Pierwiastki
2. Pierwiastek stopnia parzystego i nieparzystego
Nie zawsze pierwiastek z liczby oznaczano tak jak dziś, czyli . Początkowo symbol pierwiastka nie zawierał poziomej kreski na górze (tzw. vinculum) i wyglądał tak . Dziś pierwiastek z sumy liczb i zapisujemy jako , ale dawniej pisano . Nawias potrzebny był, aby zaznaczyć, gdzie kończy się wyrażenie podpierwiastkowe. Z czasem to vinculum przejął rolę nawiasu (dzięki Kartezjuszowi w wieku).
Znamy już definicje pierwiastka kwadratowego i pierwiastka sześciennego. Okazuje się, że pojęcie pierwiastka można uogólnić i zdefiniować pierwiastek dowolnego stopnia będącego liczbą naturalną nie mniejszą niż . W tej lekcji omówimy własności pierwiastków z liczb nieujemnych.
Zastosujesz definicję pierwiastka z liczby nieujemnej.
Zastosujesz definicję pierwiastka stopnia nieparzystego.
Zastosujesz własności pierwiastkowania.
Usuniesz niewymierność z mianownika ułamka.
Pierwiastek z liczby nieujemnej
Przypomnijmy, że pierwiastkiem drugiego stopnia (kwadratowym) z nieujemnej liczby nazywamy taką nieujemną liczbę , której kwadrat jest równy , czyli:
, gdzie ,
Analogicznie pierwiastkiem stopnia , gdzie jest liczbą naturalną większą od , z nieujemnej liczby nazywamy taką nieujemną liczbę , której potęga o wykładniku jest równa , czyli:
, gdzie , ,
, bo i
, bo i
, bo i
, bo i
, bo i
Zauważmy, że wyrażenia , , , (i ogólnie pierwiastki parzystych stopni) mają sens liczbowy tylko i wyłącznie dla liczb nieujemnych , zatem dziedzinądziedziną pierwiastka parzystego stopnia jest zbiór liczb nieujemnych, czyli .
Wyrażenie ma sens dla każdej nieujemnej liczby rzeczywistej , czyli dla .
Wyrażenie ma sens dla każdej liczby rzeczywistej spełniającej warunek , czyli dla .
Wyrażenie ma sens dla każdej liczby rzeczywistej spełniającej warunek , czyli dla .
Wyrażenie ma sens dla każdej liczby rzeczywistej spełniającej warunek , czyli dla .
Wyrażenie ma sens dla każdej liczby rzeczywistej spełniającej warunek , czyli dla .
Ponieważ niewykonalne jest dzielenie przez , wyrażenie ma sens dla każdej dodatniej liczby rzeczywistej , czyli dla .
Wyrażenie ma sens dla każdej liczby rzeczywistej spełniającej warunek (uwzględniamy przy tym fakt, że mianownik nie może być równy zeru), czyli dla .
Ponieważ mianownik ułamka nie może być równy , wyrażenie ma sens dla każdej liczby rzeczywistej spełniającej warunek , czyli dla .
Wyrażenie ma sens dla każdej liczby rzeczywistej spełniającej warunek , czyli dla .
Wyrażenie ma sens dla każdej liczby rzeczywistej spełniającej warunek , czyli dla .
Zwróć uwagę, że liczby i są liczbami przeciwnymi:
. Zatem
, bo
Zauważmy, że liczba jest ujemna, więc, aby obliczyć , wykonamy przekształcenia:
Uważaj na wyrażenia postaci , gdzie jest liczbą naturalną dodatnią. Często popełnianym błędem jest uznawanie, że pierwiastekpierwiastek i potęga wzajemnie się znoszą (redukują) i rozważane wyrażenie jest równe . Powyższe przykłady pokazują, że to nieprawda. W rzeczywistości rozważane wyrażenie jest równe wartości bezwzględnej z , czyli dla dowolnej liczby rzeczywistej . Natomiast , ale ta równość zachodzi tylko i wyłącznie dla .
Dla dowolnych nieujemnych liczb rzeczywistych , oraz liczby naturalnej większej od zachodzą równości:
, o ile
Korzystając z własności pierwiastkowania, usuniemy niewymierności z mianowników następujących ułamków:
a)
b)
Zwróć uwagę na kolejność wykonywania działań w wyrażeniach typu .
Pierwiastkowanie nie jest rozdzielne względem dodawania, więc powyższe wyrażenie nie jest równe wyrażeniu .
Rozważmy .
Poprawne obliczenie wygląda następująco .
Ponadto , co oczywiście nie jest równe poprawnie obliczonej wartości, czyli liczbie .
