As propriedades das raízes fundamentam as próximas duas transformações, chamadas trazê-las sob o sinal da raiz e retirá-las do sinal da raiz, às quais nos voltaremos agora.
Inserindo um multiplicador sob o sinal da raiz
Introduzir um multiplicador sob o sinal implica substituir a expressão , onde B e C são alguns números ou expressões, e n é número natural, maior que um, é identicamente igual a uma expressão da forma ou .
Por exemplo, expressão irracional após introduzir o fator 2 sob o sinal da raiz, ele assume a forma.
Os fundamentos teóricos desta transformação, as regras para a sua implementação, bem como as soluções para diversos exemplos típicos dado no artigo que introduz um multiplicador sob o sinal da raiz.
Removendo o multiplicador sob o sinal da raiz
Transformação em em certo sentido O inverso de adicionar um multiplicador sob o sinal da raiz é retirar o multiplicador sob o sinal da raiz. Consiste em representar a raiz como produto de n ímpar ou como produto de n par, onde B e C são alguns números ou expressões.
Por exemplo, voltemos ao parágrafo anterior: a expressão irracional, após retirar o fator abaixo do sinal da raiz, assume a forma . Outro exemplo: remover o fator abaixo do sinal da raiz na expressão dá o produto, que pode ser reescrito como.
Em que se baseia essa transformação e por quais regras ela é realizada, examinaremos em um artigo separado a remoção do multiplicador sob o sinal da raiz. Lá também daremos soluções para exemplos e listaremos maneiras de reduzir uma expressão radical a uma forma conveniente para multiplicação.
Convertendo frações contendo raízes
Expressões irracionais podem conter frações que possuem raízes no numerador e no denominador. Com essas frações você pode realizar qualquer uma das operações básicas transformações de identidade de frações.
Em primeiro lugar, nada impede que você trabalhe com expressões no numerador e no denominador. Como exemplo, considere a fração. A expressão irracional no numerador é obviamente igual a e, voltando-se para as propriedades das raízes, a expressão no denominador pode ser substituída pela raiz. Como resultado, a fração original é convertida para a forma .
Segundo, você pode alterar o sinal antes de uma fração alterando o sinal do numerador ou denominador. Por exemplo, ocorrem as seguintes transformações de uma expressão irracional: 
.
Em terceiro lugar, por vezes é possível e aconselhável reduzir uma fracção. Por exemplo, como negar a si mesmo o prazer de reduzir uma fração 
para a expressão irracional, como resultado obtemos 
.
É claro que em muitos casos, antes de reduzir uma fração, é necessário fatorar as expressões em seu numerador e denominador, o que em casos simples pode ser conseguido por fórmulas de multiplicação abreviadas. E às vezes ajuda reduzir uma fração substituindo uma variável, o que permite passar da fração original com irracionalidade para uma fração racional, que é mais confortável e familiar para trabalhar.
Por exemplo, tomemos a expressão . Vamos introduzir novas variáveis e, nessas variáveis, a expressão original tem a forma. Tendo realizado no numerador
Expressões contendo um sinal radical (raiz) são chamadas de irracionais.
Raiz aritmética grau natural$n$ de um número não negativo a é chamado de certo número não negativo, quando elevado à potência $n$, o número $a$ é obtido.
$(√^n(a))^n=a$
Na notação $√^n(a)$, “a” é chamado de número radical, $n$ é o expoente da raiz ou radical.
Propriedades das $n$ésimas raízes para $a≥0$ e $b≥0$:
1. A raiz do produto é igual ao produto das raízes
$√^n(a∙b)=√^n(a)∙√^n(b)$
Calcule $√^5(5)∙√^5(625)$
A raiz de um produto é igual ao produto das raízes e vice-versa: o produto das raízes com o mesmo expoente da raiz é igual à raiz do produto das expressões radicais
$√^n(a)∙√^n(b)=√^n(a∙b)$
$√^5{5}∙√^5{625}=√^5{5∙625}=√^5{5∙5^4}=√^5{5^5}=5$
2. A raiz de uma fração é uma raiz separada do numerador e uma raiz separada do denominador
$√^n((a)/(b))=(√^n(a))/(√^n(b))$, para $b≠0$
3. Quando uma raiz é elevada a uma potência, a expressão radical é elevada a esta potência
$(√^n(a))^k=√^n(a^k)$
4. Se $a≥0$ e $n,k$ são números naturais maiores que $1$, então a igualdade é verdadeira.
$√^n(√^k(a))=√^(n∙k)a$
5. Se os expoentes da raiz e da expressão radical forem multiplicados ou divididos pelo mesmo número natural, o valor da raiz não mudará.
