3.1 Rötter
Sommarmatte 1
Versionen från 26 april 2007 kl. 11.14 (redigera) Lina (Diskussion | bidrag) (→Kvadratrötter) ← Gå till föregående ändring |
Versionen från 6 maj 2007 kl. 13.00 (redigera) (ogör) Tek (Diskussion | bidrag) (Lite ändringar) Gå till nästa ändring → |
||
Rad 1: | Rad 1: | ||
+ | __NOTOC__ | ||
<table><tr><td width="600"> | <table><tr><td width="600"> | ||
- | |||
- | =3.1 Rötter= | ||
<div class="inforuta"> | <div class="inforuta"> | ||
Rad 10: | Rad 9: | ||
<div class="inforuta"> | <div class="inforuta"> | ||
- | '''Läromål:''' | + | '''Läromål:'''<br/> |
Efter detta avsnitt ska du ha lärt dig att: | Efter detta avsnitt ska du ha lärt dig att: | ||
- | *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 definierat | + | *Kvadratroten ur ett negativt tal inte är definierat. |
- | *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. |
- | *Rotlagarna bara gäller för icke-negativa radikander | + | *Rotlagarna bara gäller för 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 definierat (n udda) | + | *Veta när n:te roten ur ett negativt tal är definierat (n udda). |
</div> | </div> | ||
- | |||
- | |||
[[3.1 Övningar|Övningar]] | [[3.1 Övningar|Övningar]] | ||
Rad 38: | Rad 35: | ||
==Kvadratrötter== | ==Kvadratrötter== | ||
[[Bild:761369.gif|right]] | [[Bild:761369.gif|right]] | ||
- | Symbolen \sqrt{a} , kvadratroten ur a, används som bekant för att beteckna | + | Symbolen $\,\sqrt{a}\,, kvadratroten ur \,a\,$, används som bekant för att beteckna |
det tal som multiplicerat med sig självt blir a. | det tal som multiplicerat med sig självt blir a. | ||
Man måste dock vara lite mer exakt när man definierar denna symbol. | Man måste dock vara lite mer exakt när man definierar denna symbol. | ||
- | Ekvationen x^2 = 4 har två lösningar, x = 2 och x = -2, eftersom såväl 2\cdot 2 = 4 som (-2)\cdot(-2) = 4. Man skulle då kunna tro att \sqrt{4} kan vara vilket som helst av -2 och 2, dvs. \sqrt{4}= \pm 2, men \sqrt{4} betecknar <u> bara </u> det postiva talet 2. Vi har att | + | Ekvationen $\,x^2 = 4\,$ har två lösningar $\,x = 2\,$ och $\,x = -2\,$, eftersom såväl $\,2\cdot 2 = 4\, som \,(-2)\cdot(-2) = 4\,. Man skulle då kunna tro att \,\sqrt{4}\, kan vara vilket som helst av \,-2\, och \,2\,, dvs. \,\sqrt{4}= \pm 2\,, men \,\sqrt{4}\,$ betecknar ''bara'' det positiva talet 2. |
- | :\sqrt{a} kvadratroten ur a betecknar det '''icke-negativa tal''' som multiplicerat med sig | ||
- | :självt blir a , dvs. den icke-negativa lösningen till ekvationen x^2 = a. | ||
- | :Kvadratroten ur a kan även skrivas $ a^{1/2}.$ | + | <div class="regel"> |
+ | Kvadratroten $\sqrt{a}\,$ betecknar det '''icke-negativa tal''' som multiplicerat med sig självt blir $\,a,\, dvs. den icke-negativa lösningen till ekvationen \,x^2 = a\,$. | ||
- | Det är därför fel att påstå att $ \sqrt{4}= \pm 2$, | + | Kvadratroten ur \,a\, kan även skrivas \,a^{1/2}\,. |
- | men korrekt att säga att ekvationen x^2 = 4 har lösningarna | + | </div> |
- | $ x = \pm 2. T.ex. gäller därmed att -\sqrt{4}=-2$ och inget annat. | + | |
+ | Det är därför fel att påstå att $\,\sqrt{4}= \pm 2,\,$ | ||
