3.1 Rötter
Sommarmatte 1
Versionen från 23 april 2007 kl. 14.01 (redigera) Lina (Diskussion | bidrag) (→N-te rötter) ← Gå till föregående ändring |
Versionen från 23 april 2007 kl. 14.06 (redigera) (ogör) Lina (Diskussion | bidrag) (→Kvadratrötter) Gå till nästa ändring → |
||
Rad 58: | Rad 58: | ||
==Kvadratrötter== | ==Kvadratrötter== | ||
- | |||
- | |||
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 $a$. | ||
Rad 65: | Rad 63: | ||
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 <u> bara </u> det postiva talet $2$. Vi har att | ||
- | |||
:$\sqrt{a} $ kvadratroten ur $ a $ betecknar det '''icke-negativa tal''' som multiplicerat med sig | :$\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. $ | :självt blir $ a $, dvs. den icke-negativa lösningen till ekvationen $ x^2 = a. $ | ||
- | |||
:Kvadratroten ur $ a $ kan även skrivas $ a^{1/2}.$ | :Kvadratroten ur $ a $ kan även skrivas $ a^{1/2}.$ | ||
- | |||
Det är därför fel att påstå att $ \sqrt{4}= \pm 2$, | Det är därför fel att påstå att $ \sqrt{4}= \pm 2$, | ||
men korrekt att säga att ekvationen $ x^2 = 4 $ har lösningarna | men korrekt att säga att ekvationen $ x^2 = 4 $ har lösningarna | ||
$ x = \pm 2$. T.ex. gäller därmed att $-\sqrt{4}=-2$ och inget annat. | $ x = \pm 2$. T.ex. gäller därmed att $-\sqrt{4}=-2$ och inget annat. | ||
- | |||
- | |||
<div class="exempel"> | <div class="exempel"> | ||
'''Exempel 1''' | '''Exempel 1''' | ||
<ol type="a"> | <ol type="a"> | ||
- | <li>$matte$ | + | <li>$\quad \sqrt{0}=0 \quad$ eftersom $\; 0^2 = 0 \cdot 0 = 0 \;$ och $0$ är inte negativ |
- | <li>text | + | <li>$\quad \sqrt{100}=10 \quad$ eftersom $\; 10^2 = 10 \cdot 10 = 100 \;$ och $10$ är ett positivt tal. |
+ | <li> $\quad \sqrt{0{,}25}=0{,}5 \quad$ eftersom $\; 0{,}5^2 = 0{,}5 \cdot 0{,}5 = 0{,}25 \;$ och $0{,}5$ är positiv | ||
+ | <li>$\quad \sqrt{2} \approx 1{,}4142 \quad$ eftersom $\; 1{,}4142 \cdot 1{,}4142 \approx 2 \;$ och $1{,}4142$ är positiv | ||
+ | <li> Ekvationen $ x^2=2 $ har lösningarna $ x=\sqrt{2}\approx 1,414 $ och $ x = -\sqrt{2} \approx -1,414$ | ||
+ | <li> $ \sqrt{-4} $ är inte definierat, eftersom det inte finns något reellt tal $x$ sådant att $x^2=-4$. | ||
+ | <li>$ \sqrt{(-7)^2} = 7 \;$ eftersom $\; \sqrt{(-7)^2} = \sqrt{(-7) \cdot (-7)} = \sqrt{49} = \sqrt{ 7 \cdot 7} = 7$. | ||
</ol> | </ol> | ||
- | |||
- | a) $\quad \sqrt{0}=0 \quad$ eftersom $\; 0^2 = 0 \cdot 0 = 0 \;$ och $0$ är inte negativ | ||
- | |||
- | |||
- | b) $\quad \sqrt{100}=10 \quad$ eftersom $\; 10^2 = 10 \cdot 10 = 100 \;$ och $10$ är ett positivt tal. | ||
- | |||
- | |||
- | c) $\quad \sqrt{0{,}25}=0{,}5 \quad$ eftersom $\; 0{,}5^2 = 0{,}5 \cdot 0{,}5 = 0{,}25 \;$ och $0{,}5$ är positiv | ||
- | |||
- | |||
- | d) $\quad \sqrt{2} \approx 1{,}4142 \quad$ eftersom $\; 1{,}4142 \cdot 1{,}4142 \approx 2 \;$ och $1{,}4142$ är positiv | ||
- | |||
- | |||
- | e) Ekvationen $ x^2=2 $ har lösningarna $ x=\sqrt{2}\approx 1,414 $ och $ x = -\sqrt{2} \approx -1,414$ | ||
