Википедия

Квадратный корень

Квадра́тный ко́рень из числа (корень 2-й степени) — число , дающее при возведении в квадрат: Равносильное определение: квадратный корень из числа  — решение уравнения Операция вычисления значения (возможно, множества значений) квадратного корня из числа называется «извлечением квадратного корня» из этого числа.

image

Наиболее часто под и подразумеваются вещественные числа, но существуют и обобщения для комплексных чисел и других математических объектов, например, матриц и операторов.

У каждого положительного вещественного числа существуют два противоположных по знаку квадратных корня. Например, квадратными корнями из числа 9 являются и у обоих этих чисел квадраты совпадают и равны 9. Это затрудняет работу с корнями. Чтобы обеспечить однозначность, вводится понятие арифметического корня, значение которого при всегда неотрицательно, а на положительных положительно; арифметический корень из числа обозначается с помощью знака корня (радикала): .

Пример для вещественных чисел: , потому что .

Если требуется учесть двузначность корня, перед радикалом ставится знак плюс-минус; например, так делается в формуле решения квадратного уравнения :

image
Например, 25 = 5, поскольку 25 = 5 ⋅ 5, или 52 (5 «в квадрате»)

История

Первые задачи, связанные с извлечением квадратного корня, обнаружены в трудах вавилонских математиков. Среди таких задач:

image
Вавилонская глиняная табличка YBC 7289 с пометками. Диагональ отображает приближение image четырьмя 60-ричными цифрами, 1 24 51 10

Вавилонская глиняная табличка YBC 7289 из вавилонской коллекции Йельского университета была создана между 1800 и 1600 годами до н. э. и демонстрирует √2 и √2/2 соответственно в шестидесятиричной системе счисления: 1;24,51,10 и 0;42,25,35 на квадрате, пересечённом двумя диагоналями. (1;24,51,10) по основанию 60 соответствует 1,41421296, что является правильным значением с точностью до 5 десятичных знаков: image Вавилонские математики (II тысячелетие до н. э.) разработали для извлечения квадратного корня особый численный метод, изложенный ниже. Аналогичные задачи и методы встречаются в древнекитайской «Математике в девяти книгах».

Древние греки сделали важное открытие: imageиррациональное число. Детальное исследование, выполненное Теэтетом Афинским (IV век до н. э.), показало, что если корень из натурального числа не извлекается нацело, то его значение иррационально.

Средневековые европейские математики (например, Кардано) обозначали квадратный корень символом Rx, сокращение от слова «radix». Современное обозначение впервые употребил немецкий математик Кристоф Рудольф, из школы коссистов (то есть алгебраистов), в 1525 году. Происходит этот символ от стилизованной первой буквы того же слова «radix». Черта над подкоренным выражением вначале отсутствовала; её позже ввёл ДекартГеометрии», 1637) для иной цели (вместо скобок), и эта черта вскоре слилась со знаком корня.

После появления формулы Кардано (XVI век) началось применение в математике мнимых чисел, понимаемых как квадратные корни из отрицательных чисел. Основы техники работы с комплексными числами разработал в XVI веке Рафаэль Бомбелли, который также предложил оригинальный метод вычисления корней (с помощью цепных дробей). Открытие формулы Муавра (1707) показало, что извлечение корня любой степени из комплексного числа всегда возможно и не приводит к новому типу чисел.

Комплексные корни произвольной степени в начале XIX века глубоко исследовал Гаусс, хотя первые результаты принадлежат Эйлеру. Чрезвычайно важным открытием (Галуа) стало доказательство того факта, что не все алгебраические числа (корни многочленов) могут быть получены из натуральных с помощью четырёх действий арифметики и извлечения корней.

Квадратные корни из чисел

Рациональные числа

При рациональных image уравнение image не всегда разрешимо в рациональных числах. Более того, такое уравнение, даже при положительном image, разрешимо в рациональных числах тогда и только тогда, когда и числитель и знаменатель числа image, представленного в виде несократимой дроби, являются квадратными числами.

Непрерывная дробь для корня из рационального числа всегда является периодической (возможно, с предпериодом), что позволяет, с одной стороны, легко вычислять хорошие рациональные приближения к рациональным числам с помощью линейных рекурсий, а с другой стороны ограничивает точность приближения: image, где image зависит от image. Верно и то, что любая периодическая непрерывная дробь является квадратичной иррациональностью.

Примеры разложения корней из натуральных чисел от 2 до 10 в непрерывные дроби:

image = [1; 2, 2, ...]
image = [1; 1, 2, 1, 2, ...]
image = [2]
image = [2; 4, 4, ...]
image = [2; 2, 4, 2, 4, ...]
image = [2; 1, 1, 1, 4, 1, 1, 1, 4, ...]
image = [2; 1, 4, 1, 4, ...]
image = [3]
image = [3; 6, 6, ...]

Действительные (вещественные) числа

Для любого положительного числа image существуют ровно два вещественных корня, которые равны по модулю и противоположны по знаку.

Неотрицательный квадратный корень из неотрицательного числа image называется арифметическим квадратным корнем и обозначается с использованием знака радикала: image.

Основные свойства вещественного квадратного корня (все подкоренные выражения считаются неотрицательными):

  • image
  • image (корень из произведения равен произведению корней из сомножителей);
    • (обобщение) image
  • image
    • (обобщение) image

К комплексным числам, учитывая двузначность корня, все эти свойства неприменимы (см. ниже пример ошибки).

Комплексные числа

Квадратных корней из любого ненулевого комплексного числа всегда ровно два, они противоположны по знаку. Для корней в комплексной области понятие арифметического корня не вводится, знак радикала обычно либо не используется, либо обозначает не функцию корня, а множество всех корней. В последнем случае, во избежание ошибок, знак радикала не должен использоваться в арифметических операциях. Распространённая ошибка:

image (что, конечно, неверно)

Ошибка возникла из-за того, что комплексный квадратный корень является двузначной функцией, и его нельзя использовать в арифметических действиях.