+ | men korrekt att säga att ekvationen $\,x^2 = 4\,$ har lösningarna | ||
+ | $\,x = \pm 2\,$. | ||
<div class="exempel"> | <div class="exempel"> | ||
'''Exempel 1''' | '''Exempel 1''' | ||
<ol type="a"> | <ol type="a"> | ||
- | <li>\sqrt{0}=0 \quad eftersom $\; 0^2 = 0 \cdot 0 = 0 \; och 0$ är inte negativ <br><br> | + | <li>\sqrt{0}=0 \quad eftersom $\,0^2 = 0 \cdot 0 = 0\, och \,0\,$ är inte negativ. <br><br> |
- | <li>\sqrt{100}=10 \quad eftersom $\; 10^2 = 10 \cdot 10 = 100 \; och 10$ är ett positivt tal. <br><br> | + | <li>\sqrt{100}=10 \quad eftersom $\, 10^2 = 10 \cdot 10 = 100 \, och \,10\,$ är ett positivt tal. <br><br> |
- | <li> \sqrt{0{,}25}=0{,}5 \quad eftersom $\; 0{,}5^2 = 0{,}5 \cdot 0{,}5 = 0{,}25 \; och 0{,}5$ är positiv <br><br> | + | <li> \sqrt{0{,}25}=0{,}5 \quad eftersom $\,0{,}5^2 = 0{,}5 \cdot 0{,}5 = 0{,}25 \, och \,0{,}5\,$ är positiv. <br><br> |
- | <li>\sqrt{2} \approx 1{,}4142 \quad eftersom $\; 1{,}4142 \cdot 1{,}4142 \approx 2 \; och 1{,}4142$ är positiv <br><br> | + | <li>\sqrt{2} \approx 1{,}4142 \quad eftersom $\,1{,}4142 \cdot 1{,}4142 \approx 2 \, och 1{,}4142$ är positiv. <br><br> |
- | <li>Ekvationen x^2=2 har lösningarna x=\sqrt{2}\approx 1,414 och x = -\sqrt{2} \approx -1,414<br><br> | + | <li>Ekvationen $\,x^2=2\, har lösningarna \,x=\sqrt{2}\approx 1{,}414\, och \,x = -\sqrt{2} \approx -1{,}414\,$.<br><br> |
- | <li> \sqrt{-4} är inte definierat, eftersom det inte finns något reellt tal x sådant att x^2=-4.<br><br> | + | <li>$\sqrt{-4}\quad är inte definierat, eftersom det inte finns något reellt tal \,x\,$ som uppfyller $\,x^2=-4\,$.<br><br> |
- | <li>$ \sqrt{(-7)^2} = 7 \; eftersom \; \sqrt{(-7)^2} = \sqrt{(-7) \cdot (-7)} = \sqrt{49} = \sqrt{ 7 \cdot 7} = 7$. | + | <li>$ \sqrt{(-7)^2} = 7 \quad eftersom \, \sqrt{(-7)^2} = \sqrt{(-7) \cdot (-7)} = \sqrt{49} = \sqrt{ 7 \cdot 7} = 7\,$. |
</ol> | </ol> | ||
- | |||
</div> | </div> | ||
Rad 70: | Rad 68: | ||
räkneregler. Eftersom \sqrt{a} = a^{1/2} kan vi överföra | räkneregler. Eftersom \sqrt{a} = a^{1/2} kan vi överföra | ||
potenslagarna till "rotlagar". Vi har t.ex. att | potenslagarna till "rotlagar". Vi har t.ex. att | ||
- | + | $$\sqrt{9\cdot 4} = (9\cdot 4)^{1/2} = 9^{1/2}\cdot 4^{1/2} = \sqrt{9}\cdot \sqrt{4}\,\mbox{.}$$ | |
- | \sqrt{9\cdot 4} = (9\cdot 4)^{1/2} = 9^{1/2}\cdot 4^{1/2} = \sqrt{9}\cdot \sqrt{4} | + | |
- | + | ||
På detta sätt kan vi få fram följande räkneregler för kvadratrötter, | På detta sätt kan vi få fram följande räkneregler för kvadratrötter, | ||
som gäller för alla reella tal a, b \ge 0: | som gäller för alla reella tal a, b \ge 0: | ||
<div class="regel"> | <div class="regel"> | ||
- | \sqrt{ab}=\sqrt{a}\cdot \sqrt{b} | + | $$\eqalign{\sqrt{ab}&=\sqrt{\vphantom{b}a}\cdot \sqrt{b}\cr \sqrt{\frac{a}{b}}&= \frac{\sqrt{a}}{ \sqrt{b}}\cr a\sqrt{b}&=\sqrt{a^2b}}$$ |
</div> | </div> | ||
- | |||
- | <div class="regel"> | ||
- | \sqrt{a/b}= \frac{\sqrt{a}}{ \sqrt{b}} | ||
- | </div> | ||
- | |||
- | <div class="regel"> | ||
- | a\sqrt{b}=\sqrt{a^2b} | ||
- | </div> | ||
- | |||
(Vi måste dock vid divisionen ovan som vanligt förutsätta att ''b'' inte är 0.) | (Vi måste dock vid divisionen ovan som vanligt förutsätta att ''b'' inte är 0.) | ||
