Исчерпывающий гид (2019). Квадратный корень. Исчерпывающий гид (2019) Свойства корня n-ой степени. Теоремы

Нужно познакомиться со свойствами этой операции, что мы и сделаем в настоящем параграфе.

Все свойства формулируются и доказываются только для неотрицательных значений переменных, содержащихся под знаками корней.

Доказательство. Введем следующие обозначения: Нам надо доказать, что для неотрицательных чисел х, у, z выполняется равенство х-уz.
Так как
Итак, Но если степени двух неотрицательных чисел равны и показатели степеней равны, то равны и основания степеней ; значит, из равенства x n =(уz) п следует, что х-уz, а это и требовалось доказать.

Приведем краткую запись доказательства теоремы.

Замечания:

1. Теорема 1 остается справедливой и для случая, когда подкоренное выражение представляет собой произведение более чем двух неотрицательных чисел.
2. Теорему 1 можно сформулировать, используя конструкцию "если...то» (как это принято для теорем в математике). Приведем соответствующую формулировку: если а иb - неотрицательные числа, то справедливо равенство Следующую теорему мы именно так и оформим.

Краткая (хотя и неточная) формулировка, которую удобнее использовать на практике: корень из дроби равен дроби от корней.

Доказательство. Приведем краткую запись доказательства теоремы 2, а вы попробуйте сделать соответствующие комментарии, аналогичные тем, что были приведены при доказательстве теоремы 1.

ВЫ, конечно, обратили внимание на то, что доказанные два свойства корней п-й степени представляют собой обобщение известных вам из курса алгебры 8-го класса свойств квадратных корней. И если бы других свойств корней п-й степени не было, то как бы все было просто (и не очень интересно). На самом деле есть еще несколько интересных и важных свойств, которые мы обсудим в этом параграфе. Но сначала рассмотрим несколько примеров на использование теорем 1 и 2.

Пример 1. Вычислить
Решение. Воспользовавшись первым свойством корней (теорема 1), получим:

Замечание 3. Можно, конечно, этот пример решить по-другому, особенно если у вас под рукой есть микрокалькулятор: перемножить числа 125, 64 и27,а затем извлечь кубический корень из полученного произведения. Но, согласитесь, предложенное решение «интеллигентнее».
Пример 2. Вычислить
Решение. Обратим смешанное число в неправильную дробь.
Имеем Воспользовавшись вторым свойством корней (теорема 2), получим:

Пример 3. Вычислить:
Решение. Любая формула в алгебре, как вам хорошо известно, используется не только «слева направо», но и «справа налево». Так, первое свойство корней означает, что можно представить в виде и, наоборот, можно заменить выражением . То же относится и ко второму свойству корней. Учитывая это, выполним вычисления:

Пример 4. Выполнить действия:
Решение , а) Имеем:
б) Теорема 1 позволяет нам перемножать только корни одинаковой степени, т.е. только корни с одинаковым показателем. Здесь же предлагается умножить корень 2-й степени из числа а на корень 3-й степени из того же числа. Как это делать, мы пока не знаем. Вернемся к этой проблеме позднее.
Продолжим изучение свойств радикалов.

Иными словами, чтобы возвести корень в натуральную степень, достаточно возвести в эту степень подкоренное выражение.
Это - следствие теоремы 1. В самом деле, например, для к = 3 получаем: Точно так же можно рассуждать в случае любого другого натурального значения показателя к.

Иными словами, чтобы извлечь корень из корня, достаточно перемножить показатели корней.
Например,
Доказательство. Как и в теореме 2, приведем краткую запись доказательства, а вы попробуйте самостоятельно сделать соответствующие комментарии, аналогичные тем, что были приведены при доказательстве теоремы 1.

Замечание 4. Давайте переведем дух. Чему мы научились благодаря доказанным теоремам? Мы узнали, что над корнями можно осуществлять четыре операции: умножение, деление, возведение в степень и извлечение корня (из корня). А как же обстоит дело со сложением и вычитанием корней? Никак. Об этом мы говорили еще в 8-м классе по поводу операции извлечения квадратного корня.

