> \sqrt{(-7)^2} | <li><math>\sqrt{(-7)^2} = 7 \quad</math> eftersom <math> \sqrt{(-7)^2} | ||
= \sqrt{(-7) \cdot (-7)} = \sqrt{49} = \sqrt{ 7 \cdot 7} = 7</math>.</li> | = \sqrt{(-7) \cdot (-7)} = \sqrt{49} = \sqrt{ 7 \cdot 7} = 7</math>.</li> | ||
Rad 106: | Rad 106: | ||
== Högre ordningars rötter == | == Högre ordningars rötter == | ||
- | Kubikroten ur ett tal <math>a</math> definieras som det tal som multiplicerat med sig | + | Kubikroten ur ett tal <math>a</math> definieras som det tal som multiplicerat med sig självt tre gånger ger <math>a</math>, och betecknas <math>\sqrt[\scriptstyle 3]{a}</math>. |
<div class="exempel"> | <div class="exempel"> | ||
Rad 124: | Rad 124: | ||
Notera att, till skillnad från kvadratrötter, är kubikrötter även definierade för negativa tal. | Notera att, till skillnad från kvadratrötter, är kubikrötter även definierade för negativa tal. | ||
- | Det går sedan att för | + | Det går sedan att för positiva heltal <math>n</math> definiera ''n'':te roten ur ett tal <math>a</math> som |
- | * om <math>n</math> är jämn och <math>a\ge0</math> är <math>\sqrt[\scriptstyle n]{a}</math> det icke-negativa tal som multiplicerat med sig | + | * om <math>n</math> är jämn och <math>a\ge0</math> är <math>\sqrt[\scriptstyle n]{a}</math> det icke-negativa tal som multiplicerat med sig självt <math>n</math> gånger blir <math>a</math>, |
* om <math>n</math> är udda så är <math>\sqrt[\scriptstyle n]{a}</math> det tal som multiplicerat med sig självt <math>n</math> gånger blir <math>a</math>. | * om <math>n</math> är udda så är <math>\sqrt[\scriptstyle n]{a}</math> det tal som multiplicerat med sig självt <math>n</math> gånger blir <math>a</math>. | ||
Rad 139: | Rad 139: | ||
<li><math>\sqrt[\scriptstyle 5]{-243} = -3\quad</math> eftersom <math>(-3) | <li><math>\sqrt[\scriptstyle 5]{-243} = -3\quad</math> eftersom <math>(-3) | ||
\cdot (-3) \cdot (-3) \cdot (-3) \cdot (-3) = -243</math>.</li> | \cdot (-3) \cdot (-3) \cdot (-3) \cdot (-3) = -243</math>.</li> | ||
- | <li><math>\sqrt[\scriptstyle 6]{-17}\quad</math> är inte | + | <li><math>\sqrt[\scriptstyle 6]{-17}\quad</math> är inte definierad eftersom <math>6</math> är jämn och <math>-17</math> är ett negativt tal.</li> |
</ol> | </ol> | ||
</div> | </div> | ||
Rad 309: | Rad 309: | ||
Rotlagarna är egentligen specialfall av potenslagarna. | Rotlagarna är egentligen specialfall av potenslagarna. | ||
- | Exempelvis: <math>\sqrt{x}=x^{1/2}</math> | + | Exempelvis: <math>\sqrt{x}=x^{1/2}</math>. |
Rad 316: | Rad 316: | ||
För dig som vill fördjupa dig ytterligare eller behöver en längre förklaring | För dig som vill fördjupa dig ytterligare eller behöver en längre förklaring | ||
- | [http://en.wikipedia.org/wiki/ | + | [http://en.wikipedia.org/wiki/Square_root Läs mer om kvadratrötter i engelska Wikipedia] |
[http://www.mathacademy.com/pr/prime/articles/irr2/ Hur vet man att roten ur 2 inte är ett bråktal?] | [http://www.mathacademy.com/pr/prime/articles/irr2/ Hur vet man att roten ur 2 inte är ett bråktal?] |
Nuvarande version
Teori | Övningar |
Innehåll:
- Kvadratrot och n:te rot
- Rotlagar
Lärandemål:
Efter detta avsnitt ska du ha lärt dig att:
- Skriva om ett rotuttryck i potensform.
- Beräkna kvadratroten ur några enkla heltal.
- Kvadratroten ur ett negativt tal inte är definierad.
- Kvadratroten ur ett tal betecknar den positiva roten.
- Hantera rotlagarna i förenkling av rotuttryck.
- Veta när rotlagarna är giltiga (icke-negativa radikander).
- Förenkla rotuttryck med kvadratrötter i nämnaren.
- Veta när n:te roten ur ett negativt tal är definierad (n udda).