Rad 102: | Rad 89: | ||
</div> | </div> | ||
- | Observera att räknereglerna ovan förutsätter att $ a \mbox{ och } b \ge 0.$ | + | Observera att räknereglerna ovan förutsätter att $\,a\,$ och $\,b \ge 0\,$. |
- | Om a och b är negativa (< 0) så är inte \sqrt{a} och \sqrt{b} | + | Om $\,a\,$ och $\,b\,$ är negativa (< 0) så är inte $\,\sqrt{a}\,$ och $\,\sqrt{b}\,$ |
- | definierade som reella tal. Man skulle kunna frestas att skriva | + | definierade som reella tal. Man skulle t.ex. kunna frestas att skriva |
-1 = \sqrt{-1} \cdot \sqrt{-1} = \sqrt{ (-1) \cdot (-1) } = \sqrt{1} = 1 | -1 = \sqrt{-1} \cdot \sqrt{-1} = \sqrt{ (-1) \cdot (-1) } = \sqrt{1} = 1 | ||
Rad 112: | Rad 99: | ||
vilket alltså gör att räknereglerna ovan inte får användas. | vilket alltså gör att räknereglerna ovan inte får användas. | ||
- | ==N-te rötter== | + | ==N:te rötter== |
- | Kubikroten ut ett tal a definieras som det tal som multiplicerat med sig själv tre gånger ger a, och betecknas \sqrt[\scriptstyle 3]{a}. | + | Kubikroten ur ett tal a definieras som det tal som multiplicerat med sig själv tre gånger ger a, och betecknas \sqrt[\scriptstyle 3]{a}. |
<div class="exempel"> | <div class="exempel"> | ||
Rad 125: | Rad 112: | ||
</div> | </div> | ||
- | Notera att, till skillnad fån 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 postiva heltal n definiera n:te roten ur ett tal a som | Det går sedan att för postiva heltal n definiera n:te roten ur ett tal a som | ||
- | * om n är jämn och a\ge0 är \sqrt[\scriptstyle n]{a} det icke-negativa tal som multiplicerat sig själv n gånger blir a | + | * om $\,n\, är jämn och \,a\ge0\, är \,\sqrt[\scriptstyle n]{a}\,$ det icke-negativa tal som multiplicerat med sig själv $\,n\, gånger blir \,a\,$, |
- | * om n är udda sä är \sqrt[\scriptstyle n]{a} det tal som multiplicerat med sig själv n gånger blir a | + | * om $\,n\,$ är udda så är $\,\sqrt[\scriptstyle n]{a}\,$ det tal som multiplicerat med sig självt $\,n\, gånger blir \,a\,$. |
- | Roten \sqrt[\scriptstyle n]{a} kan även skrivas som a^{1/n}. | + | Roten $\,\sqrt[\scriptstyle n]{a}\, kan även skrivas som \,a^{1/n}\,$. |
<div class="exempel"> | <div class="exempel"> | ||
'''Exempel 4''' | '''Exempel 4''' | ||
<ol type="a"> | <ol type="a"> | ||
- | <li> \sqrt[\scriptstyle 4]{625} = 5 eftersom 5 \cdot 5 \cdot 5 \cdot 5 = 625 <br><br> | + | <li>$ \sqrt[\scriptstyle 4]{625} = 5\quad eftersom \,5 \cdot 5 \cdot 5 \cdot 5 = 625\,$. <br><br> |
- | <li> \sqrt[\scriptstyle 5]{-243} = -3 eftersom (-3) \cdot (-3) \cdot (-3) \cdot (-3) \cdot (-3) = -243 <br><br> | + | <li>$ \sqrt[\scriptstyle 5]{-243} = -3\quad eftersom \,(-3) \cdot (-3) \cdot (-3) \cdot (-3) \cdot (-3) = -243\,$. <br><br> |
- | <li>\sqrt[\scriptstyle 6]{-17} är inte definierad eftersom 6 är jämn och -17 är ett negativt tal. $ | + | <li>$\sqrt[\scriptstyle 6]{-17}\quad$ är inte definierat eftersom $\,6\, är jämn och \,-17\,$ är ett negativt tal. |
</ol> | </ol> | ||
</div> | </div> | ||
- | För n-te rötter gäller samma räkneregler som för kvadratrötter om $ a, \: b \ge 0$. | + | För n:te rötter gäller samma räkneregler som för kvadratrötter om $\,a, \, b \ge 0\,$. |