Например, вместо нельзя написать В самом деле, Но ведь очевидно, что Будьте внимательны!
Самое, пожалуй, интересное свойство корней - это то, о котором пойдет речь в следующей теореме. Учитывая особую значимость этого свойства, мы позволим себе нарушить определенный стиль формулировок и доказательств, выработанный в этом параграфе, с тем чтобы формулировка теоремы 5 была немного «мягче», а ее доказательство - понятнее.

Например:

(показатели корня и подкоренного выражения разделили на 4);

(показатели корня и подкоренного выражения разделили на 3);

(показатели корня и подкоренного выражения умножили на 2).

Доказательство. Обозначим левую часть доказываемого равенства буквой Тогда по определению корня должно выполняться равенство

Обозначим правую часть доказываемого тождества буквой у:

Тогда по определению корня должно выполняться равенство

Возведем обе части последнего равенства в одну и ту же степень р; получим:

Итак (см. равенства (1) и (2)),

Сопоставляя эти два равенства, приходим к выводу, что х nр = у nр, а значит, х =у, что и требовалось доказать.
Доказанная теорема позволит нам решить ту проблему, с которой мы столкнулись выше при решении примера 5, где требовалось выполнить умножение корней с разными показателями:

Вот как обычно рассуждают в подобных случаях.
1) По теореме 5 в выражении можно и показатель корня (т.е. число 2) и показатель подкоренного выражения (т.е. число 1) умножить на одно и то же натуральное число. Воспользовавшись этим, умножим оба показателя на 3; получим:
2) По теореме 5 в выражении можно и показатель корня (т.е. число 3) и показатель подкоренного выражения (т.е. число 1) умножить на одно и то же натуральное число. Воспользовавшись этим, умножим оба показателя на 2; получим:

3) Поскольку получили корни одной и той же 6-й степени, то можно их перемножить:

Замечание 5. Вы не забыли, что все свойства корней, которые мы обсуждали в этом параграфе, рассмотрены нами только для случая, когда переменные принимают лишь неотрицательные значения? Почему пришлось сделать такое ограничение? Потому, что корень п-й степени из отрицательного числа не всегда имеет смысл - он определен только для нечетных значений п. Для таких значений показателя корня рассмотренные свойства корней верны и в случае отрицательных подкоренных выражений.

А.Г. Мордкович Алгебра 10 класс

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки

Урок и презентация на тему: "Свойства корня n-ой степени. Теоремы"

Дополнительные материалы
Уважаемые пользователи, не забывайте оставлять свои комментарии, отзывы, пожелания! Все материалы проверены антивирусной программой.

Обучающие пособия и тренажеры в интернет-магазине "Интеграл" для 11 класса
Интерактивное пособие для 9–11 классов "Тригонометрия"
Интерактивное пособие для 10–11 классов "Логарифмы"

Свойства корня n-ой степени. Теоремы

Ребята, мы продолжаем изучать корни n-ой степени из действительного числа. Как практически все математические объекты, корни n-ой степени обладают некоторыми свойствами, сегодня мы будем их изучать.
Все свойства, которые мы рассмотрим, формулируются и доказываются только для неотрицательных значений переменных, содержащихся под знаком корня.
В случае нечетного показателя корня они выполняются и для отрицательных переменных.

Теорема 1. Корень n-ой степени из произведения двух неотрицательных чисел равен произведению корней n-ой степени этих чисел: $\sqrt[n]{a*b}=\sqrt[n]{a}*\sqrt[n]{b}$ .

