Pierwiastki
3. Działania na pierwiastkach
Każdy pierwiastek kwadratowy można zapisać za pomocą ułamka łańcuchowego. Liczbom wymiernym odpowiadają ułamki skończone, liczbom niewymiernym – ułamki nieskończone.
W tej lekcji omówimy bardziej szczegółowo własności działań na pierwiastkach. Przypomnimy już poznane oraz podamy takie, o których dotychczas nie wspominaliśmy. Zagadnienia te ilustrujemy przykładami, w których będziemy korzystać z własności działań na pierwiastkach w zbiorze liczb rzeczywistych.
Zastosujesz własności działań na pierwiastkach.
Zastosujesz prawa działań na pierwiastkach w zbiorze liczb rzeczywistych.
Przypomnijmy, że pierwiastkiem stopnia z liczby nieujemnej jest taka liczba nieujemna , która podniesiona do potęgi jest równa liczbie , czyli
wtedy i tylko wtedy, gdy , dla , i .
Ponadto jeśli stopień pierwiastka jest liczbą nieparzystą, to możemy zdefiniować również pierwiastek z liczby ujemnej.
Przy okazji wcześniejszych tematów omówiliśmy dwie własności pierwiastkowania:
rozdzielność pierwiastkowania względem mnożenia, która orzeka, że:
, dla , i ,rozdzielność pierwiastkowania względem dzielenia, która orzeka, że:
, dla , i .
Analogiczne własności mają pierwiastki nieparzystego stopnia z liczb ujemnych.
W poniższej tabelce zestawimy pozostałe własności pierwiastkowania wraz z koniecznymi założeniami:
Rozważmy teraz następujący przykład.
Na podstawie powyższego przykładu można postawić hipotezę, że:
, dla oraz , której dowód tutaj pomijamy.
W trakcie rozwiązywania zadań będą nam przydatne również prawa działań w zbiorze liczb rzeczywistych:
przemienność dodawania i mnożenia:
oraz , dla dowolnych ;rozdzielność mnożenia względem dodawania i odejmowania:
oraz , dla dowolnych ;prawostronna rozdzielność dzielenia względem dodawania i odejmowania:
oraz , dla dowolnych , .
Przekształcimy do postaci sumy następujące wyrażenia:
a)
Z rozdzielności mnożenia względem odejmowaniarozdzielności mnożenia względem odejmowania.
Z rozdzielności mnożenia względem dodawaniarozdzielności mnożenia względem dodawania.
Z rozdzielności pierwiastkowania względem mnożenia.
b)
Z rozdzielności mnożenia względem dodawania.
Z rozdzielności mnożenia względem odejmowania.
Z rozdzielności pierwiastkowania względem mnożenia.
Redukcja wyrazów podobnych.
c)
Z rozdzielności dzielenia względem dodawania.
Z rozdzielności pierwiastkowania względem dzielenia.
Usunięcie niewymierności z mianownika.
Przedstawimy podane liczby w postaci iloczynów
a)
Z rozdzielności pierwiastkowania względem mnożenia.
Z rozdzielności mnożenia względem odejmowania.
b)
Z rozdzielności pierwiastkowania względem mnożenia.
Z rozdzielności mnożenia względem odejmowania.
Z rozdzielności mnożenia względem odejmowania.
Uprościmy wyrażenie :
Suma dwóch liczb jest równa , zaś ich różnica jest równa . Wyznaczymy ich iloczyn.
Niech szukanymi liczbami będą i . Wówczas warunki zadania można zapisać następująco:
Zauważmy, że gdy dodamy lewą stronę pierwszego równania do lewej strony drugiego równania, zaś prawą stronę pierwszego równania do prawej strony drugiego równania, to otrzymamy równanie:
Odejmijmy teraz lewą stronę drugiego równania od lewej strony pierwszego równania, zaś prawą stronę drugiego równania od prawej strony pierwszego równania:
Teraz możemy obliczyć iloczyn liczb i :
W przekształceniach wyrażeń zawierających pierwiastki możesz korzystać ze wzorów skróconego mnożenia:
Skorzystamy z powyższych wzorów w następujących przykładach:
Przedstawimy w postaci sumy następujące wyrażenia:
Znajdziemy liczbę odwrotną do liczby .
Szukana liczba to . Zauważmy, że w mianowniku zapisanego ułamka znajduje się suma dwóch wyrażeń, zatem aby usunąć niewymierność z mianownika, rozszerzamy ułamek przez różnicę tych samych wyrażeń.
Odwrotność liczby to .
Wykażemy, że liczba jest wymierna.
Sprowadzamy ułamki do wspólnego mianownika.
Wykonujemy w liczniku mnożenie, w mianowniku stosujemy wzór skróconego mnożenia na różnicę kwadratówwzór skróconego mnożenia na różnicę kwadratów.
Redukujemy wyrazy podobne w liczniku, w mianowniku wykonujemy wskazane działania.
Liczba zapisana jest za pomocą ilorazu liczb całkowitych, zatem to liczba wymierna.
Usuniemy niewymierności z mianowników następujących ułamków:
a)
b)
Wykażemy, że liczba jest liczbą parzystą.