Для извлечения квадратного корня из комплексного числа удобно использовать экспоненциальную форму записи комплексного числа: если

image,

то (см. Формула Муавра)

image,

где корень из модуля понимается в смысле арифметического значения, а k может принимать значения k = 0 и k = 1, таким образом, в итоге получаются два различных результата.

Существует и чисто алгебраическое представление для корня из image; оба значения корня имеют вид image где:

image
image

Здесь sgn — функция «знак». Формула легко проверяется возведением image в квадрат.

Пример: для квадратного корня из image формулы дают два значения: image

Квадратный корень как элементарная функция

image
График функции image

Квадратный корень является элементарной функцией и частным случаем степенной функции image с image. Арифметический квадратный корень является гладким при image в нуле же он непрерывен справа, но не дифференцируем.

Производная функции квадратного корня вычисляется по формуле:

image

Как функция комплексного переменного корень — двузначная функция, два листа которой соединяются в нуле (см. подробнее Комплексный анализ).

В элементарной геометрии

Квадратные корни тесно связаны с элементарной геометрией: если дан отрезок длины 1, то с помощью циркуля и линейки можно построить те и только те отрезки, длина которых записывается выражениями, содержащими целые числа, знаки четырёх действий арифметики, квадратные корни и ничего сверх того.

В информатике

Во многих языках программирования функционального уровня (а также языках разметки типа LaTeX) функция квадратного корня обозначается как sqrt (от англ. square root «квадратный корень»).

Применение

Квадратные корни используются повсеместно в математике и естественных науках, например:

Алгоритмы нахождения квадратного корня

Разложение в ряд Тейлора

image при image.

Грубая оценка

Многие алгоритмы вычисления квадратных корней из положительного действительного числа S требуют некоторого начального значения. Если начальное значение слишком далеко от настоящего значения корня, вычисления замедляются. Поэтому полезно иметь грубую оценку, которая может быть очень неточна, но легко вычисляется. Если S ≥ 1, пусть D будет числом цифр S слева от десятичной запятой. Если S < 1, пусть D будет числом нулей, идущих подряд, справа от десятичной запятой, взятое со знаком минус. Тогда грубая оценка выглядит так:

Если D нечётно, D = 2n + 1, тогда используем image
Если D чётно, D = 2n + 2, тогда используем image

Два и шесть используются потому, что image и image

При работе в двоичной системе (как внутри компьютеров), следует использовать другую оценку image (здесь D это число двоичных цифр).

Геометрическое извлечение квадратного корня

image
Построение для геометрического извлечения квадратного корня

Так как треугольники image и image подобны по признаку подобия треугольников по 2 равным углам, то image откуда image и image

В частности, если image, а image, то image.

Итерационный аналитический алгоритм

Данный способ был известен уже в Древнем Вавилоне. Он позволяет найти приближённое значение квадратного корня с любой точностью,

Последовательные приближения рассчитываются по формуле: image тогда image

Этот метод сходится очень быстро. Например, если для image взять начальное приближение image то получим:

image

В заключительном значении верны все приведённые цифры, кроме последней.

Столбиком

Этот способ позволяет найти приближённое значение корня из любого действительного числа с любой наперёд заданной точностью. К недостаткам способа можно отнести увеличивающуюся сложность вычисления с увеличением количества найденных цифр.

Для ручного извлечения корня применяется запись, похожая на деление столбиком. Выписывается число, корень которого ищем. Справа от него будем постепенно получать цифры искомого корня. Пусть извлекается корень из числа N с конечным числом знаков после запятой. Для начала мысленно или метками разобьём число N на группы по две цифры слева и справа от десятичной точки. При необходимости группы дополняются нулями — целая часть дополняется слева, дробная справа. Так, 31234,567 можно представить как 03 12 34, 56 70. В отличие от деления, снос производится такими группами по 2 цифры.

  1. Записать число N (в примере — 69696) на листке.
  2. Найти image, квадрат которого меньше или равен группе старших разрядов числа N (старшая группа — самая левая, не равная нулю), а квадрат image больше группы старших разрядов числа. Записать найденное image справа от N (это очередная цифра искомого корня). (На первом шаге примера image, а image).
  3. Записать квадрат image под старшей группой разрядов. Провести вычитание из старшей группы разрядов N выписанного квадрата числа image и записать результат вычитания под ними.
  4. Слева от этого результата вычитания провести вертикальную черту и слева от черты записать число, равное уже найденным цифрам результата (мы их выписываем справа от N), умноженное на 20. Назовём это число image. (На первом шаге примера это число просто есть image, на втором image).
  5. Произвести снос следующей группы цифр, то есть дописать следующие две цифры числа N справа от результата вычитания. Назовем image число, полученное соединением результата вычитания и очередной группы из двух цифр. (На первом шаге примера это число image, на втором image). Если сносится первая группа после десятичной точки числа N, то нужно поставить точку справа от уже найденных цифр искомого корня.
  6. Теперь нужно найти такое image, что image меньше или равно image, но image больше, чем image. Записать найденное image справа от N как очередную цифру искомого корня. Вполне возможно, что image окажется равным нулю. Это ничего не меняет — записываем 0 справа от уже найденных цифр корня. (На первом шаге примера это число 6, так как image, но image) Если число найденных цифр уже удовлетворяет искомой точности, прекращаем процесс вычисления.
  7. Записать число image под image. Провести вычитание столбиком числа image из image и записать результат вычитания под ними. Перейти к шагу 4.

Наглядное описание алгоритма:

image

Вариации и обобщения

Квадратный корень из image определяется как решение уравнения image и его в принципе можно определить не только для чисел, но и всюду, где такое уравнение имеет смысл. В общей алгебре применяется следующее формальное определение:

Пусть imageгруппоид и image. Элемент image называется квадратным корнем из image если image.

Чаще всего рассматривают такие обобщения в алгебраических кольцах.