- | |||
- | |||
- | f) $ \sqrt{-4} $ är inte definierat, eftersom det inte finns något reellt tal $x$ sådant att $x^2=-4$. | ||
- | |||
- | |||
- | g) $ \sqrt{(-7)^2} = 7 \;$ eftersom $\; \sqrt{(-7)^2} = \sqrt{(-7) \cdot (-7)} = \sqrt{49} = \sqrt{ 7 \cdot 7} = 7$. | ||
</div> | </div> | ||
Rad 114: | Rad 92: | ||
$$\sqrt{9\cdot 4} = (9\cdot 4)^{1/2} = 9^{1/2}\cdot 4^{1/2} = \sqrt{9}\cdot \sqrt{4}$$ | $$\sqrt{9\cdot 4} = (9\cdot 4)^{1/2} = 9^{1/2}\cdot 4^{1/2} = \sqrt{9}\cdot \sqrt{4}$$ | ||
- | |||
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"> | ||
+ | $$\sqrt{ab}=\sqrt{a}\cdot \sqrt{b}$$ | ||
+ | </div> | ||
- | <div class="exempel"> | + | <div class="regel"> |
- | '''Exempel 1''' | + | $$\sqrt{a/b}= \frac{\sqrt{a}}{ \sqrt{b}}$$ |
- | <ol type="a"> | + | </div> |
- | <li>$matte$ | + | |
- | <li>text | + | |
- | </ol> | + | |
+ | <div class="regel"> | ||
+ | $$a\sqrt{b}=\sqrt{a^2b}$$ | ||
</div> | </div> | ||
- | |||
- | $\sqrt{ab}=\sqrt{a}\cdot \sqrt{b}$ | ||
- | |||
- | |} | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | |||
- | |||
- | {| BORDER="1" CELLPADDING="5" CELLSPACING="0" ALIGN="left" | ||
- | ! STYLE="background:#EED2EE;"| | ||
- | |||
- | $\sqrt{a/b}= \frac{\sqrt{a}}{ \sqrt{b}}$ | ||
- | |||
- | |} | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | |||
- | |||
- | |||
- | {| BORDER="1" CELLPADDING="5" CELLSPACING="0" ALIGN="left" | ||
- | ! STYLE="background:#EED2EE;"| | ||
- | |||
- | $a\sqrt{b}=\sqrt{a^2b}$ | ||
- | |||
- | |} | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | |||
- | |||
- | |||
(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.) | ||
- | |||
- | |||
<div class="exempel"> | <div class="exempel"> | ||
'''Exempel 2''' | '''Exempel 2''' | ||
<ol type="a"> | <ol type="a"> | ||
- | <li>$matte$ | + | <li>$\sqrt{64\cdot 81}=\sqrt{64}\cdot \sqrt{81}=8\cdot 9 =72$ |
- | <li>text | + | <li>$ \sqrt{\displaystyle\frac{9}{25}} =\displaystyle\frac{\sqrt{9}}{ \sqrt{25}}= \displaystyle\frac{3}{5}$ |
+ | <li>$ \sqrt{18} \cdot \sqrt{2} =\sqrt{18 \cdot 2} = \sqrt{36} = 6$ | ||
+ | <li>$ \displaystyle\frac{\sqrt{75}}{\sqrt{3}} = \sqrt{\displaystyle\frac{75}{3}} = \sqrt{25} = 5$ | ||
+ | <li>$ \sqrt{12} = \sqrt{ 4 \cdot 3 } = \sqrt{4} \cdot \sqrt{3} = 2\sqrt{3} $ | ||
</ol> | </ol> | ||
</div> | </div> | ||
- | a) $\sqrt{64\cdot 81}=\sqrt{64}\cdot \sqrt{81}=8\cdot 9 =72 | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | b) $ \sqrt{\displaystyle\frac{9}{25}} =\displaystyle\frac{\sqrt{9}}{ \sqrt{25}}= \displaystyle\frac{3}{5} | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | c) $ \sqrt{18} \cdot \sqrt{2} =\sqrt{18 \cdot 2} = \sqrt{36} = 6 | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | d) $ \displaystyle\frac{\sqrt{75}}{\sqrt{3}} = \sqrt{\displaystyle\frac{75}{3}} = \sqrt{25} = 5 | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | e) $ \sqrt{12} = \sqrt{ 4 \cdot 3 } = \sqrt{4} \cdot \sqrt{3} = 2\sqrt{3} | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