$√^(n∙m)a^(k∙m)=√^n(a^k)$
6. A raiz de uma potência ímpar pode ser extraída de positivo e números negativos, e a raiz de um grau par é apenas positiva.
7. Qualquer raiz pode ser representada como uma potência com um expoente fracionário (racional).
$√^n(a^k)=a^((k)/(n))$
Encontre o valor da expressão $(√(9∙√^11(s)))/(√^11(2048∙√s))$ para $s>0$
A raiz do produto é igual ao produto das raízes
$(√(9∙√^11(s)))/(√^11(2048∙√s))=(√9∙√(√^11(s)))/(√^11(2048)∙ √^11(√с))$
Podemos extrair raízes de números imediatamente
$(√9∙√(√^11(s)))/(√^11(2048)∙√^11(√s))=(3∙√(√^11(s)))/(2∙ √^11(√с))$
$√^n(√^k(a))=√^(n∙k)a$
$(3∙√(√^11(s)))/(2∙√^11(√s))=(3∙√^22(s))/(2∙√^22(s))$
Reduzimos as raízes $22$ de $с$ e obtemos $(3)/(2)=1,5$
Resposta: $ 1,5 $
Se para um radical com expoente par não conhecemos o sinal da expressão radical, então ao extrair a raiz sai o módulo da expressão radical.
Encontre o valor da expressão $√((с-7)^2)+√((с-9)^2)$ em $7< c < 9$
Se não houver nenhum indicador acima da raiz, isso significa que estamos trabalhando com raiz quadrada. Seu indicador é dois, ou seja, honesto. Se para um radical com expoente par não conhecemos o sinal da expressão radical, então ao extrair a raiz sai o módulo da expressão radical.
$√((с-7)^2)+√((с-9)^2)=|c-7|+|c-9|$
Vamos determinar o sinal da expressão sob o sinal do módulo com base na condição $7< c < 9$
Para verificar, pegue qualquer número de um determinado intervalo, por exemplo, $8$
Vamos verificar o sinal de cada módulo
$8-9<0$, при раскрытии модуля пользуемся правилом: модуль положительного числа равен самому себе, отрицательного числа - равен противоположному значению. Так как у второго модуля знак отрицательный, при раскрытии меняем знак перед модулем на противоположный.
$|c-7|+|c-9|=(с-7)-(с-9)=с-7-с+9=2$
Propriedades de potências com expoente racional:
1. Ao multiplicar potências com as mesmas bases, a base permanece a mesma e os expoentes são somados.
$a^n∙a^m=a^(n+m)$
2. Ao elevar um grau a uma potência, a base permanece a mesma, mas os expoentes são multiplicados
$(a^n)^m=a^(n∙m)$
3. Ao elevar um produto a uma potência, cada fator é elevado a esta potência
$(a∙b)^n=a^n∙b^n$
4. Ao elevar uma fração a uma potência, o numerador e o denominador são elevados a esta potência
Treinador nº 1
Tópico: Convertendo poder e expressões irracionais
Programa de disciplina eletiva de matemática para alunos do 10º ano
ProgramaAplicativo. Aplicação de fórmulas trigonométricas básicas para transformação expressões. Assunto 4. Funções trigonométricas e seus gráficos. Resumindo... . 16.01-20.01 18 Conversão calmo E irracional expressões. 23.01-27.01 19 ...
Calendário e planejamento temático de álgebra de material didático e início de análise, 11º ano
Calendário e planejamento temáticoE um indicador racional. Conversão calmo E irracional expressões. 2 2 2 de setembro Propriedades dos logaritmos. Conversão logarítmico expressões. 1 1 1 ... são considerados na íntegra a partir de aqueles estudantes que aspiram ao alto...
Tópico da lição Tipo de aula (4)
Lição... transformação numérico e alfabético expressões, contendo graus ... graus Saber: conceito grau com um indicador irracional; propriedades básicas graus. Ser capaz de: encontrar significado graus Com irracional... 3 para tópico « Grau número positivo...
Tema: Fundamentos culturais e históricos para o desenvolvimento do conhecimento psicológico no trabalho Tema: O trabalho como realidade sócio-psicológica
DocumentoEtc.) tópico o trabalho está intimamente relacionado com a situação socioeconómica transformações. Por exemplo,... reestruturação da consciência, instintos, irracional tendências, ou seja, conflitos internos... esclarecendo a presença e graus gravidade uma pessoa tem certeza...
