Площадь квадратного участка земли равна 81 дм². Найти его сторону. Предположим, что длина стороны квадрата равна х дециметрам. Тогда площадь участка равна х ² квадратным дециметрам. Так как по условию эта площадь равна 81 дм², то х ² = 81. Длина стороны квадрата — положительное число. Положительным числом, квадрат которого равен 81, является число 9. При решении задачи требовалось найти число х, квадрат которого равен 81, т. е. решить уравнение х ² = 81. Это уравнение имеет два корня: x 1 = 9 и x 2 = — 9, так как 9² = 81 и (- 9)² = 81. Оба числа 9 и — 9 называют квадратными корнями из числа 81.
Заметим, что один из квадратных корней х = 9 является положительным числом. Его называют арифметическим квадратным корнем из числа 81 и обозначают √81, таким образом √81 = 9.
Арифметическим квадратным корнем из числа а называется неотрицательное число, квадрат которого равен а .
Например, числа 6 и — 6 являются квадратными корнями из числа 36. При этом число 6 является арифметическим квадратным корнем из 36, так как 6 — неотрицательное число и 6² = 36. Число — 6 не является арифметическим корнем.
Арифметический квадратный корень из числа а обозначается так: √а.
Знак называется знаком арифметического квадратного корня; а — называется подкоренным выражением. Выражение √а читается так: арифметический квадратный корень из числа а. Например, √36 = 6, √0 = 0, √0,49 = 0,7. В тех случаях, когда ясно, что речь идет об арифметическом корне, кратко говорят: «корень квадратный из а «.
Действие нахождения квадратного корня из числа называют извлечением квадратного корня. Это действие является обратным к возведению в квадрат.
Возводить в квадрат можно любые числа, но извлекать квадратные корни можно не из любого числа. Например, нельзя извлечь квадратный корень из числа — 4. Если бы такой корень существовал, то, обозначив его буквой х , мы получили бы неверное равенство х² = — 4, так как слева стоит неотрицательное число, а справа отрицательное.
Выражение √а имеет смысл только при а ≥ 0. Определение квадратного корня можно кратко записать так: √а ≥ 0, (√а )² = а . Равенство (√а )² = а справедливо при а ≥ 0. Таким образом, чтобы убедиться в том, что квадратный корень из неотрицательного числа а равен b , т. е. в том, что √а =b , нужно проверить, что выполняются следующие два условия: b ≥ 0, b ² = а.
Квадратный корень из дроби
Вычислим . Заметим, что √25 = 5, √36 = 6, и проверим выполняется ли равенство .
Так как 
и , то равенство верно. Итак, 
.
Теорема:
Если а
≥ 0 и b
> 0, то т. е. корень из дроби равен корню из числителя, деленному на корень из знаменателя. Требуется доказать, что: и 
.
Так как √а ≥0 и √b > 0, то .
По свойству возведения дроби в степень и определению квадратного корня 
теорема доказана. Рассмотрим несколько примеров.
Вычислить , по доказанной теореме 
.
Второй пример: Доказать, что 
, если а
≤ 0, b
< 0. 
.
Еще примерчик: Вычислить .
.
Преобразование квадратных корней
Вынесение множителя из-под знака корня. Пусть дано выражение . Если а ≥ 0 и b ≥ 0, то по теореме о корне из произведения можно записать:
Такое преобразование называется вынесение множителя из под знака корня. Рассмотрим пример;
Вычислить при х = 2. Непосредственная подстановка х = 2 в подкоренное выражение приводит к сложным вычислениям. Эти вычисления можно упростить, если вначале вынести из-под знака корня множители: . Подставив теперь х = 2, получим:.
Итак, при вынесении множителя из-под знака корня представляют подкоренное выражение в виде произведения, в котором один или несколько множителей являются квадратами неотрицательных чисел. Затем применяют теорему о корне из произведения и извлекают корень из каждого множителя. Рассмотрим пример: Упростить выражение А = √8 + √18 — 4√2 вынося в первых двух слагаемых множители из-под знака корня, получим:. Подчеркнем, что равенство 
справедливо только при а
≥ 0 и b
≥ 0. если же а
< 0, то .
В этой статье мы введем понятие корня из числа . Будем действовать последовательно: начнем с квадратного корня, от него перейдем к описанию кубического корня, после этого обобщим понятие корня, определив корень n-ой степени. При этом будем вводить определения, обозначения, приводить примеры корней и давать необходимые пояснения и комментарии.
Квадратный корень, арифметический квадратный корень
Чтобы понять определение корня из числа, и квадратного корня в частности, нужно иметь . В этом пункте мы часто будем сталкиваться со второй степенью числа - квадратом числа.
Начнем с определения квадратного корня .
Определение
Квадратный корень из числа a - это число, квадрат которого равен a .
Чтобы привести примеры квадратных корней , возьмем несколько чисел, например, 5 , −0,3 , 0,3 , 0 , и возведем их в квадрат, получим соответственно числа 25 , 0,09 , 0,09 и 0 (5 2 =5·5=25 , (−0,3) 2 =(−0,3)·(−0,3)=0,09 , (0,3) 2 =0,3·0,3=0,09 и 0 2 =0·0=0 ). Тогда по данному выше определению число 5 является квадратным корнем из числа 25 , числа −0,3 и 0,3 есть квадратные корни из 0,09 , а 0 – это квадратный корень из нуля.
Следует отметить, что не для любого числа a существует , квадрат которого равен a . А именно, для любого отрицательного числа a не существует ни одного действительного числа b , квадрат которого равнялся бы a . В самом деле, равенство a=b 2 невозможно для любого отрицательного a , так как b 2 – неотрицательное число при любом b . Таким образом, на множестве действительных чисел не существует квадратного корня из отрицательного числа . Иными словами, на множестве действительных чисел квадратный корень из отрицательного числа не определяется и не имеет смысла.