Если кольцо есть область целостности, то квадратных корней из ненулевого элемента может быть либо два, либо ни одного. В самом деле, если имеются два корня image то image откуда: image, то есть, в силу отсутствия делителей нуля, image. В более общем случае, когда в кольце имеются делители нуля или оно некоммутативно, число корней может быть любым.

В теории чисел рассматривается конечное кольцо вычетов по модулю image: если сравнение image имеет решение, то целое число image называется квадратичным вычетом (в противном случае — квадратичным невычетом). Решение указанного сравнения вполне аналогично извлечению квадратного корня в кольце вычетов.

Корни для кватернионов имеют много общего с комплексными, но есть и существенные особенности. Квадратный кватернионный корень обычно имеет 2 значения, но если подкоренное выражение — отрицательное вещественное число, то значений бесконечно много. Например, квадратные корни из image образуют трёхмерную сферу, определяемую формулой:

image

Для кольца квадратных матриц доказано, что если матрица положительно определена, то положительно определённый квадратный корень из матрицы существует и единственен. Для матриц других типов корней может быть сколько угодно (в том числе ни одного).

Квадратные корни вводятся также для функций, операторов и других математических объектов.

См. также

  • Методы вычисления квадратных корней
  • Быстрый инверсный квадратный корень
  • Вложенные радикалы
  • День квадратного корня
  • Кубический корень

Примечания

  1. Математическая энциклопедия (в 5 томах), 1982.
  2. Элементарная математика, 1976, с. 49.
  3. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике, 1970, с. 33.
  4. История математики, 1970—1972, Том I, С. 42—46.
  5. Analysis of YBC 7289 (англ.). ubc.ca. Дата обращения: 19 января 2015. Архивировано 12 марта 2020 года.
  6. История математики, 1970—1972, Том I, С. 47.
  7. История математики, 1970—1972, Том I, С. 169—171.
  8. Башмакова И. Г. Становление алгебры (из истории математических идей). — М.: Знание, 1979. — С. 23. — (Новое в жизни, науке, технике. Математика, кибернетика, № 9).
  9. Никифоровский В. А. Из истории алгебры XVI-XVII вв. — М.: Наука, 1979. — С. 81. — 208 с. — (История науки и техники).
  10. Знаки математические // Математическая энциклопедия. — М.: Советская Энциклопедия, 1982. — Т. 2. Архивировано 20 ноября 2012 года.
  11. История математики, 1970—1972, Том I, С. 296—298.
  12. История математики, 1970—1972, Том III, С. 56—59.
  13. История математики, 1970—1972, Том III, С. 62.
  14. Колмогоров А. Н., Юшкевич А. П. (ред.). Математика XIX века. Математическая логика, алгебра, теория чисел, теория вероятностей. — М.: Наука, 1978. — Т. I. — С. 58—66.
  15. Теорема Лиувилля о приближении алгебраических чисел
  16. Хинчин, 1960.
  17. Фихтенгольц, 4.
  18. Cooke, 2008.
  19. Фихтенгольц, 2.
  20. Курант, Роббинс, 2000.
  21. Курант, Роббинс, 2000, с. 148.
  22. Виноградов И. М. Основы теории чисел. — М.Л.: ГИТТЛ, 1952. — С. 71. — 180 с. Архивировано 4 ноября 2011 года.
  23. Porteous, Ian R. Clifford Algebras and the Classical Groups. Cambridge, 1995, page 60.
  24. См., например: Гантмахер Ф. Р. Теория матриц. М.: ГИТТЛ, 1953, С. 212—219, или: Воеводин В., Воеводин В. Энциклопедия линейной алгебры. Электронная система ЛИНЕАЛ. Спб.: БХВ-Петербург, 2006.
  25. См., например: Ершов Л. В., Райхмист Р. Б. Построение графиков функций. М.: Просвещение, 1984, или: * Каплан И. А. Практические занятия по высшей математике. — Харьков: Изд-во ХГУ, 1966.
  26. См., например: Хатсон В., Пим Дж. Приложения функционального анализа и теории операторов. М.: Мир, 1983, или: Халмош П. Гильбертово пространство в задачах. М.: Мир, 1970.

Литература

  • Воеводин В. В. Энциклопедия линейной алгебры. Электронная система ЛИНЕАЛ. — Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2006.
  • Ершов Л. В., Райхмист Р. Б. Построение графиков функций. — Москва: Просвещение, 1984.
  • Зайцев В. В., Рыжков В. В., Сканави М. И. Элементарная математика. Повторительный курс. — Издание третье. — М.: Наука, 1976. — 591 с.
  • История математики, в трёх томах / Под редакцией А. П. Юшкевича. — М.: Наука, 1970—1972.
  • Корень // Математическая энциклопедия (в 5 томах). — Москва: Советская Энциклопедия, 1982. — Т. 3.
  • Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). — 2-е изд.. — Москва: Наука, 1970. — 720 с.
  • Курант Р., Роббинс Г. ГЛАВА III Геометрические построения. Алгебра числовых полей // Что такое математика?. — Москва: МЦНМО, 2000.
  • Понятов А. Откуда вырос арифметический корень? // Наука и жизнь. — 2022. — № 8. — С. 81—89.
  • Фихтенгольц Г. М. Введение, § 4 // [Мат. анализ на EqWorld Курс дифференциального и интегрального исчисления]. — Т. 1.
  • Фихтенгольц Г. М. Глава 2, § 1 // [Мат. анализ на EqWorld Курс дифференциального и интегрального исчисления]. — Т. 1.
  • Халмош П. Гильбертово пространство в задачах. — Москва: Мир, 1970.
  • Хатсон В., Пим Дж. Приложения функционального анализа и теории операторов. — Москва: Мир, 1983.
  • Хинчин А. Я. §§ 4, 10 // Цепные дроби. — Москва: ГИФМЛ, 1960.
  • Cooke, Roger. Classical algebra: its nature, origins, and uses (англ.). — John Wiley and Sons, 2008. — P. 59. — ISBN 0-470-25952-3.