Давайте докажем теорему.
Доказательство. Ребята, для доказательства теоремы давайте введем новые переменные, обозначим:
$\sqrt[n]{a*b}=x$.
$\sqrt[n]{a}=y$.
$\sqrt[n]{b}=z$.
Нам надо доказать, что $x=y*z$.
Заметим, что выполняются и такие тождества:
$a*b=x^n$.
$a=y^n$.
$b=z^n$.
Тогда выполняется и такое тождество: $x^n=y^n*z^n=(y*z)^n$.
Степени двух неотрицательных чисел и их показатели равны, тогда и сами основания степеней равны. Значит $x=y*z$, что и требовалось доказать.

Теорема 2. Если $а≥0$, $b>0$ и n – натуральное число, которое большее 1, тогда выполняется следующее равенство: $\sqrt[n]{\frac{a}{b}}=\frac{\sqrt[n]{a}}{\sqrt[n]{b}}$ .

То есть корень n-ой степени частного равен частному корней n-ой степени.

Доказательство.
Для доказательства воспользуемся упрощенной схемой в виде таблицы:

Примеры вычисления корня n-ой степени

Пример.
Вычислить: $\sqrt{16*81*256}$.
Решение. Воспользуемся теоремой 1: $\sqrt{16*81*256}=\sqrt{16}*\sqrt{81}*\sqrt{256}=2*3*4=24$.

Пример.
Вычислить: $\sqrt{7\frac{19}{32}}$.
Решение. Представим подкоренное выражение в виде неправильной дроби: $7\frac{19}{32}=\frac{7*32+19}{32}=\frac{243}{32}$.
Воспользуемся теоремой 2: $\sqrt{\frac{243}{32}}=\frac{\sqrt{243}}{\sqrt{32}}=\frac{3}{2}=1\frac{1}{2}$.

Пример.
Вычислить:
а) $\sqrt{24}*\sqrt{54}$.
б) $\frac{\sqrt{256}}{\sqrt{4}}$.
Решение:
а) $\sqrt{24}*\sqrt{54}=\sqrt{24*54}=\sqrt{8*3*2*27}=\sqrt{16*81}=\sqrt{16}*\sqrt{81}=2*3=6$.
б) $\frac{\sqrt{256}}{\sqrt{4}}=\sqrt{\frac{256}{4}}=\sqrt{64}=24$.

Теорема 3. Если $a≥0$, k и n – натуральные числа больше 1, то справедливо равенство: $(\sqrt[n]{a})^k=\sqrt[n]{a^k}$.

Чтобы возвести корень в натуральную степень, достаточно возвести в эту степень подкоренное выражение.

Доказательство.
Давайте рассмотрим частный случай для $k=3$. Воспользуемся теоремой 1.
$(\sqrt[n]{a})^k=\sqrt[n]{a}*\sqrt[n]{a}*\sqrt[n]{a}=\sqrt[n]{a*a*a}=\sqrt[n]{a^3}$.
Так же можно доказать и для любого другого случая. Ребята, докажите сами для случая, когда $k=4$ и $k=6$.

Теорема 4. Если $a≥0$ b n,k – натуральные числа большие 1, то справедливо равенство: $\sqrt[n]{\sqrt[k]{a}}=\sqrt{a}$.

Чтобы извлечь корень из корня, достаточно перемножить показатели корней.

Доказательство.
Докажем опять кратко, используя таблицу. Для доказательства воспользуемся упрощенной схемой в виде таблицы:

Пример.
$\sqrt{\sqrt{a}}=\sqrt{a}$.
$\sqrt{\sqrt{a}}=\sqrt{a}$.
$\sqrt{\sqrt{a}}=\sqrt{a}$.

Теорема 5. Если показатели корня и подкоренного выражения умножить на одно и тоже натуральное число, то значение корня не изменится: $\sqrt{a^{kp}}=\sqrt[n]{a}$.

Доказательство.
Принцип доказательства нашей теоремы такой же, как и в других примерах. Введем новые переменные:
$\sqrt{a^{k*p}}=x=>a^{k*p}=x^{n*p}$ (по определению).
$\sqrt[n]{a^k}=y=>y^n=a^k$ (по определению).
Последнее равенство возведем в степень p
$(y^n)^p=y^{n*p}=(a^k)^p=a^{k*p}$.
Получили:
$y^{n*p}=a^{k*p}=x^{n*p}=>x=y$.
То есть $\sqrt{a^{k*p}}=\sqrt[n]{a^k}$, что и требовалось доказать.