Przedstawimy każdy z ułamków sumy określającej liczbę , bez użycia niewymierności w mianowniku. Korzystamy ze wzoru skróconego mnożenia na różnicę kwadratów.
Teraz korzystamy ze wzoru skróconego mnożenia na kwadrat sumy i upraszczamy otrzymane wyrażenie.
Liczba dzieli się przez , więc liczba jest liczbą parzystą, co należało wykazać.
Animacja multimedialna
Przeanalizuj informacje zawarte w poniższej animacji.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R3KKM1K12CFMU
Film nawiązujący do treści materiału dotyczącej działań na pierwiastkach.
Zestaw ćwiczeń interaktywnych
nawias, a, plus, b, zamknięcie nawiasu, indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, równa się, a indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, plus, dwa a b, plus, b indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego oraz nawias, a, minus, b, zamknięcie nawiasu, indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, równa się, a indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, minus, dwa a b, plus, b indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego. nawias, pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, plus, dwa, zamknięcie nawiasu, indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego Możliwe odpowiedzi: 1. dwanaście, plus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 2. siedem, plus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 3. siedem, plus, sześć pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 4. pięć, plus, dwa pierwiastek kwadratowy z sześć koniec pierwiastka, 5. dwanaście, minus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 6. pięć, minus, dwa pierwiastek kwadratowy z sześć koniec pierwiastka, 7. siedem, minus, sześć pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 8. siedem, minus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka nawias, pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, minus, dwa, zamknięcie nawiasu, indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego Możliwe odpowiedzi: 1. dwanaście, plus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 2. siedem, plus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 3. siedem, plus, sześć pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 4. pięć, plus, dwa pierwiastek kwadratowy z sześć koniec pierwiastka, 5. dwanaście, minus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 6. pięć, minus, dwa pierwiastek kwadratowy z sześć koniec pierwiastka, 7. siedem, minus, sześć pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 8. siedem, minus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka nawias, dwa pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, plus, jeden, zamknięcie nawiasu, indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego Możliwe odpowiedzi: 1. dwanaście, plus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 2. siedem, plus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 3. siedem, plus, sześć pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 4. pięć, plus, dwa pierwiastek kwadratowy z sześć koniec pierwiastka, 5. dwanaście, minus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 6. pięć, minus, dwa pierwiastek kwadratowy z sześć koniec pierwiastka, 7. siedem, minus, sześć pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 8. siedem, minus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka nawias, dwa pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, minus, jeden, zamknięcie nawiasu, indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego Możliwe odpowiedzi: 1. dwanaście, plus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 2. siedem, plus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 3. siedem, plus, sześć pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 4. pięć, plus, dwa pierwiastek kwadratowy z sześć koniec pierwiastka, 5. dwanaście, minus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 6. pięć, minus, dwa pierwiastek kwadratowy z sześć koniec pierwiastka, 7. siedem, minus, sześć pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 8. siedem, minus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka nawias, pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka, plus, trzy, zamknięcie nawiasu, indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego Możliwe odpowiedzi: 1. dwanaście, plus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 2. siedem, plus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 3. siedem, plus, sześć pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 4. pięć, plus, dwa pierwiastek kwadratowy z sześć koniec pierwiastka, 5. dwanaście, minus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 6. pięć, minus, dwa pierwiastek kwadratowy z sześć koniec pierwiastka, 7. siedem, minus, sześć pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 8. siedem, minus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka nawias, pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka, minus, trzy, zamknięcie nawiasu, indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego Możliwe odpowiedzi: 1. dwanaście, plus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 2. siedem, plus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 3. siedem, plus, sześć pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 4. pięć, plus, dwa pierwiastek kwadratowy z sześć koniec pierwiastka, 5. dwanaście, minus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 6. pięć, minus, dwa pierwiastek kwadratowy z sześć koniec pierwiastka, 7. siedem, minus, sześć pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 8. siedem, minus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka nawias, pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka, plus, pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, zamknięcie nawiasu, indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego Możliwe odpowiedzi: 1. dwanaście, plus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 2. siedem, plus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 3. siedem, plus, sześć pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 4. pięć, plus, dwa pierwiastek kwadratowy z sześć koniec pierwiastka, 5. dwanaście, minus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 6. pięć, minus, dwa pierwiastek kwadratowy z sześć koniec pierwiastka, 7. siedem, minus, sześć pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 8. siedem, minus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka nawias, pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka, minus, pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, zamknięcie nawiasu, indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego Możliwe odpowiedzi: 1. dwanaście, plus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 2. siedem, plus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 3. siedem, plus, sześć pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 4. pięć, plus, dwa pierwiastek kwadratowy z sześć koniec pierwiastka, 5. dwanaście, minus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 6. pięć, minus, dwa pierwiastek kwadratowy z sześć koniec pierwiastka, 7. siedem, minus, sześć pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, 8. siedem, minus, cztery pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka
Uprość i zapisz bez kreski ułamkowej.
a) ,
b) .
Oblicz.
a) ,
b) .
Słownik
, dla dowolnych
, dla dowolnych
różnica kwadratów dwóch dowolnych wyrażeń jest równa iloczynowi sumy tych wyrażeń przez ich różnicę