3.1 Rötter
Sommarmatte 1
Versionen från 23 april 2007 kl. 14.01 (redigera) Lina (Diskussion | bidrag) (→N-te rötter) ← Gå till föregående ändring |
Nuvarande version (15 februari 2008 kl. 06.50) (redigera) (ogör) KTH.SE:u1tyze7e (Diskussion | bidrag) (Bytt kvadratrotslänk) |
||
(19 mellanliggande versioner visas inte.) | |||
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:''' | + | '''Lärandemål:'''<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 | + | *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 definierat (n udda) | + | *Veta när ''n'':te roten ur ett negativt tal är definierat (''n'' udda). |
</div> | </div> | ||
- | [[agjöeijö|Övningar]] | + | [[3.1 Övningar|Övningar]] |
</td> | </td> | ||
Rad 29: | Rad 28: | ||
</td></tr> | </td></tr> | ||
- | <tr><td width=600> | + | <tr><td width="600"> |
<!-- huvudtexten --> | <!-- huvudtexten --> | ||
=Teori= | =Teori= | ||
- | teori | ||
- | |||
- | $$ fristående formel dubbla dollar $$ | ||
- | |||
- | teori igen | ||
- | |||
- | <div class="regel"> | ||
- | '''Viktig regel:''' | ||
- | $$dubbeldollar$$ | ||
- | </div> | ||
- | |||
- | <div class="exempel"> | ||
- | '''Exempel 1''' | ||
- | |||
- | Exempeltext, använd nedanstående numrering | ||
- | <ol type="a"> | ||
- | <li>$matte$ | ||
- | <li>text | ||
- | </ol> | ||
- | |||
- | </div> | ||
- | |||
- | teori igen | ||
==Kvadratrötter== | ==Kvadratrötter== | ||
- | + | [[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 | + | <div class="regel"> |
- | :självt blir $ a $, dvs. den icke-negativa lösningen till ekvationen $ x^2 = a. $ | + | 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$. T.ex. gäller därmed att $-\sqrt{4}=-2$ och inget annat. | + | |
+ | Kvadratroten ur $\,a\,$ kan även skrivas $\,a^{1/2}\,$. | ||
+ | </div> | ||
+ | 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>$matte$ | + | <li>$\sqrt{0}=0 \quad$ eftersom $\,0^2 = 0 \cdot 0 = 0\,$ och $\,0\,$ är inte negativ. <br><br> |
- | <li>text | + | <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>$\sqrt{2} \approx 1{,}4142 \quad$ 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>$\sqrt{-4}\quad$ är inte definierat, eftersom det inte finns något reellt tal $\,x\,$ som uppfyller $\,x^2=-4\,$.<br><br> | ||
+ | <li>$ \sqrt{(-7)^2} = 7 \quad$ 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 112: | 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="exempel"> | + | $$\eqalign{\sqrt{ab}&=\sqrt{\vphantom{b}a}\cdot \sqrt{b}\cr \sqrt{\frac{a}{b}}&= \frac{\sqrt{a}}{ \sqrt{b}}\cr a\sqrt{b}&=\sqrt{a^2b}}$$ |
- | '''Exempel 1''' | + | |
- | <ol type="a"> | + | |
- | <li>$matte$ | + | |
- | <li>text | + | |
- | </ol> | + | |
- | + | ||
</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>$\sqrt{64\cdot 81}=\sqrt{64}\cdot \sqrt{81}=8\cdot 9 =72$ <br><br> |
- | <li>text | + | <li>$ \sqrt{\displaystyle\frac{9}{25}} =\displaystyle\frac{\sqrt{9}}{ \sqrt{25}}= \displaystyle\frac{3}{5}$ <br><br> |
+ | <li>$ \sqrt{18} \cdot \sqrt{2} =\sqrt{18 \cdot 2} = \sqrt{36} = 6$ <br><br> | ||
+ | <li>$ \displaystyle\frac{\sqrt{75}}{\sqrt{3}} = \sqrt{\displaystyle\frac{75}{3}} = \sqrt{25} = 5$ <br><br> | ||
+ | <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.$ | ||
- | 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 | ||
- | |||
+ | 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 | ||
- | $ | + | $$-1 = \sqrt{-1} \cdot \sqrt{-1} = \sqrt{ (-1) \cdot (-1) } = \sqrt{1} = 1$$ |
- | -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. | ||
Rad 209: | 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"> | ||
'''Exempel 3''' | '''Exempel 3''' | ||
<ol type="a"> | <ol type="a"> | ||
- | <li>$\quad \sqrt[\scriptstyle 3]{8} = 2 \quad$ eftersom $\; 2 \cdot 2 \cdot 2=8$. | + | <li>$\quad \sqrt[\scriptstyle 3]{8} = 2 \quad$ eftersom $\; 2 \cdot 2 \cdot 2=8$. <br><br> |
- | <li>$\quad \sqrt[\scriptstyle 3]{0{,}027} = 0{,}3 \quad$ eftersom $\; 0{,}3 \cdot 0{,}3 \cdot 0{,}3=0{,}027$. | + | <li>$\quad \sqrt[\scriptstyle 3]{0{,}027} = 0{,}3 \quad$ eftersom $\; 0{,}3 \cdot 0{,}3 \cdot 0{,}3=0{,}027$. <br><br> |
<li>$\quad \sqrt[\scriptstyle 3]{-8} = -2 \quad$ eftersom $\; (-2) \cdot (-2) \cdot (-2)= -8$. | <li>$\quad \sqrt[\scriptstyle 3]{-8} = -2 \quad$ eftersom $\; (-2) \cdot (-2) \cdot (-2)= -8$. | ||
</ol> | </ol> | ||
Rad 222: | 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 $5 \cdot 5 \cdot 5 \cdot 5 = 625$ | + | <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 $(-3) \cdot (-3) \cdot (-3) \cdot (-3) \cdot (-3) = -243$ | + | <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 265: | 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 351: | 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> | ||
</div> | </div> | ||
+ | |||
+ | [[3.1 Övningar|Övningar]] | ||
+ | |||
<div class="inforuta"> | <div class="inforuta"> | ||
'''Råd för inläsning''' | '''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:''' | '''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 409: | Rad 229: | ||
'''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/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?] | ||
Rad 421: | Rad 241: | ||
</div> | </div> | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | '''© Copyright 2006, KTH Matematik''' | ||
- | |||
- | |||
- | |||
<!-- slut teori --> | <!-- slut teori --> |
Nuvarande version
Innehåll:
Lärandemål:
|
|
[redigera] Teori[redigera] 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 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. [redigera] 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 $\,b\,$. $$\eqalign{\sqrt[\scriptstyle n]{ab}&=\sqrt[\scriptstyle n]{\vphantom{b}a}\cdot \sqrt[\scriptstyle n]{b}\cr \sqrt[\scriptstyle n]{\displaystyle\frac{a}{b}}&=\displaystyle \frac{\sqrt[\scriptstyle n]{a}}{\sqrt[\scriptstyle n]{b}}\cr a\,\sqrt[\scriptstyle n]{b}&=\sqrt[\scriptstyle n]{a^nb}}$$ [redigera] 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
[redigera] 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 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.
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?
|
|