Convertendo expressões contendo raízes quadradas (1)
LiçãoEditado por S.A. Telyakovsky. Assunto lição: Conversão expressões, contendo quadrado...) transformação raízes de um produto, fração e graus, multiplicação... (formação da habilidade de idêntico transformações irracional expressões). Nº 421. (no quadro-negro...
Ao converter raízes aritméticas, suas propriedades são usadas (ver parágrafo 35).
Vejamos vários exemplos de uso das propriedades das raízes aritméticas para as transformações mais simples de radicais. Neste caso, consideraremos que todas as variáveis assumem apenas valores não negativos.
Exemplo 1. Extraia a raiz do produto Solução. Aplicando a propriedade 1°, obtemos:
Exemplo 2. Remova o multiplicador sob o sinal da raiz
Solução.
Essa transformação é chamada de remoção do fator sob o sinal da raiz. O objetivo da transformação é simplificar a expressão radical.
Exemplo 3: Simplifique
Solução. Pela propriedade 3° temos Normalmente eles tentam simplificar a expressão radical, para a qual retiram os fatores do sinal da raiz. Nós temos
Exemplo 4: Simplifique
Solução. Vamos transformar a expressão introduzindo um fator sob o sinal da raiz: Pela propriedade 4° temos
Exemplo 5: Simplifique
Solução. Pela propriedade de 5°, temos o direito de dividir o expoente da raiz e o expoente da expressão radical pelo mesmo número natural. Se no exemplo em consideração dividirmos os indicadores indicados por 3, obtemos
Exemplo 6. Simplifique expressões: a)
Solução, a) Pela propriedade 1° descobrimos que para multiplicar raízes de mesmo grau, basta multiplicar as expressões radicais e extrair a raiz de mesmo grau do resultado obtido. Significa,
b) Em primeiro lugar, devemos reduzir os radicais a um indicador. De acordo com a propriedade de 5°, podemos multiplicar o expoente da raiz e o expoente da expressão radical pelo mesmo número natural. Portanto, a seguir temos E agora no resultado resultante, dividindo os expoentes da raiz e do grau da expressão radical por 3, obtemos
Expressões irracionais e suas transformações
Da última vez lembramos (ou aprendemos, dependendo de quem) o que é , aprendeu como extrair essas raízes, classificou as propriedades básicas das raízes peça por peça e resolveu exemplos simples com raízes.
Esta lição será uma continuação da anterior e será dedicada às transformações de uma ampla variedade de expressões contendo todos os tipos de raízes. Tais expressões são chamadas irracional. Aqui aparecerão expressões com letras, condições adicionais, eliminação da irracionalidade em frações e algumas técnicas avançadas para trabalhar com raízes. As técnicas que serão discutidas nesta lição se tornarão uma boa base para resolver problemas de USE (e não apenas) de quase qualquer nível de complexidade. Então vamos começar.
Em primeiro lugar, duplicarei aqui as fórmulas e propriedades básicas das raízes. Para não pular de um assunto para outro. Aqui estão eles:
no
Você deve conhecer essas fórmulas e ser capaz de aplicá-las. E em ambas as direções - da esquerda para a direita e da direita para a esquerda. É neles que se baseia a solução para a maioria dos problemas com raízes de qualquer grau de complexidade. Vamos começar com o mais simples por enquanto - com a aplicação direta de fórmulas ou suas combinações.
Fácil aplicação de fórmulas
Nesta parte serão considerados exemplos simples e inofensivos - sem letras, condições adicionais e outros truques. Porém, mesmo neles, via de regra, existem opções. E quanto mais sofisticado o exemplo, mais opções existem. E o aluno inexperiente enfrenta o principal problema - por onde começar? A resposta aqui é simples - Se você não sabe o que precisa, faça o que puder. Contanto que suas ações estejam em paz e harmonia com as regras da matemática e não as contradigam.) Por exemplo, esta tarefa:
Calcular:
Mesmo num exemplo tão simples, existem vários caminhos possíveis para a resposta.
A primeira é simplesmente multiplicar as raízes pela primeira propriedade e extrair a raiz do resultado:
A segunda opção é esta: não tocamos, trabalhamos com. Tiramos o multiplicador do sinal da raiz e depois - de acordo com a primeira propriedade. Assim:
Você pode decidir o quanto quiser. Em qualquer uma das opções, a resposta é de um a oito. Por exemplo, é mais fácil multiplicar 4 por 128 e obter 512, e a raiz cúbica pode ser facilmente extraída desse número. Se alguém não se lembra que 512 é 8 ao cubo, então não importa: você pode escrever 512 como 2 9 (as primeiras 10 potências de dois, espero que você se lembre?) e usar a fórmula para a raiz da potência :
Outro exemplo.
