2

Корень (кубический, квадратный) в степени: решения, таблицы, примеры

Оглавление:

  • Степень с натуральным показателем
  • Степень с целым показателем
  • Кубический корень
  • Корень -ной степени
  • Сравнение арифметических корней
  • Как избавиться от иррациональности в знаменателе
  • Степенью называется выражение вида .

    Здесь  — основание степени,  — показатель степени.

    к оглавлению ▴

    Степень с натуральным показателем

    Проще всего определяется степень с натуральным (то есть целым положительным) показателем.

    По определению, .

    Выражения «возвести в квадрат» и «возвести в куб» нам давно знакомы.
    Возвести число в квадрат — значит умножить его само на себя.

    .

    Возвести число в куб — значит умножить его само на себя три раза.

    .

    Возвести число в натуральную степень  — значит умножить его само на себя раз:

    к оглавлению ▴

    Степень с целым показателем

    Показатель степени может быть не только натуральным (то есть целым положительным), но и равным нулю, а также целым отрицательным.

    По определению,

    .

    Это верно для . Выражение 00 не определено.

    Определим также, что такое степень с целым отрицательным показателем.

    Конечно, все это верно для , поскольку на ноль делить нельзя.

    Например,

    Заметим, что при возведении в минус первую степень дробь переворачивается.

    Показатель степени может быть не только целым, но и дробным, то есть рациональным числом. В статье «Числовые множества» мы говорили, что такое рациональные числа. Это числа, которые можно записать в виде дроби , где  — целое,  — натуральное.

    Здесь нам понадобится новое понятие — корень -степени. Корни и степени — две взаимосвязанные темы. Начнем с уже знакомого вам арифметического квадратного корня.

    Определение.

    Арифметический квадратный корень из числа  — это такое неотрицательное число, квадрат которого равен .

    Согласно определению,

    В школьной математике мы извлекаем корень только из неотрицательных чисел. Выражение    для нас сейчас имеет смысл только при .

    Выражение всегда неотрицательно, т.е. . Например, .

    Свойства арифметического квадратного корня:

     

    Запомним важное правило:

    По определению, .

    к оглавлению ▴

    Кубический корень

    Аналогично, кубический корень из  — это такое число, которое при возведении в третью степень дает число .

    Например, , так как ;

    , так как ;

    , так как .

    Обратите внимание, что корень третьей степени можно извлекать как из положительных, так и из отрицательных чисел.

    Теперь мы можем дать определение корня -ной степени для любого целого .

    к оглавлению ▴

    Корень -ной степени

    Корень -ной степени из числа  — это такое число, при возведении которого в -ную степень получается число .

    Например,

    Заметим, что корень третьей, пятой, девятой — словом, любой нечетной степени, — можно извлекать как из положительных, так и из отрицательных чисел.

    Квадратный корень, а также корень четвертой, десятой, в общем, любой четной степени можно извлекать только из неотрицательных чисел.

    Итак, — такое число, что . Оказывается, корни можно записывать в виде степеней с рациональным показателем. Это удобно.

    По определению,

    в общем случае .

    Сразу договоримся, что основание степени больше 0.

    Например,

    Выражение по определению равно .

    При этом также выполняется условие, что больше 0.

    Например,

    Запомним правила действий со степенями:

    — при перемножении степеней показатели складываются;

    — при делении степени на степень показатели вычитаются;

    — при возведении степени в степень показатели перемножаются;

    Покажем, как применяются эти формулы в заданиях ЕГЭ по математике:

    1.

    Внесли все под общий корень, разложили на множители, сократили дробь и извлекли корень.

    2.

    3.

    Здесь мы записали корни в виде степеней и использовали формулы действий со степенями.
    4. Найдите значение выражения при

    Решение:

    При получим

    Ответ: -0,5.

    5. Найдите значение выражения при

    Решение:

    При a = 12 получим

    Мы воспользовались свойствами степеней.

    Ответ: 144.

    6. Найдите значение выражения при b = — 5.

    Решение:

    При b = — 5 получим:

    Ответ: -125.

    7. Расположите в порядке возрастания:

    Решение:

    Запишем выражения как степени с положительным показателем и сравним.

    Так как то

    Так как то

    Сравним и для этого оценим их разность:

    значит

    Получим : поэтому

    Ответ:

    8. Представьте выражение в виде степени:

    Решение:

    Вынесем за скобку степень с меньшим показателем:

    Ответ:

    9. Упростите выражение:

    Решение:

    Приведем основания 6 и 12 к основаниям 2 и 3:

    (выполним деление степеней с одинаковыми основаниями)

    Ответ: 0,25.

    10. Чему равно значение выражения при ?

    Решение:

    При получим

    Ответ: 9.

    к оглавлению ▴

    Сравнение арифметических корней

    11. Какое из чисел больше: или ?

    Решение:

    Возведем в квадрат оба числа (числа положительные):

    Найдем разность полученных результатов:

    так как

    Значит, первое число больше второго.

    Ответ:

    к оглавлению ▴

    Как избавиться от иррациональности в знаменателе

    Если дана дробь вида то нужно умножить числитель и знаменатель дроби на :

    Тогда знаменатель станет рациональным.

    Если дана дробь вида или то нужно умножить числитель и знаменатель дроби на сопряженное выражение, чтобы получить в знаменателе разность квадратов.

    Сопряженные выражения — это выражения, отличающиеся только знаками. Например,

    и и — сопряженные выражения.

    Пример:

    12. Вот несколько примеров — как избавиться от иррациональности в знаменателе:

    Пример 1.

    Пример 2.

    Пример 3.

    Пример 4.

    Совет. Если в знаменателе дана сумма двух корней, то в разности первым числом пишите то, которое больше, и тогда разность квадратов корней будет положительным числом.

    Пример 5.

    13. Сравните и

    1)

    2) Сравним и 14.

    то и а значит,

    Ответ: меньше.

    к оглавлению ▴

    Как упрощать иррациональные выражения, пользуясь формулами сокращенного умножения

    Покажем несколько примеров.

    14. Упростите: выражения:

    Пример 5.

    т.к.

    Пример 6.

    Пример 7.

    так как

    Следующие несколько задач решаются с помощью формулы:

    Решение:

    Получим уравнение

    Ответ:

    19. Вычислите значение выражения:

    Решение:

    Ответ: 1.

    20. Вычислите значение выражения:

    Решение:

    Ответ: 1.

    21. Вычислите значение выражения: если

    Решение.

    Если то следовательно

    Ответ: — 1.

    22. Вычислите:

    Решение:

    Ответ: 1.

    Рассмотрим уравнение вида где

    Это равенство выполняется, только если

    Подробно об таких уравнениях — в статье «Показательные уравнения».

    При решении уравнений такого вида мы пользуемся монотонностью показательной функции.

    23. Решите уравнение:

    а)

    б)

    в)

    Решение.

    23. Решите уравнение:

    Решение:

    тогда

    Ответ: -1.

    24. Решите уравнение:

    Решение:

    Ответ: 4.

    25. Решите уравнение:

    Решение:

    Значит,

    Ответ: -0,2.

    Если вы хотите разобрать большее количество примеров — записывайтесь на курсы подготовки к ЕГЭ по математике онлайн

    Благодарим за то, что пользуйтесь нашими статьями.