3.1 Rötter
Sommarmatte 1
Versionen från 23 april 2007 kl. 13.55 (redigera) Lina (Diskussion | bidrag) (→Förenkling av rotuttryck) ← Gå till föregående ändring |
Nuvarande version (15 februari 2008 kl. 06.50) (redigera) (ogör) KTH.SE:u1tyze7e (Diskussion | bidrag) (Bytt kvadratrotslänk) |
||
(21 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 ur ett tal a definieras som det tal som multiplicerat med sig själv tre gånger ger a, och betecknas $\sqrt[\scriptstyle 3]{a}$. | |
- | Kubikroten ut ett tal a definieras som det tal som multiplicerat med sig själv tre gånger ger a, och betecknas \sqrt[3]{a}. | + | |
- | + | ||
- | + | ||
<div class="exempel"> | <div class="exempel"> | ||
'''Exempel 3''' | '''Exempel 3''' | ||
<ol type="a"> | <ol type="a"> | ||
- | <li>$matte$ | + | <li>$\quad \sqrt[\scriptstyle 3]{8} = 2 \quad$ eftersom \; 2 \cdot 2 \cdot 2=8. <br><br> |
- | <li>text | + | <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. | ||
</ol> | </ol> | ||
</div> | </div> | ||
- | a) \quad \sqrt[3]{8} = 2 \quad eftersom \; 2 \cdot 2 \cdot 2=8. | ||
- | + | Notera att, till skillnad från kvadratrötter, är kubikrötter även definierade för negativa tal. | |
- | b) \quad \sqrt[3]{0{,}027} = 0{,}3 \quad eftersom \; 0{,}3 \cdot 0{,}3 \cdot 0{,}3=0{,}027. | + | |
- | + | ||
- | + | ||
- | c) \quad \sqrt[3]{-8} = -2 \quad eftersom \; (-2) \cdot (-2) \cdot (-2)= -8. | + | |
- | |} | + | |
- | + | ||
- | + | ||
- | 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 | 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[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[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 $\sqrt[n]{a} kan även skrivas som a^{1/n}$. | + | |
- | + | ||
+ | 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>$matte$ | + | <li>$ \sqrt[\scriptstyle 4]{625} = 5\quad$ eftersom \,5 \cdot 5 \cdot 5 \cdot 5 = 625\,. <br><br> |
- | <li>text | + | <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}\quad är inte definierat eftersom \,6\, är jämn och \,-17\, är ett negativt tal. | ||
</ol> | </ol> | ||
</div> | </div> | ||
- | $ | ||
- | \mbox{ a) } \sqrt[4]{625} = 5 eftersom 5 \cdot 5 \cdot 5 \cdot 5 = 625 | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | \mbox{ b) } \sqrt[5]{-243} = -3 eftersom (-3) \cdot (-3) \cdot (-3) \cdot (-3) \cdot (-3) = -243 | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | \mbox{ c) } \sqrt[6]{-17} är inte definierad eftersom 6 är jämn och -17$ är ett negativt tal. | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | 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''. | ||
- | |||
- | |||
- | {| BORDER="1" CELLPADDING="5" CELLSPACING="0" ALIGN="left" | ||
- | ! STYLE="background:#EED2EE;"| | ||
- | $ | ||
- | \sqrt[\scriptstyle n]{ab}=\sqrt[\scriptstyle n]{a}\cdot \sqrt[\scriptstyle n]{b} | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |} | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | |||
- | |||
- | {| BORDER="1" CELLPADDING="5" CELLSPACING="0" ALIGN="left" | ||
- | ! STYLE="background:#EED2EE;"| | ||
- | $ | ||
- | \sqrt[\scriptstyle n]{\displaystyle\frac{a}{b}}=\displaystyle \frac{\sqrt[\scriptstyle n]{a}}{\sqrt[\scriptstyle n]{b}} | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |} | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | |||
- | |||
- | |||
- | {| BORDER="1" CELLPADDING="5" CELLSPACING="0" ALIGN="left" | ||
- | ! STYLE="background:#EED2EE;"| | ||
- | $ | ||
- | a\cdot\sqrt[\scriptstyle n]{b}=\sqrt[\scriptstyle n]{a^nb} | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |} | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | |||
+ | 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\,. | ||
+ | <div class="regel"> | ||
+ | \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> | ||
==Förenkling av rotuttryck== | ==Förenkling av rotuttryck== | ||
Rad 320: | 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 406: | 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 464: | 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 476: | 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?
|
|