книги из ГПНТБ / Справочник по элементарной математике, механике и физике.-1
.pdf40 |
Алгебра |
13. Возведение в степень
Произведение п одинаковых множителей: а • а . . .а называется п-й степенью числа а и обозначается символом ап (читается: «а в п-й степени»). Нахождение п-й степени числа называется возведением в степень.
П р и м е р : Возвести 2 в 5-ю степень. 25 = 2 - 2 - 2 -
• 2 ■2 = 32.
Число а, которое берется несколько раз множителем,
называется основанием степени, а число п, показывающее,
сколько раз повторяется основание, — показателем сте
пени. |
Так, в данном примере (2б = |
32) число 2 — основа |
||||
ние, |
число 5 — показатель, |
число 32 — степень. |
|
|||
2-я степень (а2) иначе |
называется квадратом числа |
а |
||||
(читается |
«а |
квадрат»); 3-я степень |
(а3) — кубом числа |
а |
||
(читается |
«а |
куб»). |
|
|
|
14. Извлечение корня
Извлечение корня есть действие, посредством которого по данной степени и данному показателю степени находится основание степени. Так, если 25 = 32, то извлечение корня 5-й степени из 32 есть действие, посредством которого по данной степени (32) и данному показателю степени (5) на ходится основание степени (2). Для обозначения действия
извлечения корня служит знак У , называемый знаком корня, или радикалом, а самое действие обозначается для
нашего примера так: У~32 = 2; при этом число 32 назы вается подкоренным числом, число 5 — показателем корня,
Алгебра |
41 |
а результат действия (2) — корнем (корнем 5-й |
степени |
из 32). |
|
Корень 2-й степени (j/~ а) иначе называется |
квадрат |
ным корнем из а\ корень 3-й степени (i/~ a)—кубическим
корнем из а. Вместо а всегда пишут просто У~а, опу ская показатель (2), который подразумевается.
15. Знак перед корнем
При извлечении корня нечетной степени из числа а по лученный корень имеет тот же знак, что и подкоренное
число. Так, j/ 125 |
= 5, у/~ — 32 = — 2. |
При извлечении |
|
же корня четной степени из положительного числа |
полу |
||
чаем два решения |
с разными знаками. |
Так, УТб = |
+ 4 и |
1^16 = — 4 (сокращенно записьшают]/Тб = ± 4). Корня же четной степени из отрицательного числа извлечь не возможно (в этом случае говорят, что значение' такого корня мнимое).
16. Действие со степенями и корнями
Действие
Степень произведения . .
Степень частного (дроби)
Умножение степеней с одинаковыми показателями
Правило
(обе...)" = ап Ьп сп...
- ( Л - \ п ап
ы —
ап Ьп сп ... = (abc...)n
42 |
Алгебра |
Действие
Деление степеней с одина ковыми показателями . . . .
Умножение степеней с одинаковыми основаниями .
Деление степеней с одина ковыми основаниями . . . .
Возведение степени в сте
пень .............................................
Корень из произведения .
Корень из частного (дроби)
Умножение корней с оди наковыми показателями . . -
Деление корней с одинако выми показателями . . . .
Возведение корня в сте
пень .............................................
Извлечение корня из сте
пени .............................................
Извлечение корня из корня
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение |
|
|
|
|
|
|
|
Правило |
|
|||||
|
|
|
|
|
а 1 |
|
/ _£_\ я |
|
||||
|
|
|
|
7Г ~ ( ь ) |
|
|||||||
|
|
|
|
а |
т |
а |
п |
“ |
а |
т 4-п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
“ |
|
||||
а |
т . |
л |
|
|
а |
т |
|
|
т — п |
|
||
- |
в |
|
-------— = а |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<a m)n - |
атп |
|
|||||
|
п -------- |
|
П ----- и ----- Пг— |
|||||||||
|
у |
abc — у |
|
а |
у b у |
с |
||||||
|
|
|
|
л |
|
/ |
|
а |
|
|
У Т |
|
|
|
|
|
V ь~ у т |
|
|||||||
|
Пг— Пг--- П,----- |
f i r ----- |
||||||||||
|
у |
а |
|
у |
Ь |
у |
с |
*" у |
obc |
|||
|
|
|
|
П/— |
|
|
л |
|
Г |
|
||
|
|
|
|
V T |
|
|
¥ |
|
|
|
||
|
|
(ут)р |
|
|
|
|||||||
|
|
|
V 7 - |
|
< У Т У |
|
*
|
|
|
|
Алгебра |
|
|
|
|
|
|
43 |
17. |
Первая, нулевая, отрицательная н дробная степени |
||||||||||
Для таких степеней приняты следующие условия: |
|||||||||||
а1 = а |
(напр. З1 = |
3). |
|
число |
в |
нулевой |
|||||
о0 = |
1 |
(напр. 3° = |
1. «Всякое |
||||||||