Observera att räknereglerna ovan förutsätter att $ a \mbox{ och } b \ge 0.$ | Observera att räknereglerna ovan förutsätter att $ a \mbox{ och } b \ge 0.$ | ||
Rad 199: | Rad 126: | ||
definierade som reella tal. Man skulle kunna frestas att skriva | definierade som reella tal. Man skulle 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 | + | |
- | $ | + | |
men ser då att något inte stämmer. | men ser då att något inte stämmer. |
Versionen från 23 april 2007 kl. 14.06
3.1 RötterInnehåll:
Läromål: Efter detta avsnitt ska du ha lärt dig att:
|
|||||||||||||||||||
Teoriteori $$ fristående formel dubbla dollar $$ teori igen Viktig regel: $$dubbeldollar$$ Exempel 1 Exempeltext, använd nedanstående numrering
teori igen KvadratrötterSymbolen $ \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 postiva talet $2$. Vi har att
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$. T.ex. gäller därmed att $-\sqrt{4}=-2$ och inget annat. 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 $$\sqrt{9\cdot 4} = (9\cdot 4)^{1/2} = 9^{1/2}\cdot 4^{1/2} = \sqrt{9}\cdot \sqrt{4}$$ På detta sätt kan vi få fram följande räkneregler för kvadratrötter, som gäller för alla reella tal $ a, b \ge 0:$ $$\sqrt{ab}=\sqrt{a}\cdot \sqrt{b}$$ $$\sqrt{a/b}= \frac{\sqrt{a}}{ \sqrt{b}}$$ $$a\sqrt{b}=\sqrt{a^2b}$$ (Vi måste dock vid divisionen ovan som vanligt förutsätta att b inte är 0.) Exempel 2
Observera att räknereglerna ovan förutsätter att $ a \mbox{ 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 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 ut 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 fån 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$. OBS! om $n$ är udda gäller de även för negativa $a$ och $b$, dvs. för all reella tal $a, b$. $$\sqrt[\scriptstyle n]{ab}=\sqrt[\scriptstyle n]{a}\cdot \sqrt[\scriptstyle n]{b}$$ $$\sqrt[\scriptstyle n]{\displaystyle\frac{a}{b}}=\displaystyle \frac{\sqrt[\scriptstyle n]{a}}{\sqrt[\scriptstyle n]{b}}$$ $$a\cdot\sqrt[\scriptstyle n]{b}=\sqrt[\scriptstyle n]{a^nb}$$ 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. $$\displaystyle\frac{\sqrt{8}}{2} = \displaystyle\frac{2 \sqrt{2}}{2} = \sqrt{2} $$
$$\sqrt{8} + \sqrt{2} = 2\sqrt{2} + \sqrt{2} = (2+1)\sqrt{2} =3\sqrt{2}$$ 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, t.ex. $$ \displaystyle\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}+1} = \displaystyle\frac{\sqrt{3}}{(\sqrt{2}+1)} \cdot \frac{\sqrt{2}-1}{\sqrt{2}-1} = \displaystyle\frac{\sqrt{3}(\sqrt{2}-1)}{(\sqrt{2}+1)(\sqrt{2}-1)} = \displaystyle\frac{\sqrt{3} \cdot \sqrt{2} - \sqrt{3} \cdot 1}{ (\sqrt{2})^2 - 1^2 } = \displaystyle\frac{\sqrt{3 \cdot 2} - \sqrt{3}}{ 2 - 1 } = \displaystyle\frac{\sqrt{6} - \sqrt{3}}{ 1 } = \sqrt{6} - \sqrt{3} $$ Exempel 6
Råd för inläsning Tänk på att: Kvadratroten ur ett tal alltid är 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?
© Copyright 2006, KTH Matematik
|
|