- | OBS! om n är udda gäller de även för negativa a och b, dvs. för all reella tal a, b. | + | Observera att om n är udda gäller de även för negativa $\,a\, och \,b\,$, dvs. för alla reella tal $\,a\, och \,b\,$. |
<div class="regel"> | <div class="regel"> | ||
- | $$\sqrt[\scriptstyle n]{ab}=\sqrt[\scriptstyle n]{a}\cdot \sqrt[\scriptstyle n]{b}$$ | + | $$\eqalign{\sqrt[\scriptstyle n]{ab}&=\sqrt[\scriptstyle n]{\vphantom{b}a}\cdot \sqrt[\scriptstyle n]{b}\cr \sqrt[\scriptstyle n]{\displaystyle\frac{a}{b}}&=\displaystyle \frac{\sqrt[\scriptstyle n]{a}}{\sqrt[\scriptstyle n]{b}}\cr a\,\sqrt[\scriptstyle n]{b}&=\sqrt[\scriptstyle n]{a^nb}}$$ |
- | </div> | + | |
- | + | ||
- | <div class="regel"> | + | |
- | $$\sqrt[\scriptstyle n]{\displaystyle\frac{a}{b}}=\displaystyle \frac{\sqrt[\scriptstyle n]{a}}{\sqrt[\scriptstyle n]{b}}$$ | + | |
- | </div> | + | |
- | + | ||
- | <div class="regel"> | + | |
- | $$a\cdot\sqrt[\scriptstyle n]{b}=\sqrt[\scriptstyle n]{a^nb}$$ | + | |
</div> | </div> | ||
Rad 168: | Rad 147: | ||
eftersom man då kan förenkla t.ex. | eftersom man då kan förenkla t.ex. | ||
- | $$\displaystyle\frac{\sqrt{8}}{2} = \displaystyle\frac{2 \sqrt{2}}{2} = \sqrt{2} $$ | + | $$\frac{\sqrt{8}}{2} = \frac{2 \sqrt{2}}{2} = \sqrt{2}\,\mbox{.}$$ |
- | + | ||
Genom att skriva rotuttryck i termer av "små" rötter kan man också addera rötter av "samma | Genom att skriva rotuttryck i termer av "små" rötter kan man också addera rötter av "samma | ||
sort", t.ex. | sort", t.ex. | ||
- | \sqrt{8} + \sqrt{2} = 2\sqrt{2} + \sqrt{2} = (2+1)\sqrt{2} =3\sqrt{2} | + | $$\sqrt{8} + \sqrt{2} = 2\sqrt{2} + \sqrt{2} = (2+1)\sqrt{2} =3\sqrt{2}\,\mbox{.}$$ |
<div class="exempel"> | <div class="exempel"> | ||
'''Exempel 5''' | '''Exempel 5''' | ||
<ol type="a"> | <ol type="a"> | ||
- | <li>$\displaystyle\frac{\sqrt{8}}{\sqrt{18}} = | + | <li>\displaystyle\frac{\sqrt{8}}{\sqrt{18}} = \frac{\sqrt{2 \cdot 4}}{\sqrt{2 \cdot 9}} = \frac{\sqrt{2 \cdot 2 \cdot 2}}{\sqrt{2 \cdot 3 \cdot 3}} = \frac{\sqrt{2 \cdot 2^2}}{\sqrt{2 \cdot 3^2}} = \frac{2\sqrt{2}}{3\sqrt{2}} = \frac{2}{3} <br><br> |
- | \displaystyle\frac{\sqrt{2 \cdot 4}}{\sqrt{2 \cdot 9}} = | + | <li>$ \displaystyle\frac{\sqrt{72}}{6} = \frac{\sqrt{8 \cdot 9}}{ 2 \cdot 3} = \frac{\sqrt{2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 3 \cdot 3}}{ 2 \cdot 3} = \frac{\sqrt{2^2 \cdot 3^2 \cdot 2}}{ 2 \cdot 3} = \frac{2 \cdot 3\sqrt{2}}{2 \cdot 3} = \sqrt{2}$<br><br> |
- | \displaystyle\frac{\sqrt{2 \cdot 2 \cdot 2}}{\sqrt{2 \cdot 3 \cdot 3}} = | + | <li>\sqrt{45} + \sqrt{20} = \sqrt{9\cdot5} + \sqrt{4\cdot5} = \sqrt{3^2\cdot5} + \sqrt{2^2\cdot5} = 3\sqrt{5} + 2\sqrt{5} = (3+2)\sqrt{5} = 5\sqrt{5}<br><br> |
- | \displaystyle\frac{\sqrt{2 \cdot 2^2}}{\sqrt{2 \cdot 3^2}} = | + | <li>\sqrt{50} + 2\sqrt{3} -\sqrt{32} + \sqrt{27} = \sqrt{5 \cdot 10} + 2\sqrt{3} -\sqrt{2 \cdot 16} + \sqrt{3 \cdot 9}<br/> |
- | \displaystyle\frac{2\sqrt{2}}{3\sqrt{2}} = \displaystyle\frac{2}{3}$ <br><br> | + | $\phantom{\sqrt{50} + 2\sqrt{3} -\sqrt{32} + \sqrt{27}}{} = \sqrt{5 \cdot 2 \cdot 5} + 2\sqrt{3} -\sqrt{2 \cdot 4 \cdot 4} + \sqrt{3 \cdot 3 \cdot 3}\vphantom{a^{b^c}}$<br> |