Ссылки

  • Алгоритмы вычисления квадратного корня (англ.). Дата обращения: 12 октября 2006. Архивировано 19 ноября 2010 года.
  • Соловьев Ю. Старый алгоритм. Дата обращения: 6 ноября 2006. Архивировано 3 марта 2016 года.

Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Квадратный корень, Что такое Квадратный корень? Что означает Квадратный корень?

Kvadra tnyj ko ren iz chisla a displaystyle a koren 2 j stepeni chislo x displaystyle x dayushee a displaystyle a pri vozvedenii v kvadrat x x a displaystyle x cdot x a Ravnosilnoe opredelenie kvadratnyj koren iz chisla a displaystyle a reshenie uravneniya x2 a displaystyle x 2 a Operaciya vychisleniya znacheniya vozmozhno mnozhestva znachenij kvadratnogo kornya iz chisla a displaystyle a nazyvaetsya izvlecheniem kvadratnogo kornya iz etogo chisla Naibolee chasto pod x displaystyle x i a displaystyle a podrazumevayutsya veshestvennye chisla no sushestvuyut i obobsheniya dlya kompleksnyh chisel i drugih matematicheskih obektov naprimer matric i operatorov U kazhdogo polozhitelnogo veshestvennogo chisla sushestvuyut dva protivopolozhnyh po znaku kvadratnyh kornya Naprimer kvadratnymi kornyami iz chisla 9 yavlyayutsya 3 displaystyle 3 i 3 displaystyle 3 u oboih etih chisel kvadraty sovpadayut i ravny 9 Eto zatrudnyaet rabotu s kornyami Chtoby obespechit odnoznachnost vvoditsya ponyatie arifmeticheskogo kornya znachenie kotorogo pri a 0 displaystyle a geqslant 0 vsegda neotricatelno a na polozhitelnyh a displaystyle a polozhitelno arifmeticheskij koren iz chisla a displaystyle a oboznachaetsya s pomoshyu znaka kornya radikala a displaystyle sqrt a Primer dlya veshestvennyh chisel 16 4 displaystyle sqrt 16 4 potomu chto 42 16 displaystyle 4 2 16 Esli trebuetsya uchest dvuznachnost kornya pered radikalom stavitsya znak plyus minus naprimer tak delaetsya v formule resheniya kvadratnogo uravneniya ax2 bx c 0 displaystyle ax 2 bx c 0 x1 2 b b2 4ac2a displaystyle x 1 2 frac b pm sqrt b 2 4ac 2a Naprimer 25 5 poskolku 25 5 5 ili 52 5 v kvadrate IstoriyaPervye zadachi svyazannye s izvlecheniem kvadratnogo kornya obnaruzheny v trudah vavilonskih matematikov Sredi takih zadach Primenenie teoremy Pifagora dlya nahozhdeniya storony pryamougolnogo treugolnika po izvestnym dvum drugim storonam Nahozhdenie storony kvadrata ploshad kotorogo zadana Reshenie kvadratnyh uravnenij Vavilonskaya glinyanaya tablichka YBC 7289 s pometkami Diagonal otobrazhaet priblizhenie 2 displaystyle sqrt 2 chetyrmya 60 richnymi ciframi 1 24 51 10 Vavilonskaya glinyanaya tablichka YBC 7289 iz vavilonskoj kollekcii Jelskogo universiteta byla sozdana mezhdu 1800 i 1600 godami do n e i demonstriruet 2 i 2 2 sootvetstvenno v shestidesyatirichnoj sisteme schisleniya 1 24 51 10 i 0 42 25 35 na kvadrate peresechyonnom dvumya diagonalyami 1 24 51 10 po osnovaniyu 60 sootvetstvuet 1 41421296 chto yavlyaetsya pravilnym znacheniem s tochnostyu do 5 desyatichnyh znakov 1 24 60 51 602 10 603 1 41421296 displaystyle 1 24 60 51 60 2 10 60 3 1 41421296 Vavilonskie matematiki II tysyacheletie do n e razrabotali dlya izvlecheniya kvadratnogo kornya osobyj chislennyj metod izlozhennyj nizhe Analogichnye zadachi i metody vstrechayutsya v drevnekitajskoj Matematike v devyati knigah Drevnie greki sdelali vazhnoe otkrytie 2 displaystyle sqrt 2 irracionalnoe chislo Detalnoe issledovanie vypolnennoe Teetetom Afinskim IV vek do n e pokazalo chto esli koren iz naturalnogo chisla ne izvlekaetsya nacelo to ego znachenie irracionalno Srednevekovye evropejskie matematiki naprimer Kardano oboznachali kvadratnyj koren simvolom Rx sokrashenie ot slova radix Sovremennoe oboznachenie vpervye upotrebil nemeckij matematik Kristof Rudolf iz shkoly kossistov to est algebraistov v 1525 godu Proishodit etot simvol ot stilizovannoj pervoj bukvy togo zhe slova radix Cherta nad podkorennym vyrazheniem vnachale otsutstvovala eyo pozzhe vvyol Dekart Geometrii 1637 dlya inoj celi vmesto skobok i eta cherta vskore slilas so znakom kornya Posle poyavleniya formuly Kardano XVI vek nachalos primenenie v matematike mnimyh chisel ponimaemyh kak kvadratnye korni iz otricatelnyh chisel Osnovy tehniki raboty s kompleksnymi chislami razrabotal v XVI veke Rafael Bombelli kotoryj takzhe predlozhil originalnyj metod vychisleniya kornej s pomoshyu cepnyh drobej Otkrytie formuly Muavra 1707 pokazalo chto izvlechenie kornya lyuboj stepeni iz kompleksnogo chisla vsegda vozmozhno i ne privodit k novomu tipu chisel Kompleksnye korni