степени дает единицу».) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
1 |
( напр. з ~ 2 = -^1 |
|
|
|||||
|
|
аг~п ~ а" |
|
|
|||||||
|
|
1 |
Я |
( напр. 3 2 |
=. Y |
3 ) |
|
||||
|
|
а /1 |
= / а |
|
|||||||
|
|
т |
|
/ |
2 |
|
|
|
\ |
|
|
|
|
а п |
|
1,напр. 3 5 |
= |/ З1) |
|
|
||||
|
|
т |
1 |
( |
|
2 |
|
|
1 |
|
|
|
|
п |
1 ... |
|
|
—5 |
1 |
|
|
||
|
|
|
|
1 напр. о |
|
|
г— |
|
|||
|
|
|
|
\ |
|
|
|
/ |
з*. |
|
|
|
18. |
Извлечение квадратного корня |
из чисел |
|
|||||||
П р и м е р : |
Извлечь квадратный |
корень |
из |
123904 |
|||||||
Р е ш е н и е : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
У \2 ' |
3 9 ' |
04 = 3 5 2 |
Разбиваем |
данное |
число на |
||||||
65 |
3 3'9 |
|
грани (справа, |
по |
две |
цифры): |
|||||
|
12'39'04. Из |
первой |
грани |
(12) |
|||||||
5 |
3 2 5 |
|
извлекаем |
корень |
точно |
или |
|||||
70 2 |
1 4 0 '4 |
приближенно ( V |
12 |
» |
3); |
полу |
|||||
|
2 |
14 0 |
4 |
ченное число |
(3) есть 1-я цифра |
||||||
|
|
|
|
искомого корня. |
Из 12 |
вычитаем |
*
44 |
|
Алгебра |
|
|
|
|
|
З2 и к остатку (3) |
приписываем |
следующую |
грань |
(39). |
|||
Затем |
удвоенную |
1-ю цифру (6) приписываем слева от по |
|||||
лученного числа (339), оставляя |
между |
обоими числами |
|||||
свободное место для еще |
одной цифры; |
оба |
числа |
отде |
|||
ляются |
друг от |
друга |
вертикальной |
черточкой. |
Деля |
число десятков (33) полученного числа (339) на 6, полу чаем 2-ю цифру (5) искомого корня (она может быть и ну
лем). Ее записывают |
|
в трех |
местах — в |
ответе, |
рядом |
с цифрой 6 и ниже; |
полученные слева от черты два числа |
||||
перемножаются (65-5 |
= |
325) и складываются (65 + |
5=70). |
||
Произведение вычитаем |
из 339 |
и к остатку |
(14) приписы |
ваем следующую грань (04). (Если окажется, что вычитае мое больше уменьшаемого, то вторую цифру корня берут на единицу меньше). Для нахождения третьей цифры де
лим число десятков (140) |
полученного |
числа |
(1404) |
на |
|||
предыдущую сумму (65 + 5 = 70); в данном примере |
3-я |
||||||
цифра — 2, а в |
последнем |
остатке мы |
получили |
нуль. |
|||
Таким образом, |
число |
352 |
является точным |
значением |
|||
квадратного корня из |
123 904. В других |
примерах |
корень |
может заключать и больше цифр; нахождение дальнейших
цифр происходит подобным же образом. |
нулю, то |
это |
||||||
Если бы получился остаток, не |
равный |
|||||||
означало |
бы, что подкоренное число не представляет |
|||||||
точного квадрата. |
Так, если извлечь |
квадратный корень |
||||||
из 123 909, то получим остаток 5, |
а |
потому 352 будет не |
||||||
точным, |
а приближенным значением У 123 909, |
что |
запи |
|||||
сывается |
так: |
У |
123 909 яг 352. |
|
|
|
|
|
19. |
Извлечение квадратного корня с заданной |
|
||||||
|
|
|
точностью |
|
|
|
|
|
П р и м е р : |
Вычислить | / 9511 956 |
с |
точностью |
|||||
до 0,01. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Алгебра |
|
45 |
||
Р е ш е н и е : |
|
|
|
|
|
|
|
У 9' 5 |
1' |
1 |
9' 5 6 = |
3 0 8 4,1 4 |
|||
9 |
5 |
1 |
1' |
9 |
|
|
|
608 |
|
|
|
||||
8 |
4 8 6 |
4 |
|
|
|
||
61 64 |
|
|
2 5 5 5 ' 6 |
|
|
||
4 |
|
2 4 6 5 |
6 |
|
|
||
6 1 6 8 |
1 |
|
9 0 0 0' 0 |
|
|||
|
1 |
|
6 1 6 8 |
1 |
|
||
6 1 6 8 2 4 |
|
28 3 1 9 0 ' 0 |
|||||
|
|
4 |
24 |
6 7 2.9 |
6 |
||
|
|
|
|
3 |
6 4 6 0 |
4 |
20. Простой способ извлечения квадратного корня
Пусть требуется извлечь корень из какого-нибудь чис ла, например 10. Нетрудно видеть, что искомый кбрень будет больше 3. Так как подкоренное количество равно произведению двух своих квадратных корней, то если один из них х будет по недостатку, то другой у будет по избытку:
ху = 10,
Внашем случае х = 3, следовательно
Истинный корень заключается между обоими этими значениями; положим, что он будет равен среднему арифме
46 |
Алгебра |
|
тическому от них; тогда: |
|
|
к т о = -g-(* + л = |
(з + 3 4 " ) = з 1 /в - |
|
Если |
мы хотим получить |
еще более точное значение, |
то поступаем с найденным значением точно так же:
У ~ м = ~2~(3_6 " + 3vr) = _2'(3-6- + Зтэ)==3-162-
Для инженерных расчетов первое приближение бывает, однако, вполне достаточным.