Aby dodać pierwiastki , możemy postąpić następująco:
.
Pierwiastek arytmetyczny stopnia nieparzystego
Zacznijmy od przypomnienia definicji pierwiastka sześciennego:
wtedy i tylko wtedy, gdy , dla dowolnych liczb rzeczywistych ,
Innymi słowy pierwiastkiem trzeciego stopnia (sześciennym) z dowolnej liczby nazywamy taką liczbę , która podniesiona do sześcianu daje liczbę .
Analogicznie sytuacja wygląda dla pierwiastków dowolnego stopnia będącego liczbą nieparzystą większą od :
wtedy i tylko wtedy, gdy , dla , , .
Czyli pierwiastkiem nieparzystego stopniapierwiastkiem nieparzystego stopnia z dowolnej liczby nazywamy taką liczbę , która podniesiona do potęgi daje liczbę .
, bo
, bo
, bo
, bo
, bo
, bo
, bo
, bo
, bo
, bo
, bo
Wyrażenie ma sens dla każdej liczby rzeczywistej , czyli dla .
Przypomnijmy, że zbiór wszystkich liczb, dla których dane wyrażenie zawierające zmienną ma sens liczbowy nazywamy dziedziną wyrażenia algebraicznegodziedziną wyrażenia algebraicznego. Możemy zatem powiedzieć, że dziedziną wyrażenia (analogicznie dla każdego pierwiastka stopnia nieparzystego) jest zbiór wszystkich liczb rzeczywistych.
Ponieważ niewykonalne jest dzielenie przez , wyrażenie ma sens dla każdej liczby rzeczywistej różnej od zera.
Wyrażenie ma sens dla każdej liczby rzeczywistej spełniającej warunek (uwzględniamy przy tym fakt, że mianownik nie może być równy zeru, zaś pierwiastek sześcienny jest zerem tylko wówczas, gdy zerem jest liczba podpierwiastkowa), czyli dla .
Ponieważ mianownik ułamka nie może być równy , wyrażenie ma sens dla każdej liczby rzeczywistej spełniającej warunek , czyli dla .
Wyrażenie ma sens dla każdej liczby rzeczywistej spełniającej warunek , czyli dla . Oznacza to, że nie może być równe ani , ani , co możemy zapisać jako .
Zwróć uwagę, że niezależnie od tego, jaką liczbą jest , prawdziwe są równości oraz , dla liczb naturalnych dodatnich . Przypomnijmy również, że równość, która jest prawdziwa dla każdego elementu dziedziny, nazywamy tożsamościątożsamością.
Dla dowolnych liczb rzeczywistych , i dowolnej liczby naturalnej dodatniej zachodzą równości:
, o ile
Korzystając z własności pierwiastkowania usuniemy niewymierności z mianowników następujących ułamków:
a)
b)
Aby dodać pierwiastki , możemy postąpić następująco:
Materiały multimedialne
Przeanalizuj informacje i przykłady zawarte w poniższej galerii zdjęć interaktywnych.
początek ułamka, siedem, mianownik, pierwiastek stopnia cztery z siedem indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego, koniec pierwiastka, koniec ułamka początek ułamka, pierwiastek stopnia cztery z siedem koniec pierwiastka, mianownik, siedem, koniec ułamka pierwiastek stopnia cztery z siedem koniec pierwiastka
Liczba pierwiastek sześcienny z dwadzieścia cztery koniec pierwiastka jest równa:
dwa pierwiastek sześcienny z trzy koniec pierwiastka trzy pierwiastek sześcienny z dwa koniec pierwiastka początek ułamka, sześć, mianownik, pierwiastek sześcienny z dziewięć koniec pierwiastka, koniec ułamka
Liczba pierwiastek kwadratowy z trzy indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, plus, cztery indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego koniec pierwiastka jest równa:
pięć siedem Inna liczba
Wskaż liczby większe od trzy:
dwa pierwiastek stopnia cztery z sześć koniec pierwiastka pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka, plus, pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka początek ułamka, pięć, mianownik, pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka, koniec ułamka
Ułóż domino łącząc w pary wyrażenia o równych wartościach.

Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/D5OHG1HDK
Zaplanuj i wykonaj domino złożone z sześciu kostek, na których znajdą się wyrażenia zawierające pierwiastki z liczb nieujemnych. Stworzone domino daj do ułożenia koledze lub koleżance z klasy.
Na podstawie poprzedniego ćwiczenia spróbuj wykonać grę domino, na której kostkach znajdą się wyrażenia zawierające pierwiastki liczb nieujemnych. Stworzone domino daj do ułożenia koledze lub koleżance z klasy.