proizvolnoj stepeni v nachale XIX veka gluboko issledoval Gauss hotya pervye rezultaty prinadlezhat Ejleru Chrezvychajno vazhnym otkrytiem Galua stalo dokazatelstvo togo fakta chto ne vse algebraicheskie chisla korni mnogochlenov mogut byt polucheny iz naturalnyh s pomoshyu chetyryoh dejstvij arifmetiki i izvlecheniya kornej Kvadratnye korni iz chiselRacionalnye chisla Pri racionalnyh a displaystyle a uravnenie x2 a displaystyle x 2 a ne vsegda razreshimo v racionalnyh chislah Bolee togo takoe uravnenie dazhe pri polozhitelnom a displaystyle a razreshimo v racionalnyh chislah togda i tolko togda kogda i chislitel i znamenatel chisla a displaystyle a predstavlennogo v vide nesokratimoj drobi yavlyayutsya kvadratnymi chislami Nepreryvnaya drob dlya kornya iz racionalnogo chisla vsegda yavlyaetsya periodicheskoj vozmozhno s predperiodom chto pozvolyaet s odnoj storony legko vychislyat horoshie racionalnye priblizheniya k racionalnym chislam s pomoshyu linejnyh rekursij a s drugoj storony ogranichivaet tochnost priblizheniya r p q gt 1Cq2 displaystyle sqrt r p q gt frac 1 Cq 2 gde C displaystyle C zavisit ot r displaystyle r Verno i to chto lyubaya periodicheskaya nepreryvnaya drob yavlyaetsya kvadratichnoj irracionalnostyu Primery razlozheniya kornej iz naturalnyh chisel ot 2 do 10 v nepreryvnye drobi 2 displaystyle sqrt 2 1 2 2 3 displaystyle sqrt 3 1 1 2 1 2 4 displaystyle sqrt 4 2 5 displaystyle sqrt 5 2 4 4 6 displaystyle sqrt 6 2 2 4 2 4 7 displaystyle sqrt 7 2 1 1 1 4 1 1 1 4 8 displaystyle sqrt 8 2 1 4 1 4 9 displaystyle sqrt 9 3 10 displaystyle sqrt 10 3 6 6 Dejstvitelnye veshestvennye chisla Dlya lyubogo polozhitelnogo chisla a displaystyle a sushestvuyut rovno dva veshestvennyh kornya kotorye ravny po modulyu i protivopolozhny po znaku Neotricatelnyj kvadratnyj koren iz neotricatelnogo chisla a displaystyle a nazyvaetsya arifmeticheskim kvadratnym kornem i oboznachaetsya s ispolzovaniem znaka radikala a displaystyle sqrt a Osnovnye svojstva veshestvennogo kvadratnogo kornya vse podkorennye vyrazheniya schitayutsya neotricatelnymi a2 a displaystyle sqrt a 2 left a right ab a b displaystyle sqrt ab sqrt a cdot sqrt b koren iz proizvedeniya raven proizvedeniyu kornej iz somnozhitelej obobshenie ab a b displaystyle sqrt left ab right sqrt left a right cdot sqrt left b right ab ab b 0 displaystyle sqrt dfrac a b dfrac sqrt a sqrt b quad b neq 0 obobshenie ab a b b 0 displaystyle sqrt left dfrac a b right dfrac sqrt left a right sqrt left b right quad b neq 0 K kompleksnym chislam uchityvaya dvuznachnost kornya vse eti svojstva neprimenimy sm nizhe primer oshibki Kompleksnye chisla Kvadratnyh kornej iz lyubogo nenulevogo kompleksnogo chisla vsegda rovno dva oni protivopolozhny po znaku Dlya kornej v kompleksnoj oblasti ponyatie arifmeticheskogo kornya ne vvoditsya znak radikala obychno libo ne ispolzuetsya libo oboznachaet ne funkciyu kornya a mnozhestvo vseh kornej V poslednem sluchae vo izbezhanie oshibok znak radikala ne dolzhen ispolzovatsya v arifmeticheskih operaciyah Rasprostranyonnaya oshibka 1 1 2 1 2 1 1 displaystyle 1 sqrt 1 2 sqrt 1 2 sqrt 1 1 chto konechno neverno Oshibka voznikla iz za togo chto kompleksnyj kvadratnyj koren yavlyaetsya dvuznachnoj funkciej i ego nelzya ispolzovat v arifmeticheskih dejstviyah Dlya izvlecheniya kvadratnogo kornya iz kompleksnogo chisla udobno ispolzovat eksponencialnuyu formu zapisi kompleksnogo chisla esli a a eiϕ displaystyle a a e i phi to sm Formula Muavra a a ei ϕ 2pk 2 displaystyle sqrt a sqrt a cdot e i phi 2 pi k 2 gde koren iz modulya ponimaetsya v smysle arifmeticheskogo znacheniya a k mozhet prinimat znacheniya k 0 i k 1 takim obrazom v itoge poluchayutsya dva razlichnyh rezultata Sushestvuet i chisto algebraicheskoe predstavlenie dlya kornya iz a bi displaystyle a bi oba znacheniya kornya imeyut vid c di displaystyle pm c di gde c a a2 b22 displaystyle c sqrt frac a sqrt a 2 b 2 2 d sgn b a a2 b22 displaystyle d operatorname sgn b sqrt frac a sqrt a 2 b 2 2 Zdes sgn funkciya znak Formula legko proveryaetsya vozvedeniem c di displaystyle c di v kvadrat Primer dlya kvadratnogo kornya iz 3 4i displaystyle 3 4i formuly dayut dva znacheniya 2 i 2 i displaystyle 2 i 2 i Kvadratnyj koren kak elementarnaya funkciya Grafik funkcii y x displaystyle y sqrt x Kvadratnyj koren yavlyaetsya elementarnoj funkciej i chastnym sluchaem stepennoj funkcii xa displaystyle x alpha s a 1 2 displaystyle alpha 1 2 Arifmeticheskij kvadratnyj koren