- | <li> | + | $\phantom{\sqrt{50} + 2\sqrt{3} -\sqrt{32} + \sqrt{27}}{} = \sqrt{5^2 \cdot 2 } + 2\sqrt{3} -\sqrt{2^2 \cdot 2^2 \cdot 2} + \sqrt{3 \cdot 3^2}\vphantom{a^{\textstyle b^{\textstyle c}}}$<br> |
- | $ \displaystyle\frac{\sqrt{72}}{6} = | + | $\phantom{\sqrt{50} + 2\sqrt{3} -\sqrt{32} + \sqrt{27}}{} = 5\sqrt{2} +2\sqrt{3} - 2 \cdot 2\sqrt{2} + 3\sqrt{3}\vphantom{a^{\textstyle b^{\textstyle c}}}$<br> |
- | \displaystyle\frac{\sqrt{8 \cdot 9}}{ 2 \cdot 3} = | + | $\phantom{\sqrt{50} + 2\sqrt{3} -\sqrt{32} + \sqrt{27}}{} = (5-4)\sqrt{2} + (2+3)\sqrt{3}\vphantom{a^{\textstyle b^{\textstyle c}}}$<br> |
- | \displaystyle\frac{\sqrt{2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 3 \cdot 3}}{ 2 \cdot 3} = | + | $\phantom{\sqrt{50} + 2\sqrt{3} -\sqrt{32} + \sqrt{27}}{} = \sqrt{2} + 5\sqrt{3}\vphantom{a^{\textstyle b^{\textstyle c}}}$<br><br> |
- | \displaystyle\frac{\sqrt{2^2 \cdot 3^3 \cdot 2}}{ 2 \cdot 3} = | + | |
- | \displaystyle\frac{2 \cdot 3\sqrt{2}}{2 \cdot 3} = \sqrt{2}$<br><br> | + | |
- | <li>$ | + | |
- | \sqrt{45} + \sqrt{20} = | + | |
- | \sqrt{9\cdot5} + \sqrt{4\cdot5} = | + | |
- | \sqrt{3^2\cdot5} + \sqrt{2^2\cdot5} = | + | |
- | 3\sqrt{5} + 2\sqrt{5} = (3+2)\sqrt{5} = 5\sqrt{5} | + | |
- | $<br><br> | + | |
- | <li> | + | |
- | {| BORDER="0" CELLPADDING="5" CELLSPACING="0" ALIGN="left" | + | |
- | |- | + | |
- | | $\sqrt{50} + 2\sqrt{3} -\sqrt{32} + \sqrt{27} ||= || \sqrt{5 \cdot 10} + 2\sqrt{3} -\sqrt{2 \cdot 16} + \sqrt{3 \cdot 9}$ | + | |
- | |- | + | |
- | | ||$= || \sqrt{5 \cdot 2 \cdot 5} + 2\sqrt{3} -\sqrt{2 \cdot 2 \cdot 8} + \sqrt{3 \cdot 3 \cdot 3}$ | + | |
- | |- | + | |
- | | ||$= ||\sqrt{5^2 \cdot 2 } + 2\sqrt{3} -\sqrt{2^2 \cdot 2^2 \cdot 2} + \sqrt{3 \cdot 3^2}$ | + | |
- | |- | + | |
- | | ||$= || 5\sqrt{2} +2\sqrt{3} - 2 \cdot 2\sqrt{2} + 3\sqrt{3}$ | + | |
- | |- | + | |
- | | ||$= ||(5-4)\sqrt{2} + (2+3)\sqrt{3}$ | + | |
- | |- | + | |
- | | ||$= ||\sqrt{2} + 5\sqrt{3}$ | + | |
- | |} | + | |
- | + | <li>$\displaystyle\frac{ 2\cdot\sqrt[\scriptstyle3]{3} }{ \sqrt[\scriptstyle3]{12} } = | |
- | + | \frac{ 2\cdot\sqrt[\scriptstyle3]{3} }{ \sqrt[\scriptstyle3]{3 \cdot 4} } = | |
- | + | \frac{ 2\cdot\sqrt[\scriptstyle3]{3} }{ \sqrt[\scriptstyle3]{3} \cdot \sqrt[\scriptstyle3]{4} } = | |
- | + | \frac{ 2 }{ \sqrt[\scriptstyle3]{4} } = | |
- | + | \frac{ 2 }{ \sqrt[\scriptstyle3]{2 \cdot 2} } = | |
- | + | \frac{ 2 }{ \sqrt[\scriptstyle3]{2} \cdot \sqrt[\scriptstyle3]{2} } \cdot \displaystyle \frac{\sqrt[\scriptstyle3]{2}} {\sqrt[\scriptstyle3]{2}} = | |
- | + | \frac{ 2\cdot\sqrt[\scriptstyle3]{2} }{ 2 } = | |
- | + | \sqrt[\scriptstyle3]{2}$ <br><br> | |
- | + | <li>$(\sqrt{3} + \sqrt{2}\,)(\sqrt{3} - \sqrt{2}\,) = (\sqrt{3}\,)^2-(\sqrt{2}\,)^2 = 3-2 = 1$ <br> | |
- | + | :där vi använt konjugatregeln $\,(a+b)(a-b) = a^2 - b^2\, med \,a=\sqrt{3}\, och \,b=\sqrt{2}\,$. | |
- | + | ||
- | + | ||
- | + | ||
- | + | ||
- | + | ||
- | <li>$ | + | |
- | \displaystyle\frac{ 2\cdot\sqrt[\scriptstyle3]{3} }{ \sqrt[\scriptstyle3]{12} } = | + | |
- | \displaystyle\frac{ 2\cdot\sqrt[\scriptstyle3]{3} }{ \sqrt[\scriptstyle3]{3 \cdot 4} } = | + | |