Zestaw ćwiczeń interaktywnych
Rozwiąż test. Wskaż poprawną odpowiedź.
Sprowadź do najprostszej postaci:
a) ,
b) .
Rozwiąż test. Wskaż poprawną odpowiedź.
x, należy do, liczby rzeczywiste x, nie równa się, zero x, mniejszy równy, zero
Zbiór wszystkich liczb x, dla których wyrażenie początek ułamka, jeden, mianownik, pierwiastek stopnia siedem z minus, x koniec pierwiastka, koniec ułamka ma sens w liczbach rzeczywistych, można opisać jako:
x, należy do, liczby rzeczywiste x, nie równa się, zero {x, mniejszy niż, zero
Zbiór wszystkich liczb x, dla których wyrażenie początek ułamka, jeden, mianownik, pierwiastek stopnia dziewięć z szesnaście, minus, x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego koniec pierwiastka, koniec ułamka ma sens w liczbach rzeczywistych, można opisać jako:
x, należy do, liczby rzeczywiste x, należy do, liczby rzeczywiste, minus, nawias, minus, cztery, przecinek, cztery, zamknięcie nawiasu x, należy do, liczby rzeczywiste, minus, nawias, cztery, zamknięcie nawiasu
Zbiór wszystkich liczb x, dla których wyrażenie początek ułamka, jeden, mianownik, pierwiastek stopnia jedenaście z sześćdziesiąt cztery, minus, x indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego koniec pierwiastka, koniec ułamka ma sens w liczbach rzeczywistych, można opisać jako:
x, należy do, liczby rzeczywiste, minus, nawias, osiem, zamknięcie nawiasu x, należy do, liczby rzeczywiste, minus, nawias, minus, cztery, przecinek, cztery, zamknięcie nawiasu x, należy do, liczby rzeczywiste, minus, nawias, cztery, zamknięcie nawiasu
Zbiór wszystkich liczb x, dla których wyrażenie początek ułamka, jeden, mianownik, pierwiastek stopnia trzynaście z osiemdziesiąt jeden, minus, x indeks górny, cztery, koniec indeksu górnego koniec pierwiastka, koniec ułamka ma sens w liczbach rzeczywistych, można opisać jako:
x, należy do, liczby rzeczywiste, minus, nawias, minus, dziewięć, przecinek, dziewięć, zamknięcie nawiasu x, należy do, liczby rzeczywiste, minus, nawias, minus, trzy, przecinek, trzy, zamknięcie nawiasu x, należy do, liczby rzeczywiste, minus, nawias, minus, trzy, zamknięcie nawiasu
Sprowadź do najprostszej postaci:
a) ,
b) ,
c) ,
d) .
Wyłącz możliwie największy czynnik przed znak pierwiastka.
a) ,
b) ,
c) , dla , ,
d) ,
e) .
Przypomnijmy, że tożsamością nazywamy równość prawdziwą dla każdego elementu dziedziny. Tożsamością jest równość:
nawias, pierwiastek stopnia pięć z x, zamknięcie nawiasu, indeks górny, pięć, równa się, x pierwiastek stopnia pięć z x indeks górny, pięć, równa się, x pierwiastek stopnia pięć z x indeks górny, dziesięć, równa się, x indeks górny, dwa
Równość pierwiastek stopnia dziewięć z x indeks górny, trzy, równa się, pierwiastek sześcienny z x:
jest tożsamością, bo jest prawdziwa dla każdej liczby rzeczywistej x nie jest tożsamością, bo nie jest prawdziwa dla każdej liczby rzeczywistej x jest spełniona wtedy i tylko wtedy, gdy spełniona jest równość pierwiastek stopnia dziewięć z minus, x indeks górny, trzy, równa się, pierwiastek sześcienny z minus, x
Wskaż warunki spełnione przez każdą liczbę rzeczywistą x:
pierwiastek stopnia cztery z x indeks górny, cztery, większy równy, x pierwiastek stopnia cztery z x indeks górny, cztery, równa się, x pierwiastek stopnia siedem z x indeks górny, siedem, równa się, x
Słownik
pierwiastkiem stopnia z nieujemnej liczby nazywamy taką nieujemną liczbę , której potęga o wykładniku jest równa , czyli:
, dla , ,
zbiór tych i tylko tych liczb, dla których dane wyrażenie ma sens
pierwiastkiem nieparzystego stopnia z liczby nazywamy taką liczbę , której potęga o wykładniku jest równa , czyli , dla dowolnych liczb rzeczywistych , oraz
równość prawdziwa dla każdego elementu dziedziny