Примеры:
$\sqrt{a^5}=\sqrt{a}$ (разделили показатели на 5).
$\sqrt{a^{22}}=\sqrt{a^{11}}$ (разделили показатели на 2).
$\sqrt{a^4}=\sqrt{a^{12}}$ (умножили показатели на 3).

Пример.
Выполнить действия: $\sqrt{a}*\sqrt{a}$.
Решение.
Показатели корней - это разные числа, поэтому мы не можем воспользоваться теоремой 1, но применив теорему 5, мы можем получить равные показатели.
$\sqrt{a}=\sqrt{a^3}$ (умножили показатели на 3).
$\sqrt{a}=\sqrt{a^4}$ (умножили показатели на 4).
$\sqrt{a}*\sqrt{a}=\sqrt{a^3}*\sqrt{a^4}=\sqrt{a^3*a^4}=\sqrt{a^7}$.

Задачи для самостоятельного решения

1. Вычислить: $\sqrt{32*243*1024}$.
2. Вычислить: $\sqrt{7\frac{58}{81}}$.
3. Вычислить:
а) $\sqrt{81}*\sqrt{72}$.
б) $\frac{\sqrt{1215}}{\sqrt{5}}$.
4. Упростить:
а) $\sqrt{\sqrt{a}}$.
б) $\sqrt{\sqrt{a}}$.
в) $\sqrt{\sqrt{a}}$.
5. Выполнить действия: $\sqrt{a^2}*\sqrt{a^4}$.

ТЕМА: Степенная функция. Корень n-й степени

ЦЕЛЬ:

Повторение пройденного материала в ходе игры, осознанное усвоение данных тем.

Воспитание ответственности, внимания, тренировка памяти.

Развитие сообразительности, находчивости. Способствовать развитию познавательного интереса к математике.

ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ

Прозвенел звонок. Дети расселись по своим местам. Учитель задает вопросы учащимся, а они отвечают на вопросы, поднимая руки:

Скажите, пожалуйста, что мы изучали на нескольких последних уроках? (тему данного урока дети называют сами )

А как вы думаете, какова цель нашего сегодняшнего урока? (Цель урока дети пытаются сформулировать сами, учитель лишь корректирует ее )

Добро пожаловать в страну « Математику »! В страну логарифмов, простых вычислений, корней, возведений и уравнений! В путешествие по стране « Математики » отправляются 2 команды: «КОРЕНЬ», «СТЕПЕНЬ», путешествие будет проходить под девизом (записан на доске заранее ): «КНИГА – КНИГОЙ, А МОЗГАМИ ДВИГАЙ» (В.В.Маяковский). Члены команд за правильные ответы будут поощряться «красными карточками».

1. Формирование команд

Каждый ученик при входе в кабинет получил карточку, на которой записана формула функции (у всех разные). Каждый учащийся определяет, какая у него функция четная или нечетная, если четная – команда «КОРЕНЬ», нечетная - «СТЕПЕНЬ».

Варианты функций: f (x )= , f (x )=

f(x)=
, f(x)=

f(x)= f(x)=

f(x)= f(x)=

f(x)=
f(x)=

f(x)=, f(x)=

f(x)=
f(x)=

f (x )= f (x )=

f (x )= f (x )=

2. Выбор командира каждой команды

ЗАДАНИЕ: решить и защитить свой ответ (командир должен уметь быстро соображать и за все отвечать); при каких значениях переменной выражение имеет смысл (выражения записаны на доске заранее ) :

|

Ответ: -8≤ х Ответ: -11≤ х

3. Разминка

За каждый правильный ответ – 1 карточка (команды начинают набирать баллы ). Учитель читает задание, учащиеся – отвечают.