- | \displaystyle\frac{ 2\cdot\sqrt[\scriptstyle3]{3} }{ \sqrt[\scriptstyle3]{3} \cdot \sqrt[\scriptstyle3]{4} } = | + | |
- | \displaystyle\frac{ 2 }{ \sqrt[\scriptstyle3]{4} } = | + | |
- | \displaystyle\frac{ 2 }{ \sqrt[\scriptstyle3]{2 \cdot 2} } = | + | |
- | \displaystyle\frac{ 2 }{ \sqrt[\scriptstyle3]{2} \cdot \sqrt[\scriptstyle3]{2} } \cdot \displaystyle \frac{\sqrt[\scriptstyle3]{2}} {\sqrt[\scriptstyle3]{2}} = | + | |
- | \displaystyle\frac{ 2\cdot\sqrt[\scriptstyle3]{2} }{ 2 } = | + | |
- | \sqrt[\scriptstyle3]{2} | + | |
- | $ <br><br> | + | |
- | <li> | + | |
- | $\mbox{ f) } (\sqrt{3} + \sqrt{2})(\sqrt{3} - \sqrt{2}) = | + | |
- | (\sqrt{3})^2-(\sqrt{2})^2 = 3-2 = 1$ <br><br> | + | |
- | $\mbox{ (Konjugatregeln: } (a+b)(a-b) = a^2 - b^2)$ | + | |
</ol> | </ol> | ||
Rad 254: | Rad 190: | ||
vilket oftast är att föredra. | vilket oftast är att föredra. | ||
- | I andra fall kan man utnyttja konjugatregeln, (a+b)(a-b) = a^2 - b^2 , och förlänga | + | I andra fall kan man utnyttja konjugatregeln, $\,(a+b)(a-b) = a^2 - b^2\,$, och förlänga |
- | med nämnarens s.k. ''konjugerade uttryck''. På så sätt försvinner rottecknen från nämnaren, t.ex. | + | med nämnarens s.k. ''konjugerade uttryck''. På så sätt försvinner rottecknen från nämnaren genom kvadreringen, t.ex. |
- | $$ | + | $$\eqalign{\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}+1} &= \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}+1} \cdot \frac{\sqrt{2}-1}{\sqrt{2}-1} = \frac{\sqrt{3}\,(\sqrt{2}-1)}{(\sqrt{2}+1)(\sqrt{2}-1)}\cr &= \frac{\sqrt{3} \cdot \sqrt{2} - \sqrt{3} \cdot 1}{ (\sqrt{2}\,)^2 - 1^2 } = \frac{\sqrt{3 \cdot 2} - \sqrt{3}}{ 2 - 1 } = \frac{\sqrt{6} - \sqrt{3}}{ 1 } = \sqrt{6} - \sqrt{3}\,\mbox{.}}$$ |
- | \displaystyle\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}+1} = | + | |
- | \displaystyle\frac{\sqrt{3}}{(\sqrt{2}+1)} \cdot \frac{\sqrt{2}-1}{\sqrt{2}-1} = | + | |
- | \displaystyle\frac{\sqrt{3}(\sqrt{2}-1)}{(\sqrt{2}+1)(\sqrt{2}-1)} $$ | + | |
- | + | ||
- | $$=\displaystyle\frac{\sqrt{3} \cdot \sqrt{2} - \sqrt{3} \cdot 1}{ (\sqrt{2})^2 - 1^2 } = | + | |
- | \displaystyle\frac{\sqrt{3 \cdot 2} - \sqrt{3}}{ 2 - 1 } = | + | |
- | \displaystyle\frac{\sqrt{6} - \sqrt{3}}{ 1 } = | + | |
- | \sqrt{6} - \sqrt{3} | + | |
- | $$ | + | |
<div class="exempel"> | <div class="exempel"> | ||
'''Exempel 6''' | '''Exempel 6''' | ||
<ol type="a"> | <ol type="a"> | ||
- | <li>$ | + | <li>\displaystyle\frac{10\sqrt{3}}{\sqrt{5}} = \frac{10\sqrt{3}\cdot\sqrt{5}}{\sqrt{5}\cdot\sqrt{5}} = \frac{10\sqrt{15}}{5} = 2\sqrt{15} <br><br> |
- | \displaystyle\frac{10\sqrt{3}}{\sqrt{5}} = | + | <li>\displaystyle\frac{1+\sqrt{3}}{\sqrt{2}} = \frac{(1+\sqrt{3})\cdot\sqrt{2}}{\sqrt{2}\cdot\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{2}+\sqrt{6}}{2}<br><br> |
- | \displaystyle\frac{10\sqrt{3}\cdot\sqrt{5}}{\sqrt{5}\cdot\sqrt{5}} = | + | <li>$\displaystyle\frac{3}{\sqrt{2}-2} = \frac{3(\sqrt{2}+2)}{(\sqrt{2}-2)(\sqrt{2}+2)} = \frac{3\sqrt{2}+6}{(\sqrt{2}\,)^2-2^2} = \frac{3\sqrt{2}+6}{2-4} = -\frac{3\sqrt{2}+6}{2}$<br><br> |