Kvadratrötter
Symbolen a
Ekvationen 2=4
(−2)=4
4
4=
2
4
Kvadratroten a
Kvadratroten ur 2
Det är därför fel att påstå att 4=
2
2
Exempel 1
eftersom0=0
02=0 och0=0
0 är inte negativ. eftersom100=10
102=10 och10=100
10 är ett positivt tal.-
eftersom0
25=0
5
0 och52=0
5
0
5=0
25
0 är positiv.5
eftersom2
1
4142
1 och4142
1
4142
2
1 är positiv.4142
- Ekvationen
x2=2 har lösningarnax= och2
1
414
x=− .2
−1
414
är inte definierad, eftersom det inte finns något reellt tal−4
x som uppfyllerx2=−4 . eftersom(−7)2=7
.(−7)2=
(−7)
(−7)=
49=
7
7=7
När man räknar med kvadratrötter kan det vara bra att känna till några räkneregler. Eftersom a=a1
2
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
På detta sätt kan vi få fram följande räkneregler för kvadratrötter,
som gäller för alla reella tal b
0:
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
(Vi måste dock vid divisionen ovan som vanligt förutsätta att b inte är 0.)
Exempel 2
64
81=
64
81=8
9=72
925=
9
25=53
18
2=
18
2=
36=6
3
75=
375=
25=5
12=
4
3=
4
3=2
3
Observera att räknereglerna ovan förutsätter att 0
a
b
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
men ser då att något inte stämmer. Anledningen är att −1
Högre ordningars rötter
Kubikroten ur ett tal 3a
Exempel 3
eftersom38=2
2 .2
2=8
eftersom30
027=0
3
0 .3
0
3
0
3=0
027
eftersom3−8=−2
(−2) .(−2)
(−2)=−8
Notera att, till skillnad från kvadratrötter, är kubikrötter även definierade för negativa tal.
Det går sedan att för positiva heltal
- om
n är jämn ocha är0
det icke-negativa tal som multiplicerat med sig självtna
n gånger blira , - om
n är udda så är det tal som multiplicerat med sig självtna
n gånger blira .
Roten na
n
Exempel 4
eftersom4625=5
5 .5
5
5=625
eftersom5−243=−3
(−3) .(−3)
(−3)
(−3)
(−3)=−243
är inte definierad eftersom6−17
6 är jämn och−17 är ett negativt tal.
För b
0
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
Förenkling av rotuttryck
Ofta kan man genom att använda räknereglerna för rötter förenkla rotuttryck väsentligt. Liksom vid potensräkning handlar det ofta om att bryta ner uttryck i så "små" rötter som möjligt. Exempelvis gör man gärna omskrivningen
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
eftersom man då kan förenkla t.ex.
![]() ![]() ![]() |
Genom att skriva rotuttryck i termer av "små" rötter kan man också addera rötter av "samma sort", t.ex.
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
Exempel 5
8
18=
2
9
2
4=
2
3
3
2
2
2=
2
32
2
22=3
22
2=32
6 72=2
3
8
9=2
3
2
2
2
3
3=2
3
22
32
2=2
32
3
2=
2
45+
20=
9
5+
4
5=
32
5+
22
5=3
5+2
5
=(3+2) 5=5
5
50+2
3−
32+
27=
5
10+2
3−
2
16+
3
9
= 5
2
5+2
3−
2
4
4+
3
3
3
= 52
2+2
3−
22
22
2+
3
32
=5 2+2
3−2
2
2+3
3
=(5−4) 2+(2+3)
3
= 2+5
3
3122
33=
33
42
33=2
33
33
34=2
34=2
32
2=2
32
32
32
32=22
32=
32
( 3+
2)(
3−
2)=(
3)2−(
2)2=3−2=1
- där vi använt konjugatregeln
(a+b)(a−b)=a2−b2 meda= och3
b= .2
- där vi använt konjugatregeln
Rationella rotuttryck
När rötter förekommer i ett rationellt uttryck vill man ofta undvika rötter i nämnaren (eftersom det är svårt vid handräkning att dividera med irrationella tal). Genom att förlänga med 2
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
vilket oftast är att föredra.
I andra fall kan man utnyttja konjugatregeln,
![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
Exempel 6
510
3=
5
510
3
5=510
15=2
15
21+
3=
2
2(1+
3)
2=2
2+
6
3 2−2=3(
2+2)(
2−2)(
2+2)=3
2+6(
2)2−22=2−43
2+6=−23
2+6
2
6+
3=
2(
6−
3)(
6+
3)(
6−
3)=(
6)2−(
3)2
2
6−
2
3
=6−3 2
2
3−
2
3=32
3−
2
3=3(2−
2)
3
Råd för inläsning
Grund- och slutprov
Efter att du har läst texten och arbetat med övningarna ska du göra grund- och slutprovet för att bli godkänd på detta avsnitt. Du hittar länken till proven i din student lounge.
Tänk på att:
Kvadratroten ur ett tal är alltid icke-negativ (dvs. positiv eller lika med noll)!
Rotlagarna är egentligen specialfall av potenslagarna.
Exempelvis: x=x1
2
Lästips
För dig som vill fördjupa dig ytterligare eller behöver en längre förklaring
Läs mer om kvadratrötter i engelska Wikipedia
Hur vet man att roten ur 2 inte är ett bråktal?
Länktips