Calcule: .
Se você trabalhar de acordo com a primeira propriedade (colocar tudo sob uma raiz), obterá um número considerável, do qual a raiz poderá ser extraída - também não o açúcar. E não é um fato que será extraído exatamente.) Portanto, é útil aqui remover os fatores abaixo da raiz do número. E aproveite ao máximo:
E agora está tudo bem:
Resta escrever oito e dois sob a mesma raiz (de acordo com a primeira propriedade) e o trabalho está feito. :)
Agora vamos adicionar algumas frações.
Calcular:
O exemplo é bastante primitivo, mas também possui opções. Você pode usar o multiplicador para transformar o numerador e reduzi-lo com o denominador:
Ou você pode usar imediatamente a fórmula para dividir raízes:
Como vemos, este e aquele caminho são corretos.) Se você não tropeçar no meio do caminho e cometer um erro. Embora onde posso errar aqui ...
Vejamos agora o último exemplo da lição de casa da última lição:
Simplificar:
Um conjunto de raízes completamente inimaginável, e até mesmo aninhadas. O que devo fazer? O principal é não ter medo! Aqui notamos pela primeira vez sob as raízes os números 2, 4 e 32 - potências de dois. A primeira coisa a fazer é reduzir todos os números a dois: afinal, quanto mais números idênticos no exemplo e menos números diferentes, mais fácil é.) Vamos começar separadamente com o primeiro fator:
O número pode ser simplificado reduzindo o dois sob a raiz com o quatro no expoente da raiz:
Agora, de acordo com a raiz do trabalho:
.
No número, retiramos o dois como sinal de raiz:
E lidamos com a expressão usando a raiz da fórmula raiz:
Portanto, o primeiro fator será escrito assim:
As raízes aninhadas desapareceram, os números ficaram menores, o que já agrada. É que as raízes são diferentes, mas vamos deixar assim por enquanto. Se necessário, iremos convertê-los nos mesmos. Vamos pegar o segundo fator.)
Transformamos o segundo fator de forma semelhante, usando a fórmula da raiz do produto e da raiz da raiz. Quando necessário, reduzimos os indicadores utilizando a quinta fórmula:
Colamos tudo no exemplo original e obtemos:
Obtivemos o produto de um monte de raízes completamente diferentes. Seria bom reunir todos eles em um único indicador e então veremos. Bem, é bem possível. O maior dos expoentes da raiz é 12, e todos os outros - 2, 3, 4, 6 - são divisores do número 12. Portanto, reduziremos todas as raízes de acordo com a quinta propriedade a um expoente - 12:
Contamos e obtemos:
Não conseguimos um número legal, mas tudo bem. Nos perguntaram simplificar expressão, não contar. Simplificado? Certamente! E o tipo de resposta (inteira ou não) não desempenha mais nenhum papel aqui.
Algumas fórmulas de adição/subtração e multiplicação abreviada
Infelizmente, fórmulas gerais para somando e subtraindo raízes não em matemática. Porém, em tarefas, essas ações com raízes são frequentemente encontradas. Aqui é necessário entender que quaisquer raízes são exatamente os mesmos símbolos matemáticos que as letras na álgebra.) E as mesmas técnicas e regras se aplicam às raízes e às letras - abrindo parênteses, trazendo outros semelhantes, fórmulas de multiplicação abreviadas, etc.
Por exemplo, é claro para todos que . Exatamente o mesmo idêntico As raízes podem ser adicionadas/subtraídas umas às outras facilmente:
Se as raízes forem diferentes, procuramos uma maneira de torná-las iguais - adicionando/subtraindo um multiplicador ou usando a quinta propriedade. Se não for simplificado de forma alguma, talvez as transformações sejam mais astutas.
Vejamos o primeiro exemplo.
Encontre o significado da expressão: .
Todas as três raízes, embora cúbicas, são de diferente números. Eles não são puramente extraídos e são adicionados/subtraídos uns dos outros. Portanto, o uso de fórmulas gerais não funciona aqui. O que devo fazer? Vamos retirar os fatores em cada raiz. Em qualquer caso, não será pior.) Além disso, não existem, de facto, outras opções:
Portanto, .
Essa é a solução. Aqui passamos de raízes diferentes para as mesmas com a ajuda removendo o multiplicador da raiz. E então eles simplesmente trouxeram outros semelhantes.) Nós decidimos mais.