yavlyaetsya gladkim pri x gt 0 displaystyle x gt 0 v nule zhe on nepreryven sprava no ne differenciruem Proizvodnaya funkcii kvadratnogo kornya vychislyaetsya po formule d x dx 12x displaystyle frac d sqrt x dx frac 1 2 sqrt x Kak funkciya kompleksnogo peremennogo koren dvuznachnaya funkciya dva lista kotoroj soedinyayutsya v nule sm podrobnee Kompleksnyj analiz V elementarnoj geometriiKvadratnye korni tesno svyazany s elementarnoj geometriej esli dan otrezok dliny 1 to s pomoshyu cirkulya i linejki mozhno postroit te i tolko te otrezki dlina kotoryh zapisyvaetsya vyrazheniyami soderzhashimi celye chisla znaki chetyryoh dejstvij arifmetiki kvadratnye korni i nichego sverh togo V informatikeVo mnogih yazykah programmirovaniya funkcionalnogo urovnya a takzhe yazykah razmetki tipa LaTeX funkciya kvadratnogo kornya oboznachaetsya kak sqrt ot angl square root kvadratnyj koren PrimenenieKvadratnye korni ispolzuyutsya povsemestno v matematike i estestvennyh naukah naprimer chislennye metody v formulah dlya vychisleniya kornej kvadratnogo uravneniya a takzhe kornej uravneniya tretej i chetvyortoj stepeni geometriya v opredelenii evklidovoj normy v evklidovom prostranstve a takzhe v takih obobsheniyah kak gilbertovy prostranstva teoriya veroyatnostej i statistika v opredelenii standartnogo otkloneniya sluchajnoj velichiny fizika v preobrazovaniyah Lorenca specialnoj teorii otnositelnosti uchastvuet mnozhitel 11 v2 c2 displaystyle frac 1 sqrt 1 v 2 c 2 nebesnaya mehanika period T displaystyle T obrasheniya planety vokrug Solnca svyazan s bolshoj poluosyu A displaystyle A eyo orbity sootnosheniem T kA3 displaystyle T k sqrt A 3 sledstvie tretego zakona Keplera Algoritmy nahozhdeniya kvadratnogo kornyaOsnovnaya statya Metody vychisleniya kvadratnyh kornej Razlozhenie v ryad Tejlora 1 x n 0 1 n 2n 1 2n n 2 4n xn 1 12x 18x2 116x3 5128x4 displaystyle sqrt 1 x sum n 0 infty frac 1 n 2n 1 2n n 2 4 n x n 1 textstyle frac 1 2 x frac 1 8 x 2 frac 1 16 x 3 frac 5 128 x 4 dots pri x 1 displaystyle x leqslant 1 Grubaya ocenka Mnogie algoritmy vychisleniya kvadratnyh kornej iz polozhitelnogo dejstvitelnogo chisla S trebuyut nekotorogo nachalnogo znacheniya Esli nachalnoe znachenie slishkom daleko ot nastoyashego znacheniya kornya vychisleniya zamedlyayutsya Poetomu polezno imet grubuyu ocenku kotoraya mozhet byt ochen netochna no legko vychislyaetsya Esli S 1 pust D budet chislom cifr S sleva ot desyatichnoj zapyatoj Esli S lt 1 pust D budet chislom nulej idushih podryad sprava ot desyatichnoj zapyatoj vzyatoe so znakom minus Togda grubaya ocenka vyglyadit tak Esli D nechyotno D 2n 1 togda ispolzuem S 2 10n displaystyle sqrt S approx 2 cdot 10 n Esli D chyotno D 2n 2 togda ispolzuem S 6 10n displaystyle sqrt S approx 6 cdot 10 n Dva i shest ispolzuyutsya potomu chto 1 10 104 2 displaystyle sqrt sqrt 1 cdot 10 sqrt 4 10 approx 2 i 10 100 10004 6 displaystyle sqrt sqrt 10 cdot 100 sqrt 4 1000 approx 6 Pri rabote v dvoichnoj sisteme kak vnutri kompyuterov sleduet ispolzovat druguyu ocenku 2 D 2 displaystyle 2 left lfloor D 2 right rfloor zdes D eto chislo dvoichnyh cifr Geometricheskoe izvlechenie kvadratnogo kornya Postroenie dlya geometricheskogo izvlecheniya kvadratnogo kornya Tak kak treugolniki DABH displaystyle Delta ABH i DBCH displaystyle Delta BCH podobny po priznaku podobiya treugolnikov po 2 ravnym uglam to AH BH BH HC displaystyle frac AH BH frac BH HC otkuda BH 2 AH HC displaystyle BH 2 AH cdot HC i BH AH HC displaystyle BH sqrt AH cdot HC V chastnosti esli AH 1 displaystyle AH 1 a HC x displaystyle HC x to BH x displaystyle BH sqrt x Iteracionnyj analiticheskij algoritm Osnovnaya statya Iteracionnaya formula Gerona Dannyj sposob byl izvesten uzhe v Drevnem Vavilone On pozvolyaet najti priblizhyonnoe znachenie kvadratnogo kornya s lyuboj tochnostyu Posledovatelnye priblizheniya rasschityvayutsya po formule x0 axn 1 12 xn axn displaystyle begin cases x 0 a x n 1 frac 1 2 left x n frac a x n right end cases togda limn xn a displaystyle lim n to infty x n sqrt a Etot metod shoditsya ochen bystro Naprimer esli dlya 5 displaystyle sqrt 5 vzyat nachalnoe priblizhenie x0 2 displaystyle x 0 2 to poluchim x1 94 2 25 x2 16172 2 23611 x3 5184123184 2 2360679779 displaystyle x 1 frac 9 4 2 25 x 2 frac 161 72 2 23611 dots x 3 frac 51841 23184 2 2360679779 dots V zaklyuchitelnom znachenii verny vse privedyonnye cifry krome poslednej Stolbikom Etot sposob pozvolyaet najti priblizhyonnoe znachenie kornya iz