К содержимому

Корень: какое число возвели в степень

Как в учебнике

Для действительного $a\ge0$ квадратный корень $\sqrt a$ — единственное неотрицательное число, квадрат которого равен $a$. Поэтому $\sqrt9=3$, хотя уравнение $x^2=9$ имеет два решения: 3 и −3. Корень обозначает выбранное значение, а не весь набор решений уравнения.

Для целого $k\ge2$ и $a>0$ положительный корень $\sqrt[k]{a}$ равен $a^{1/k}$. При чётном $k$ отрицательное $a$ не имеет действительного корня. При нечётном $k$ действительный корень существует и для отрицательного $a$, например $\sqrt[3]{-8}=-2$. Область чисел нужно назвать до вычисления.

Для любого действительного $x$ верно $\sqrt{x^2}=|x|$, потому что выбранный корень неотрицателен. Сокращение корня с квадратом до $x$ без условия $x\ge0$ ошибочно. Например, при $x=-3$ выражение равно 3. При нулевом подкоренном выражении корень любого целого порядка $k\ge2$ равен нулю. Чётность порядка влияет на отрицательные входы, но не меняет этот нулевой случай.

Определения и дальнейшее чтение: Basic Analysis I.

На пальцах

Квадратный корень восстанавливает сторону по площади: площадь 9 даёт неотрицательную сторону 3. Уравнение о числе, квадрат которого равен 9, допускает также −3, но знак корня выбирает одно неотрицательное значение. Для корня нечётного порядка отрицательный ответ допустим, поэтому строительная картинка не описывает все корни. Вместе с отрицательной длиной не стоит выселять из математики законный кубический корень.

Пример

В учебном примере проверяются кандидаты для числа 9. Решения уравнения сравниваются со значением квадратного корня. Проверка возведением в квадрат обязательна, но для выбора корня нужно ещё условие неотрицательности.

Корень: какое число возвели в степень

Положительный кандидат

Квадрат 3 равен 9, кандидат подходит.

Шаг 1 из 3: Положительный кандидат

Все шаги текстом
  1. Положительный кандидат

    Квадрат 3 равен 9, кандидат подходит.

    Состояние
    3текущий3текущий9текущий
  2. Отрицательный кандидат

    Квадрат −3 тоже равен 9: у уравнения два решения.

    Состояние
    −3текущий−3текущий9текущий
  3. Выбор корня

    Знак корня оставляет только неотрицательное значение 3.

    Состояние
    −3исключён3включён

Для кандидата $-3$ проверка квадрата проходит, а проверка неотрицательности — нет. Именно вторая проверка исключает его из значения $\sqrt9$, не отрицая его права решать уравнение. Полезно записывать два результата раздельно: решение уравнения $x\in\{-3,3\}$ и значение выражения $\sqrt9=3$. Знак $\pm$ относится к множеству решений, а запись $\sqrt9=\pm3$ нарушила бы однозначность выбранного значения.

Дальше: Степень.

Авторский текст этой бесплатной статьи опубликован по лицензии CC BY-NC-ND 4.0.

Предыдущая / следующая

Предыдущая
Степень: повторяющееся умножение
Следующая
Логарифм: восстановление показателя степени
  • Натуральные числа: счёт отдельных объектов

    Какие значения подходят для счёта и почему включение нуля нужно оговаривать.

    Читать статью
    Математика
  • Целые числа: счёт по обе стороны нуля

    Положительные и отрицательные целые, ноль и граница целочисленного деления.

    Читать статью
    Математика
  • Рациональные числа: отношение целых

    Число как отношение целых: равные дроби и обязательный ненулевой знаменатель.

    Читать статью
    Математика