Encontre o valor de uma expressão:
Definitivamente não há nada que você possa fazer em relação à raiz de dezessete. Trabalhamos de acordo com a primeira propriedade - fazemos uma raiz a partir do produto de duas raízes:
Agora vamos dar uma olhada mais de perto. O que há sob nossa grande raiz cúbica? A diferença é qua... Bem, claro! Diferença de quadrados:
Agora só falta extrair a raiz: .
Calcular:
Aqui você terá que mostrar engenhosidade matemática.) Pensamos aproximadamente da seguinte forma: “Então, no exemplo, o produto das raízes. Sob uma raiz está a diferença e sob a outra está a soma. Muito semelhante à fórmula da diferença de quadrados. Mas... As raízes são diferentes! O primeiro é quadrado e o segundo é de quarto grau... Seria bom torná-los iguais. De acordo com a quinta propriedade, você pode facilmente obter uma quarta raiz de uma raiz quadrada. Para fazer isso, basta elevar ao quadrado a expressão radical.”
Se você pensou o mesmo, então você está a meio caminho do sucesso. Absolutamente certo! Vamos transformar o primeiro fator em uma raiz quarta. Assim:
Agora não há nada a ser feito, mas você terá que lembrar a fórmula do quadrado da diferença. Somente quando aplicado nas raízes. E daí? Por que as raízes são piores que outros números ou expressões?! Nós construímos:
“Hmm, bem, eles construíram, e daí? O rábano não é mais doce que o rabanete. Parar! E se você tirar os quatro pela raiz? Então surgirá a mesma expressão da segunda raiz, apenas com um sinal de menos, e é exatamente isso que estamos tentando alcançar!”
Certo! Vamos pegar quatro:
.
E agora é uma questão de tecnologia:
É assim que exemplos complexos são desembaraçados.) Agora é hora de praticar com frações.
Calcular:
É claro que o numerador deve ser convertido. Como? Usando a fórmula do quadrado da soma, é claro. Temos outras opções? :) Quadramos, retiramos os fatores, reduzimos os indicadores (quando necessário):
Uau! Obtivemos exatamente o denominador da nossa fração.) Isso significa que toda a fração é obviamente igual a um:
Outro exemplo. Só agora em outra fórmula para multiplicação abreviada.)
Calcular:
É claro que o quadrado da diferença deve ser utilizado na prática. Escrevemos o denominador separadamente e - vamos lá!
Retiramos os fatores da raiz:
Por isso,
Agora tudo de ruim é reduzido soberbamente e acontece:
Bem, vamos levar isso para o próximo nível. :)
Cartas e condições adicionais
Expressões literais com raízes são mais complicadas do que expressões numéricas e são uma fonte inesgotável de erros irritantes e muito sérios. Vamos encerrar esta fonte.) Os erros surgem devido ao fato de que tais tarefas geralmente envolvem números e expressões negativas. Eles nos são dados diretamente na tarefa ou ocultos em cartas e condições adicionais. E no processo de trabalhar com raízes, precisamos lembrar constantemente que nas raízes mesmo grau tanto sob a própria raiz quanto como resultado da extração da raiz, deve haver expressão não negativa. A fórmula chave nas tarefas deste parágrafo será a quarta fórmula:
Não há questões com raízes de graus ímpares - tudo é sempre extraído, tanto positivo quanto negativo. E o sinal de menos, se houver, é apresentado. Vamos direto às raízes até graus.) Por exemplo, uma tarefa tão curta.
Simplificar: , Se .
Parece que tudo é simples. Será apenas X.) Mas por que então a condição adicional? Nesses casos, é útil fazer estimativas com números. Puramente para mim.) Se, então x é obviamente um número negativo. Menos três, por exemplo. Ou menos quarenta. Deixar . Você pode elevar menos três à quarta potência? Certamente! O resultado é 81. É possível extrair a raiz quarta de 81? Por que não? Pode! Você ganha três. Agora vamos analisar toda a nossa cadeia:
O que vemos? A entrada era um número negativo e a saída já era positiva. Era menos três, agora é mais três.) Voltemos às letras. Sem dúvida, módulo será exatamente X, mas apenas o próprio X é menos (por condição!), e o resultado da extração (devido à raiz aritmética!) deve ser positivo. Como obter um plus? Muito simples! Para fazer isso, basta colocar um sinal de menos na frente de um número obviamente negativo.) E a solução correta é assim:
Aliás, se usássemos a fórmula, então, lembrando da definição de módulo, obteríamos imediatamente a resposta correta. Desde
|x| = -x em x<0.