lyubogo dejstvitelnogo chisla s lyuboj naperyod zadannoj tochnostyu K nedostatkam sposoba mozhno otnesti uvelichivayushuyusya slozhnost vychisleniya s uvelicheniem kolichestva najdennyh cifr Dlya ruchnogo izvlecheniya kornya primenyaetsya zapis pohozhaya na delenie stolbikom Vypisyvaetsya chislo koren kotorogo ishem Sprava ot nego budem postepenno poluchat cifry iskomogo kornya Pust izvlekaetsya koren iz chisla N s konechnym chislom znakov posle zapyatoj Dlya nachala myslenno ili metkami razobyom chislo N na gruppy po dve cifry sleva i sprava ot desyatichnoj tochki Pri neobhodimosti gruppy dopolnyayutsya nulyami celaya chast dopolnyaetsya sleva drobnaya sprava Tak 31234 567 mozhno predstavit kak 03 12 34 56 70 V otlichie ot deleniya snos proizvoditsya takimi gruppami po 2 cifry Zapisat chislo N v primere 69696 na listke Najti a displaystyle a kvadrat kotorogo menshe ili raven gruppe starshih razryadov chisla N starshaya gruppa samaya levaya ne ravnaya nulyu a kvadrat a 1 displaystyle a 1 bolshe gruppy starshih razryadov chisla Zapisat najdennoe a displaystyle a sprava ot N eto ocherednaya cifra iskomogo kornya Na pervom shage primera a2 22 2 2 4 lt 6 displaystyle a 2 2 2 2 cdot 2 4 lt 6 a a 1 2 32 3 3 9 gt 6 displaystyle a 1 2 3 2 3 cdot 3 9 gt 6 Zapisat kvadrat a displaystyle a pod starshej gruppoj razryadov Provesti vychitanie iz starshej gruppy razryadov N vypisannogo kvadrata chisla a displaystyle a i zapisat rezultat vychitaniya pod nimi Sleva ot etogo rezultata vychitaniya provesti vertikalnuyu chertu i sleva ot cherty zapisat chislo ravnoe uzhe najdennym cifram rezultata my ih vypisyvaem sprava ot N umnozhennoe na 20 Nazovyom eto chislo b displaystyle b Na pervom shage primera eto chislo prosto est b 2 20 40 displaystyle b 2 cdot 20 40 na vtorom b 26 20 520 displaystyle b 26 cdot 20 520 Proizvesti snos sleduyushej gruppy cifr to est dopisat sleduyushie dve cifry chisla N sprava ot rezultata vychitaniya Nazovem c displaystyle c chislo poluchennoe soedineniem rezultata vychitaniya i ocherednoj gruppy iz dvuh cifr Na pervom shage primera eto chislo c 296 displaystyle c 296 na vtorom c 2096 displaystyle c 2096 Esli snositsya pervaya gruppa posle desyatichnoj tochki chisla N to nuzhno postavit tochku sprava ot uzhe najdennyh cifr iskomogo kornya Teper nuzhno najti takoe a displaystyle a chto b a a displaystyle b a cdot a menshe ili ravno c displaystyle c no b a 1 a 1 displaystyle b a 1 cdot a 1 bolshe chem c displaystyle c Zapisat najdennoe a displaystyle a sprava ot N kak ocherednuyu cifru iskomogo kornya Vpolne vozmozhno chto a displaystyle a okazhetsya ravnym nulyu Eto nichego ne menyaet zapisyvaem 0 sprava ot uzhe najdennyh cifr kornya Na pervom shage primera eto chislo 6 tak kak 40 6 6 46 6 276 lt 296 displaystyle 40 6 cdot 6 46 cdot 6 276 lt 296 no 40 7 7 47 7 329 gt 296 displaystyle 40 7 cdot 7 47 cdot 7 329 gt 296 Esli chislo najdennyh cifr uzhe udovletvoryaet iskomoj tochnosti prekrashaem process vychisleniya Zapisat chislo b a a displaystyle b a cdot a pod c displaystyle c Provesti vychitanie stolbikom chisla b a a displaystyle b a cdot a iz c displaystyle c i zapisat rezultat vychitaniya pod nimi Perejti k shagu 4 Naglyadnoe opisanie algoritma Variacii i obobsheniyaKvadratnyj koren iz a displaystyle a opredelyaetsya kak reshenie uravneniya x2 a displaystyle x 2 a i ego v principe mozhno opredelit ne tolko dlya chisel no i vsyudu gde takoe uravnenie imeet smysl V obshej algebre primenyaetsya sleduyushee formalnoe opredelenie Pust G displaystyle G cdot gruppoid i a G displaystyle a in G Element x G displaystyle x in G nazyvaetsya kvadratnym kornem iz a displaystyle a esli x x a displaystyle x cdot x a Chashe vsego rassmatrivayut takie obobsheniya v algebraicheskih kolcah Esli kolco est oblast celostnosti to kvadratnyh kornej iz nenulevogo elementa mozhet byt libo dva libo ni odnogo V samom dele esli imeyutsya dva kornya a b displaystyle a b to a2 b2 displaystyle a 2 b 2 otkuda a b a b 0 displaystyle a b a b 0 to est v silu otsutstviya delitelej nulya a b displaystyle a pm b V bolee obshem sluchae kogda v kolce imeyutsya deliteli nulya ili ono nekommutativno chislo kornej mozhet byt lyubym V teorii chisel rassmatrivaetsya konechnoe kolco vychetov po modulyu m displaystyle m esli sravnenie x2 a modm displaystyle x 2 equiv a pmod m imeet reshenie to celoe chislo a displaystyle a nazyvaetsya kvadratichnym vychetom v protivnom sluchae kvadratichnym nevychetom Reshenie ukazannogo