- | \displaystyle\frac{10\sqrt{15}}{5} = | + | <li>$\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{6}+\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{2}\,(\sqrt{6}-\sqrt{3}\,)}{(\sqrt{6}+\sqrt{3}\,)(\sqrt{6}-\sqrt{3}\,)} = \frac{\sqrt{2}\,\sqrt{6}-\sqrt{2}\,\sqrt{3}}{(\sqrt{6}\,)^2-(\sqrt{3}\,)^2}$<br> |
- | 2\sqrt{15} | + | $\displaystyle\phantom{\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{6}+\sqrt{3}}}{} = \frac{\sqrt{2}\,\sqrt{2\cdot 3}-\sqrt{2}\,\sqrt{3}}{6-3} = \frac{2\sqrt{3}-\sqrt{2}\,\sqrt{3}}{3} = \frac{(2-\sqrt{2}\,)\sqrt{3}}{3}\vphantom{\displaystyle\frac{a^{\textstyle b^{\textstyle c}}}{b}}$ |
- | $ <br><br> | + | |
- | <li>$ | + | |
- | \displaystyle\frac{1+\sqrt{3}}{\sqrt{2}} = | + | |
- | \displaystyle\frac{(1+\sqrt{3})\cdot\sqrt{2}}{\sqrt{2}\cdot\sqrt{2}} = | + | |
- | \displaystyle\frac{\sqrt{2}+\sqrt{6}}{2} | + | |
- | $<br><br> | + | |
- | <li> | + | |
- | $ | + | |
- | \displaystyle\frac{3}{\sqrt{2}-2} = | + | |
- | \displaystyle\frac{3(\sqrt{2}+2)}{(\sqrt{2}-2)(\sqrt{2}+2)} = | + | |
- | \displaystyle\frac{3\sqrt{2}+6}{(\sqrt{2})^2-2^2} = | + | |
- | \displaystyle\frac{3\sqrt{2}+6}{2-4} = | + | |
- | -\displaystyle\frac{3\sqrt{2}+6}{2} | + | |
- | $<br><br> | + | |
- | <li> | + | |
- | $(\displaystyle\frac{1}{\sqrt{2}} - \displaystyle\frac{1}{\sqrt{3}})(1+\displaystyle\frac{1}{\sqrt{6}}) = | + | |
- | \displaystyle\frac{1}{\sqrt{2}} + \displaystyle\frac{1}{\sqrt{12}} - \displaystyle\frac{1}{\sqrt{3}}- \displaystyle\frac{1}{\sqrt{18}} = | + | |
- | \displaystyle\frac{1}{\sqrt{2}} + \displaystyle\frac{1}{2\sqrt{3}} - \displaystyle\frac{1}{\sqrt{3}}- \displaystyle\frac{1}{3\sqrt{2}} =$ <br><br> | + | |
- | :$ =\displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2} + \displaystyle\frac{\sqrt{3}}{6} - \displaystyle\frac{\sqrt{3}}{3}- \displaystyle\frac{\sqrt{2}}{6} = \displaystyle\frac{3\sqrt{2}}{6} + \displaystyle\frac{\sqrt{3}}{6} -\displaystyle\frac{2\sqrt{3}}{6}- \displaystyle\frac{\sqrt{2}}{6}=\displaystyle\frac{2\sqrt{2} - \sqrt{3}}{6}$ | + | |
</ol> | </ol> | ||
Rad 304: | Rad 212: | ||
'''Tänk på att:''' | '''Tänk på att:''' | ||
- | Kvadratroten ur ett tal alltid är icke-negativ (dvs positiv eller lika med noll)! | + | Kvadratroten ur ett tal är alltid icke-negativ (dvs. positiv eller lika med noll)! |
Rotlagarna är egentligen specialfall av potenslagarna. | Rotlagarna är egentligen specialfall av potenslagarna. | ||
Rad 313: | Rad 221: | ||
'''Lästips''' | '''Lästips''' | ||
- | 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/Root_(mathematics) Läs mer om kvadratrötter i engelska Wikipedia] | [http://en.wikipedia.org/wiki/Root_(mathematics) Läs mer om kvadratrötter i engelska Wikipedia] |
Versionen från 6 maj 2007 kl. 13.00
Innehåll:
Läromål:
|
|
TeoriKvadratrötterSymbolen \,\sqrt{a}\,, kvadratroten ur \,a\,, används som bekant för att beteckna det tal som multiplicerat med sig självt blir a. Man måste dock vara lite mer exakt när man definierar denna symbol. Ekvationen \,x^2 = 4\, har två lösningar \,x = 2\, och \,x = -2\,, eftersom såväl \,2\cdot 2 = 4\, som \,(-2)\cdot(-2) = 4\,. Man skulle då kunna tro att \,\sqrt{4}\, kan vara vilket som helst av \,-2\, och \,2\,, dvs. \,\sqrt{4}= \pm 2\,, men \,\sqrt{4}\, betecknar bara det positiva talet 2.