Retire o fator do sinal da raiz: , Onde .
O primeiro olhar é para a expressão radical. Está tudo bem aqui. Em qualquer caso, será não negativo. Vamos começar a extrair. Usando a fórmula da raiz de um produto, extraímos a raiz de cada fator:
Não creio que haja necessidade de explicar de onde vieram os módulos.) Agora vamos analisar cada um dos módulos.
Multiplicador | um | deixamos inalterado: não temos condições para a cartaum. Não sabemos se é positivo ou negativo. Próximo módulo |b2 | pode ser omitido com segurança: em qualquer caso, a expressãob2 não negativo. Mas sobre |c3 | - já existe um problema aqui.) Se, então c3 <0. Стало быть, модуль надо раскрыть com um sinal de menos: | c3 | = - c3 . No total, a solução correta seria:
E agora – o problema inverso. Não é dos mais fáceis, aviso desde já!
Insira um multiplicador sob o sinal da raiz: .
Se você escrever imediatamente a solução assim
então você caiu em uma armadilha. Esse decisão errada! Qual é o problema?
Vamos dar uma olhada mais de perto na expressão sob a raiz. Sob a raiz da quarta potência, como sabemos, deveria haver não negativo expressão. Caso contrário, a raiz não tem significado.) Portanto E isso, por sua vez, significa que e, portanto, em si também é não positivo: .
E o erro aqui é que estamos introduzindo na raiz não positivo número: o quarto grau transforma-o em não negativo e o resultado errado é obtido - à esquerda há um menos deliberado e à direita já há um sinal de mais. E coloque na raiz até grau, temos o direito apenas não negativo números ou expressões. E deixe o menos, se houver, na frente da raiz.) Como podemos selecionar um fator não negativo no número, sabendo que ele próprio é completamente negativo? Sim, exatamente igual! Coloque um sinal de menos.) E para que nada mude, compense com outro sinal de menos. Assim:
E agora já não negativo Inserimos calmamente o número (-b) na raiz de acordo com todas as regras:
Este exemplo mostra claramente que, ao contrário de outros ramos da matemática, nas raízes a resposta correta nem sempre decorre automaticamente das fórmulas. Você precisa pensar e tomar pessoalmente a decisão certa.) Você deve ter mais cuidado especial com os sinais em equações irracionais e desigualdades.
Vejamos a próxima técnica importante ao trabalhar com raízes - livrar-se da irracionalidade.
Eliminando a irracionalidade em frações
Se a expressão contém raízes, então, deixe-me lembrá-lo, tal expressão é chamada expressão com irracionalidade. Em alguns casos, pode ser útil livrar-se dessa mesma irracionalidade (ou seja, das raízes). Como você pode eliminar a raiz? Nossa raiz desaparece quando... elevada a um poder. Com um indicador igual ao indicador raiz ou um múltiplo dele. Mas, se elevarmos a raiz a uma potência (ou seja, multiplicarmos a raiz por ela mesma o número necessário de vezes), então a expressão mudará. Não é bom.) No entanto, em matemática existem tópicos em que a multiplicação é bastante indolor. Em frações, por exemplo. De acordo com a propriedade básica de uma fração, se o numerador e o denominador forem multiplicados (divididos) pelo mesmo número, o valor da fração não mudará.
Digamos que recebemos esta fração:
É possível eliminar a raiz do denominador? Pode! Para fazer isso, a raiz deve ser elevada ao cubo. O que está faltando no denominador de um cubo completo? Estamos faltando um multiplicador, ou seja,. Então multiplicamos o numerador e o denominador da fração por
A raiz do denominador desapareceu. Mas... ele apareceu no numerador. Nada pode ser feito, tal é o destino.) Isso não é mais importante para nós: fomos solicitados a libertar o denominador das raízes. Lançado? Sem dúvida.)
Aliás, quem já está familiarizado com a trigonometria pode ter prestado atenção ao fato de que em alguns livros didáticos e tabelas, por exemplo, eles designam de forma diferente: em algum lugar e em algum lugar. A questão é: o que é certo? Resposta: está tudo correto!) Se você adivinha– isto é simplesmente o resultado da libertação da irracionalidade no denominador da fração. :)
Por que deveríamos nos libertar da irracionalidade nas frações? Que diferença faz - a raiz está no numerador ou no denominador? A calculadora vai calcular tudo de qualquer maneira.) Bem, para quem não se desfaz da calculadora, praticamente não há diferença... Mas mesmo contando com uma calculadora, você pode prestar atenção ao fato de que dividir sobre todo número é sempre mais conveniente e rápido do que em irracional. E ficarei calado sobre a divisão em uma coluna.)