Арифметический я знак

В задачнике меня найдешь во многих строчках.

Лишь «о» ты вставишь в слово, зная как,

И я - географическая точка. (+, полюс)

Я – цифра меньше десяти,

Меня тебе легко найти.

Но если букве «я» прикажешь рядом встать,

Я все – отец, и ты, и дедушка, и мать. (семь, семья)

4. Продолжаем путешествие и на нашем пути встречается огромная стена, на которой записано задание (заранее приготовить плакат в виде стены ): вычислить:
, чтобы преодолеть эту стену, нужно решить это задание, какая команда решит, та заработает баллы. (0,7+0,3=1)

1) свойства степенной функции с n – четным;

2) свойства степенной функции с n – нечетным.

6. Следующим испытанием для нас станет конкурс «ПОКАЖИ СЕБЯ». Условия конкурса: каждый участник команды по очереди идет к доске и решает на выбор любое задание, побеждает команда первая справившаяся с заданиями.

Сравни:

1)

2)

3)

Решите уравнение:

4)

6)

Вычислить:

7)

8)

9)

7. Команды готовят вопросы друг другу. Получают баллы за правильный ответ и за оригинальность.

8. ИТОГ. НАГРАЖДЕНИЕ. Каждая команда готовит заключительное слово, в котором раскрываются вопросы: что полезного дал сегодняшний урок каждой команде и отдельным представителям, замечания к уроку и учителю. Выставление оценок с комментариями (за какую деятельность и почему).

Чтобы успешно использовать на практике операцию извлечения корня, нужно познакомиться со свойствами этой операции.
Все свойства формулируются и доказываются только для неотрицательных значений переменных, содержащихся под знаками корней.

Теорема 1. Корень n-й степени (n=2, 3, 4,...) из произведения двух неотрицательных чипсел равен произведению корней n-й степени из этих чисел:

Замечание:

1. Теорема 1 остается справедливой и для случая, когда подкоренное выражение представляет собой произведение более чем двух неотрицательных чисел.

Теорема 2. Если , и n - натуральное число, большее 1, то справедливо равенство

Краткая (хотя и неточная) формулировка, которую удобнее использовать на практике: корень из дроби равен дроби от корней.

Теорема 1 позволяет нам перемножать только корни одинаковой степени , т.е. только корни с одинаковым показателем.

Теорема 3.Если , k - натуральное число и n - натуральное число, большее 1, то справедливо равенство

Иными словами, чтобы возвести корень в натуральную степень, достаточно возвести в эту степень подкоренное выражение.
Это - следствие теоремы 1. В самом деле, например, для к = 3 получаем: Точно так же можно рассуждать в случае любого другого натурального значения показателя к.

Теорема 4.Если , k, n - натуральные числа, большее 1, то справедливо равенство

Иными словами, чтобы извлечь корень из корня, достаточно перемножить показатели корней.
Например,

Будьте внимательны! Мы узнали, что над корнями можно осуществлять четыре операции: умножение, деление, возведение в степень и извлечение корня (из корня). А как же обстоит дело со сложением и вычитанием корней? Никак.
Например, вместо нельзя написать В самом деле, Но ведь очевидно, что

Теорема 5.Если показатели корня и подкоренного выражения умножить или разделить на одно и то же натуральное число, то значение корня не изменится, т.е.

Примеры решения заданий

Пример 1. Вычислить

Решение. Воспользовавшись первым свойством корней (теорема 1), получим:

Пример 2. Вычислить
Решение. Обратим смешанное число в неправильную дробь.
Имеем Воспользовавшись вторым свойством корней (теорема 2 ), получим:

Пример 3. Вычислить:

Решение. Любая формула в алгебре, как вам хорошо известно, используется не только «слева направо», но и «справа налево». Так, первое свойство корней означает, что можно представить в виде и, наоборот, можно заменить выражением . То же относится и ко второму свойству корней. Учитывая это, выполним вычисления.