Kvadratroten \sqrt{a}\, betecknar det icke-negativa tal som multiplicerat med sig självt blir \,a,\, dvs. den icke-negativa lösningen till ekvationen \,x^2 = a\,. Kvadratroten ur \,a\, kan även skrivas \,a^{1/2}\,. Det är därför fel att påstå att \,\sqrt{4}= \pm 2,\, men korrekt att säga att ekvationen \,x^2 = 4\, har lösningarna \,x = \pm 2\,. Exempel 1
När man räknar med kvadratrötter kan det vara bra att känna till några räkneregler. Eftersom \sqrt{a} = a^{1/2} kan vi överföra potenslagarna till "rotlagar". Vi har t.ex. att \sqrt{9\cdot 4} = (9\cdot 4)^{1/2} = 9^{1/2}\cdot 4^{1/2} = \sqrt{9}\cdot \sqrt{4}\,\mbox{.}
På detta sätt kan vi få fram följande räkneregler för kvadratrötter,
som gäller för alla reella tal a, b \ge 0:
\eqalign{\sqrt{ab}&=\sqrt{\vphantom{b}a}\cdot \sqrt{b}\cr \sqrt{\frac{a}{b}}&= \frac{\sqrt{a}}{ \sqrt{b}}\cr a\sqrt{b}&=\sqrt{a^2b}}
(Vi måste dock vid divisionen ovan som vanligt förutsätta att b inte är 0.) Exempel 2
Observera att räknereglerna ovan förutsätter att \,a\, och \,b \ge 0\,. Om \,a\, och \,b\, är negativa (< 0) så är inte \,\sqrt{a}\, och \,\sqrt{b}\, definierade som reella tal. Man skulle t.ex. kunna frestas att skriva -1 = \sqrt{-1} \cdot \sqrt{-1} = \sqrt{ (-1) \cdot (-1) } = \sqrt{1} = 1
men ser då att något inte stämmer. Anledningen är att \sqrt{-1} inte är ett reellt tal, vilket alltså gör att räknereglerna ovan inte får användas. N:te rötterKubikroten ur ett tal a definieras som det tal som multiplicerat med sig själv tre gånger ger a, och betecknas \sqrt[\scriptstyle 3]{a}. Exempel 3
Notera att, till skillnad från kvadratrötter, är kubikrötter även definierade för negativa tal. Det går sedan att för postiva heltal n definiera n:te roten ur ett tal a som
Roten \,\sqrt[\scriptstyle n]{a}\, kan även skrivas som \,a^{1/n}\,. Exempel 4
För n:te rötter gäller samma räkneregler som för kvadratrötter om \,a, \, b \ge 0\,. Observera att om n är udda gäller de även för negativa \,a\, och \,b\,, dvs. för alla reella tal \,a\, och \,b\,. \eqalign{\sqrt[\scriptstyle n]{ab}&=\sqrt[\scriptstyle n]{\vphantom{b}a}\cdot \sqrt[\scriptstyle n]{b}\cr \sqrt[\scriptstyle n]{\displaystyle\frac{a}{b}}&=\displaystyle \frac{\sqrt[\scriptstyle n]{a}}{\sqrt[\scriptstyle n]{b}}\cr a\,\sqrt[\scriptstyle n]{b}&=\sqrt[\scriptstyle n]{a^nb}}
Förenkling av rotuttryckOfta 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 \sqrt{8}=\sqrt{4\cdot2} = \sqrt{4} \cdot \sqrt{2} = 2\sqrt{2}
eftersom man då kan förenkla t.ex. \frac{\sqrt{8}}{2} = \frac{2 \sqrt{2}}{2} = \sqrt{2}\,\mbox{.}
Genom att skriva rotuttryck i termer av "små" rötter kan man också addera rötter av "samma sort", t.ex. \sqrt{8} + \sqrt{2} = 2\sqrt{2} + \sqrt{2} = (2+1)\sqrt{2} =3\sqrt{2}\,\mbox{.}
Exempel 5
Rationella rotuttryckNär 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 \sqrt{2} kan man exempelvis göra omskrivningen \displaystyle\frac{1}{\sqrt{2}} = \displaystyle\frac{1\cdot\sqrt{2}}{\sqrt{2}\cdot\sqrt{2}} = \displaystyle\frac{\sqrt{2}}{2}
vilket oftast är att föredra. I andra fall kan man utnyttja konjugatregeln, \,(a+b)(a-b) = a^2 - b^2\,, och förlänga med nämnarens s.k. konjugerade uttryck. På så sätt försvinner rottecknen från nämnaren genom kvadreringen, t.ex. \eqalign{\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}+1} &= \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}+1} \cdot \frac{\sqrt{2}-1}{\sqrt{2}-1} = \frac{\sqrt{3}\,(\sqrt{2}-1)}{(\sqrt{2}+1)(\sqrt{2}-1)}\cr &= \frac{\sqrt{3} \cdot \sqrt{2} - \sqrt{3} \cdot 1}{ (\sqrt{2}\,)^2 - 1^2 } = \frac{\sqrt{3 \cdot 2} - \sqrt{3}}{ 2 - 1 } = \frac{\sqrt{6} - \sqrt{3}}{ 1 } = \sqrt{6} - \sqrt{3}\,\mbox{.}}
Exempel 6
Råd för inläsning Tänk på att: Kvadratroten ur ett tal är alltid icke-negativ (dvs. positiv eller lika med noll)! Rotlagarna är egentligen specialfall av potenslagarna. Exempelvis: \sqrt{x}=x^{1/2}
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?
|
|