O exemplo a seguir apenas confirmará minhas palavras.
Como podemos eliminar a raiz quadrada do denominador aqui? Se o numerador e o denominador forem multiplicados pela expressão, o denominador será o quadrado da soma. A soma dos quadrados do primeiro e do segundo números nos dará apenas números sem raízes, o que é muito agradável. No entanto... ele irá aparecer produto duplo o primeiro número para o segundo, onde a raiz de três ainda permanecerá. Não canaliza. O que devo fazer? Lembre-se de outra fórmula maravilhosa para multiplicação abreviada! Onde não existem produtos duplos, mas apenas quadrados:
Uma expressão que, quando multiplicada por uma certa soma (ou diferença), produz diferença de quadrados, também chamado expressão conjugada. No nosso exemplo, a expressão conjugada será a diferença. Então multiplicamos o numerador e o denominador por esta diferença:
O que posso dizer? Como resultado de nossas manipulações, não apenas a raiz do denominador desapareceu, mas a fração desapareceu completamente! :) Mesmo com uma calculadora, subtrair a raiz de três de três é mais fácil do que calcular uma fração com a raiz no denominador. Outro exemplo.
Liberte-se da irracionalidade no denominador de uma fração:
Como sair disso? As fórmulas para multiplicação abreviada com quadrados não funcionam de imediato - não será possível eliminar completamente as raízes devido ao fato de que desta vez nossa raiz não é quadrada, mas cúbico. É necessário que a raiz seja de alguma forma elevada a um cubo. Portanto, uma das fórmulas com cubos deve ser utilizada. Qual deles? Vamos pensar sobre isso. O denominador é a soma. Como podemos alcançar o cubo da raiz? Multiplicar por diferença quadrática parcial! Então, aplicaremos a fórmula soma de cubos. Este:
Como um temos três, e como qualidade b– raiz cúbica de cinco:
E novamente a fração desapareceu.) Tais situações, quando, ao ser libertada da irracionalidade no denominador de uma fração, a própria fração desaparece completamente junto com as raízes, ocorrem com muita frequência. Como você gosta deste exemplo!
Calcular:
Experimente adicionar essas três frações! Sem erros! :) Um denominador comum vale a pena. E se tentássemos nos libertar da irracionalidade do denominador de cada fração? Bem, vamos tentar:
Uau, que interessante! Todas as frações desapareceram! Completamente. E agora o exemplo pode ser resolvido de duas maneiras:
Simples e elegante. E sem cálculos longos e tediosos. :)
É por isso que é preciso ser capaz de realizar a operação de libertação da irracionalidade em frações. Em exemplos tão sofisticados, é a única coisa que salva, sim.) É claro que ninguém cancelou a atenção. Existem tarefas em que você é solicitado a se livrar da irracionalidade em numerador. Essas tarefas não são diferentes daquelas consideradas, apenas o numerador é eliminado da raiz.)
Exemplos mais complexos
Resta considerar algumas técnicas especiais para trabalhar com raízes e praticar o desembaraço de exemplos não mais simples. E então as informações recebidas serão suficientes para resolver problemas com raízes de qualquer nível de complexidade. Então - vá em frente.) Primeiro, vamos descobrir o que fazer com raízes aninhadas quando a fórmula raiz a partir de raiz não funciona. Por exemplo, aqui está um exemplo.
Calcular:
A raiz está sob a raiz... Além disso, sob as raízes está a soma ou diferença. Portanto, a fórmula para a raiz da raiz (com multiplicação dos expoentes) está aqui não funciona. Então algo precisa ser feito sobre expressões radicais: Simplesmente não temos outras opções. Nesses exemplos, na maioria das vezes a raiz grande é criptografada quadrado perfeito alguma quantia. Ou diferenças. E a raiz do quadrado já está perfeitamente extraída! E agora nossa tarefa é descriptografá-lo.) Essa descriptografia é lindamente feita por meio de sistema de equações. Agora você verá tudo por si mesmo.)
Então, na primeira raiz temos esta expressão:
E se você não acertou? Vamos verificar! Elevamos ao quadrado usando a fórmula do quadrado da soma:
Isso mesmo.) Mas... De onde eu tirei essa expressão? Do céu?