sravneniya vpolne analogichno izvlecheniyu kvadratnogo kornya v kolce vychetov Korni dlya kvaternionov imeyut mnogo obshego s kompleksnymi no est i sushestvennye osobennosti Kvadratnyj kvaternionnyj koren obychno imeet 2 znacheniya no esli podkorennoe vyrazhenie otricatelnoe veshestvennoe chislo to znachenij beskonechno mnogo Naprimer kvadratnye korni iz 1 displaystyle 1 obrazuyut tryohmernuyu sferu opredelyaemuyu formuloj ai bj ck a2 b2 c2 1 displaystyle ai bj ck mid a 2 b 2 c 2 1 Dlya kolca kvadratnyh matric dokazano chto esli matrica polozhitelno opredelena to polozhitelno opredelyonnyj kvadratnyj koren iz matricy sushestvuet i edinstvenen Dlya matric drugih tipov kornej mozhet byt skolko ugodno v tom chisle ni odnogo Kvadratnye korni vvodyatsya takzhe dlya funkcij operatorov i drugih matematicheskih obektov Sm takzheMetody vychisleniya kvadratnyh kornej Bystryj inversnyj kvadratnyj koren Vlozhennye radikaly Den kvadratnogo kornya Kubicheskij korenPrimechaniyaMatematicheskaya enciklopediya v 5 tomah 1982 Elementarnaya matematika 1976 s 49 Korn G Korn T Spravochnik po matematike 1970 s 33 Istoriya matematiki 1970 1972 Tom I S 42 46 Analysis of YBC 7289 angl ubc ca Data obrasheniya 19 yanvarya 2015 Arhivirovano 12 marta 2020 goda Istoriya matematiki 1970 1972 Tom I S 47 Istoriya matematiki 1970 1972 Tom I S 169 171 Bashmakova I G Stanovlenie algebry iz istorii matematicheskih idej M Znanie 1979 S 23 Novoe v zhizni nauke tehnike Matematika kibernetika 9 Nikiforovskij V A Iz istorii algebry XVI XVII vv M Nauka 1979 S 81 208 s Istoriya nauki i tehniki Znaki matematicheskie Matematicheskaya enciklopediya M Sovetskaya Enciklopediya 1982 T 2 Arhivirovano 20 noyabrya 2012 goda Istoriya matematiki 1970 1972 Tom I S 296 298 Istoriya matematiki 1970 1972 Tom III S 56 59 Istoriya matematiki 1970 1972 Tom III S 62 Kolmogorov A N Yushkevich A P red Matematika XIX veka Matematicheskaya logika algebra teoriya chisel teoriya veroyatnostej M Nauka 1978 T I S 58 66 Teorema Liuvillya o priblizhenii algebraicheskih chisel Hinchin 1960 Fihtengolc 4 Cooke 2008 Fihtengolc 2 Kurant Robbins 2000 Kurant Robbins 2000 s 148 Vinogradov I M Osnovy teorii chisel M L GITTL 1952 S 71 180 s Arhivirovano 4 noyabrya 2011 goda Porteous Ian R Clifford Algebras and the Classical Groups Cambridge 1995 page 60 Sm naprimer Gantmaher F R Teoriya matric M GITTL 1953 S 212 219 ili Voevodin V Voevodin V Enciklopediya linejnoj algebry Elektronnaya sistema LINEAL Spb BHV Peterburg 2006 Sm naprimer Ershov L V Rajhmist R B Postroenie grafikov funkcij M Prosveshenie 1984 ili Kaplan I A Prakticheskie zanyatiya po vysshej matematike Harkov Izd vo HGU 1966 Sm naprimer Hatson V Pim Dzh Prilozheniya funkcionalnogo analiza i teorii operatorov M Mir 1983 ili Halmosh P Gilbertovo prostranstvo v zadachah M Mir 1970 LiteraturaVoevodin V V Enciklopediya linejnoj algebry Elektronnaya sistema LINEAL Sankt Peterburg BHV Peterburg 2006 Ershov L V Rajhmist R B Postroenie grafikov funkcij Moskva Prosveshenie 1984 Zajcev V V Ryzhkov V V Skanavi M I Elementarnaya matematika Povtoritelnyj kurs Izdanie trete M Nauka 1976 591 s Istoriya matematiki v tryoh tomah Pod redakciej A P Yushkevicha M Nauka 1970 1972 Koren Matematicheskaya enciklopediya v 5 tomah Moskva Sovetskaya Enciklopediya 1982 T 3 Korn G Korn T Spravochnik po matematike dlya nauchnyh rabotnikov i inzhenerov 2 e izd Moskva Nauka 1970 720 s Kurant R Robbins G GLAVA III Geometricheskie postroeniya Algebra chislovyh polej Chto takoe matematika Moskva MCNMO 2000 Ponyatov A Otkuda vyros arifmeticheskij koren Nauka i zhizn 2022 8 S 81 89 Fihtengolc G M Vvedenie 4 Mat analiz na EqWorld Kurs differencialnogo i integralnogo ischisleniya T 1 Fihtengolc G M Glava 2 1 Mat analiz na EqWorld Kurs differencialnogo i integralnogo ischisleniya T 1 Halmosh P Gilbertovo prostranstvo v zadachah Moskva Mir 1970 Hatson V Pim Dzh Prilozheniya funkcionalnogo analiza i teorii operatorov Moskva Mir 1983 Hinchin A Ya 4 10 Cepnye drobi Moskva GIFML 1960 Cooke Roger Classical algebra its nature origins and uses angl John Wiley and Sons 2008 P 59 ISBN 0 470 25952 3 SsylkiAlgoritmy vychisleniya kvadratnogo kornya angl Data obrasheniya 12 oktyabrya 2006 Arhivirovano 19 noyabrya 2010 goda Solovev Yu Staryj algoritm neopr Data obrasheniya 6 noyabrya 2006 Arhivirovano 3 marta 2016 goda

NiNa.Az

NiNa.Az - Абсолютно бесплатная система, которая делится для вас информацией и контентом 24 часа в сутки.
Взгляните
Закрыто