21.Квадратные уравнения
Квадратное уравнение с одним неизвестным после алгебраических преобразований может быть представлено в виде
ах2 -|- Ьх + с = О
или в так называемой приведенной форме (если а — 1):
хг + рх + q = 0.
Если коэффициенты Ь или с равны нулю, квадратное уравнение называется неполным.
Квадратное уравнение может иметь два решения, одно (в этом случае говорят, что оба решения совпадают) или — ни одного (в этом случае говорят, что решения мнимые).
Алгебра |
47 |
22.Формулы решения квадратных уравнений
Вид уравнения
По л н ы е
кв а д р а т н ы е
ур а в н е н и я :
ахг + Ъх + с = 0 (общий вид)
д? + рх + q = 0
(приведенное уравне ние)
Н е п о л н ы е
кв а д р а т н ы е у р а в н е н и я :
ахг + с = 0
ах3 + Ьх = 0
Формула решения
„ — b ± W — 4ас 1 2а
или
- 4 |
* V ( 4 ) - - |
*12 = |
а |
(Эту формулу удобно применять, если b — четное число).
f ± У Ш * - «
(Эту формулу удобно применять, если — четное число).
■*1,2= ± ) / " -----~
х. = 0. x, = - ±
48 |
Алгебра |
23.Действительные и мнимые решения квадратных
|
|
|
уравнений |
|
|
|
|
||
а) Для полного |
квадратного уравнения. |
имеет |
|||||||
Если |
Ь”— 4ас > 0, |
то |
квадратное |
уравнение |
|||||
два действительных различных решения. |
|
|
|
||||||
Н а п р и м е р : 2х2 + х — 1 = 0; |
|
|
|
||||||
|
1 ± V 1 + 8 |
|
1 ± 3 . |
_ |
|
1 |
|
||
|
|
|
|
|
1 — |
,ЛС1- |
- |
г ’ **” |
|
Если |
62 — 4ас = |
0, |
то |
квадратное |
уравнение |
имеет |
|||
два действительных |
одинаковых решения |
(«два решения |
|||||||
совпадают»). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н а п р и м е р : х2— 6х + 9 = 0; |
|
|
|
|
|||||
|
г |
_ |
6 ± |
у 36 - 36 |
|
|
|
||
Если |
Ь2— 4ас < 0, |
то |
квадратное |
уравнение |
имеет |
||||
два мнимых решения. |
|
|
|
|
|
|
|||
Н а п р и м е р : Зх2— х + 5 = 0; |
|
|
|
|
|||||
|
* _ 1 ± ] /Г ^ б О _ 1 ± У ^ 5 Г |
|
|||||||
|
-------------e— |
;----------- 6— |
|
|
|||||
б) |
Для |
неполного |
квадратного |
уравнения |
1-го ро |
||||
(ах2-j- с = 0). Если |
а и с разных знаков, |
то оба решения, |
|||||||
действительные. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н а п р и м е р : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4*2 — 9 = |
0; |
= ± |
] / - | - = |
± |
4 " |
|
Если а и с одинаковых знаков, то оба решения мни мые.
|
|
|
|
|
Алгебра |
|
|
49 |
||
Н а п р и м е р : |
4х2 + |
9 = |
0; |
х из |
— ± |
у — -JL. |
||||
в) |
|
Неполное квадратное |
уравнение |
2-го |
рода (ад:2 + |
|||||
+ Ьх = 0) |
имеет |
всегда |
два |
действительных |
решения, |
|||||
одно из них — нуль. |
|
|
|
|
|
|
||||
|
24. |
Свойства корней квадратного |
уравнения |
|||||||
Если |
х1 |
и |
х« — корни |
квадратного |
уравнения |
|||||
ах2 + |
Ьх + с = |
0, |
то |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*1 + |
|
|
Ъ |
|
|
|
|
|
|
|
*2 — — д |
|
|
|
|||
|
|
|
|
Xj • ха = |
+ |
— . |
|
|
||
В |
частном |
случае, если |
а = 1 |
(приведенная форма |
||||||
х2 + |
рх + |
q = |
0), |
то |
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
*1 + *2 = |
— Р |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*1■* 2 = + <7 -
Этими формулами удобно пользоваться для проверки решения квадратного уравнения, а также для составле ния квадратного уравнения по заданным его корням.
25. Разложение трехчлена 2-й степени на множители
Если х1 и х 2— корни трехчлена 2-й степени ах2 +
+ |
Ьх + |
с |
(т. е. корни квадратного уравнения ах2 + 6x 4 - |
+ |
с = |
0), |
то |
|
|
|
ах2+ Ьх + с = а (х — х,) (х — Х+ |