Não.) Vamos diminuir um pouco, honestamente. Simplesmente usando essa expressão, mostro exatamente como os criadores de tarefas criptografam esses quadrados. :) O que é 54? Esse soma dos quadrados do primeiro e segundo números. E, preste atenção, já sem raízes! E a raiz permanece em produto duplo, que no nosso caso é igual a . Portanto, desvendar tais exemplos começa com a busca pelo produto duplo. Se você desvendar com a seleção usual. E, por falar nisso, sobre os sinais. Tudo é simples aqui. Se houver um sinal de mais antes do dobro, então o quadrado da soma. Se for menos, então as diferenças.) Temos um sinal de mais – que significa o quadrado da soma.) E agora – o método analítico de decodificação prometido. Através do sistema.)
Então, sob nossa raiz está claramente pendurada a expressão (a+b) 2, e nossa tarefa é encontrar um E b. No nosso caso, a soma dos quadrados dá 54. Então escrevemos:
Agora dobre o produto. Nós temos isso. Então anotamos:
Temos este sistema:
Resolvemos pelo método de substituição usual. Expressamos a partir da segunda equação, por exemplo, e substituímos na primeira:
Vamos resolver a primeira equação:
Recebido biquadrático equação relativaum . Calculamos o discriminante:
Significa,
Obtivemos até quatro valores possíveisum. Não temos medo. Agora eliminaremos todas as coisas desnecessárias.) Se calcularmos agora os valores correspondentes para cada um dos quatro valores encontrados, obteremos quatro soluções para o nosso sistema. Aqui estão eles:
E aqui a questão é: qual solução é a certa para nós? Vamos pensar sobre isso. As soluções negativas podem ser descartadas imediatamente: ao elevar ao quadrado, os pontos negativos “se esgotarão” e toda a expressão radical como um todo não mudará.) As duas primeiras opções permanecem. Você pode escolhê-los de forma totalmente arbitrária: reorganizar os termos ainda não altera a soma.) Seja, por exemplo, , a .
No total, obtivemos o quadrado da seguinte soma sob a raiz:
Tudo está claro.)
Não é à toa que descrevo o processo de decisão com tantos detalhes. Para deixar claro como ocorre a descriptografia.) Mas há um problema. O método analítico de decodificação, embora confiável, é muito longo e complicado: você tem que resolver uma equação biquadrática, obter quatro soluções para o sistema e depois ainda pensar em quais escolher... Preocupante? Eu concordo, é problemático. Este método funciona perfeitamente na maioria desses exemplos. No entanto, muitas vezes você pode economizar muito trabalho e encontrar os dois números de forma criativa. Por seleção.) Sim, sim! Agora, usando o exemplo do segundo termo (segunda raiz), mostrarei uma maneira mais fácil e rápida de isolar o quadrado completo sob a raiz.
Então agora temos esta raiz: 
.
Vamos pensar assim: “Sob a raiz provavelmente há um quadrado completo criptografado. Uma vez que há um menos antes do duplo, isso significa o quadrado da diferença. A soma dos quadrados do primeiro e do segundo números nos dá o número 54. Mas que tipo de quadrados são esses? 1 e 53? 49 e 5 ? São muitas opções... Não, é melhor começar a desembaraçar com o dobro do produto. Nossopode ser escrito como . Uma vez que o produto dobrou, então descartamos imediatamente os dois. Então os candidatos para a função aeb permanecem 7 e . E se for 14 e/2 ? É possível. Mas sempre começamos com algo simples!” Então, vamos, a. Vamos verificá-los quanto à soma dos quadrados:
Funcionou! Isto significa que a nossa expressão radical é na verdade o quadrado da diferença:
Aqui está uma maneira leve de evitar mexer no sistema. Nem sempre funciona, mas em muitos destes exemplos é suficiente. Então, sob as raízes existem quadrados completos. Resta extrair corretamente as raízes e calcular o exemplo:
Agora vamos dar uma olhada em uma tarefa ainda mais fora do padrão sobre raízes.)
Prove que o número A– inteiro, se .
Nada é extraído diretamente, as raízes ficam incrustadas, e até em graus diversos... Um pesadelo! No entanto, a tarefa faz sentido.) Portanto, existe uma chave para resolvê-la.) E a chave aqui é esta. Considere nossa igualdade
Como equação relativa UM. Sim, sim! Seria bom se livrar das raízes. Nossas raízes são cúbicas, então vamos cubar ambos os lados da equação. De acordo com a fórmula cubo da soma:
Cubos e raízes cúbicas se cancelam e, sob cada raiz grande, pegamos um colchete do quadrado e colapsamos o produto da diferença e a soma em uma diferença de quadrados:
Separadamente, calculamos a diferença dos quadrados sob as raízes:
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