Отсюда вытекает логичный вопрос: «А для любого ли неотрицательного a существует квадратный корень из a »? Ответ – да. Обоснованием этого факта можно считать конструктивный способ, используемый для нахождения значения квадратного корня .
Тогда встает следующий логичный вопрос: «Каково число всех квадратных корней из данного неотрицательного числа a – один, два, три, или еще больше»? Вот ответ на него: если a равно нулю, то единственным квадратным корнем из нуля является нуль; если же a – некоторое положительное число, то количество квадратных корней из числа a равно двум, причем корни являются . Обоснуем это.
Начнем со случая a=0 . Сначала покажем, что нуль действительно является квадратным корнем из нуля. Это следует из очевидного равенства 0 2 =0·0=0 и определения квадратного корня.
Теперь докажем, что 0 – единственный квадратный корень из нуля. Воспользуемся методом от противного. Предположим, что существует некоторое число b , отличное от нуля, которое является квадратным корнем из нуля. Тогда должно выполняться условие b 2 =0 , что невозможно, так как при любом отличном от нуля b значение выражения b 2 является положительным. Мы пришли к противоречию. Это доказывает, что 0 – единственный квадратный корень из нуля.
Переходим к случаям, когда a – положительное число. Выше мы сказали, что всегда существует квадратный корень из любого неотрицательного числа, пусть квадратным корнем из a является число b . Допустим, что существует число c , которое тоже является квадратным корнем из a . Тогда по определению квадратного корня справедливы равенства b 2 =a и c 2 =a , из них следует, что b 2 −c 2 =a−a=0 , но так как b 2 −c 2 =(b−c)·(b+c) , то (b−c)·(b+c)=0 . Полученное равенство в силу свойств действий с действительными числами возможно лишь тогда, когда b−c=0 или b+c=0 . Таким образом, числа b и c равны или противоположны.
Если же предположить, что существует число d , являющееся еще одним квадратным корнем из числа a , то рассуждениями, аналогичными уже приведенным, доказывается, что d равно числу b или числу c . Итак, число квадратных корней из положительного числа равно двум, причем квадратные корни являются противоположными числами.
Для удобства работы с квадратными корнями отрицательный корень «отделяется» от положительного. С этой целью вводится определение арифметического квадратного корня .
Определение
Арифметический квадратный корень из неотрицательного числа a – это неотрицательное число, квадрат которого равен a .
Для арифметического квадратного корня из числа a принято обозначение . Знак называется знаком арифметического квадратного корня. Его также называют знаком радикала. Поэтому можно часть слышать как «корень», так и «радикал», что означает один и тот же объект.
Число под знаком арифметического квадратного корня называют подкоренным числом , а выражение под знаком корня – подкоренным выражением , при этом термин «подкоренное число» часто заменяют на «подкоренное выражение». Например, в записи число 151 – это подкоренное число, а в записи выражение a является подкоренным выражением.
При чтении слово «арифметический» часто опускается, например, запись читают как «квадратный корень из семи целых двадцати девяти сотых». Слово «арифметический» произносят лишь тогда, когда хотят особо подчеркнуть, что речь идет именно о положительном квадратном корне из числа.
В свете введенного обозначения из определения арифметического квадратного корня следует, что и для любого неотрицательного числа a .
Квадратные корни из положительного числа a с помощью знака арифметического квадратного корня записываются как и . Например, квадратные корни из числа 13 есть и . Арифметический квадратный корень из нуля равен нулю, то есть, . Для отрицательных чисел a записи мы не будем придавать смысла вплоть до изучения комплексных чисел . Например, лишены смысла выражения и .
На базе определения квадратного корня доказываются свойства квадратных корней , которые часто применяются на практике.
В заключение этого пункта заметим, что квадратные корни из числа a являются решениями вида x 2 =a относительно переменной x .
Кубический корень из числа
Определение кубического корня из числа a дается аналогично определению квадратного корня. Только оно базируется на понятии куба числа, а не квадрата.
Определение
Кубическим корнем из числа a называется число, куб которого равен a .
Приведем примеры кубических корней
. Для этого возьмем несколько чисел, например, 7
, 0
, −2/3
, и возведем их в куб: 7 3 =7·7·7=343
, 0 3 =0·0·0=0
, 
. Тогда, основываясь на определении кубического корня, можно утверждать, что число 7
– это кубический корень из 343
, 0
есть кубический корень из нуля, а −2/3
является кубическим корнем из −8/27
.
Можно показать, что кубический корень из числа a , в отличие от квадратного корня, всегда существует, причем не только для неотрицательных a , но и для любого действительного числа a . Для этого можно использовать тот же способ, о котором мы упоминали при изучении квадратного корня.
Более того, существует только единственный кубический корень из данного числа a . Докажем последнее утверждение. Для этого отдельно рассмотрим три случая: a – положительное число, a=0 и a – отрицательное число.
Легко показать, что при положительном a кубический корень из a не может быть ни отрицательным числом, ни нулем. Действительно, пусть b является кубическим корнем из a , тогда по определению мы можем записать равенство b 3 =a . Понятно, что это равенство не может быть верным при отрицательных b и при b=0 , так как в этих случаях b 3 =b·b·b будет отрицательным числом либо нулем соответственно. Итак, кубический корень из положительного числа a является положительным числом.
Теперь предположим, что помимо числа b существует еще один кубический корень из числа a , обозначим его c . Тогда c 3 =a . Следовательно, b 3 −c 3 =a−a=0 , но b 3 −c 3 =(b−c)·(b 2 +b·c+c 2) (это формула сокращенного умножения разность кубов ), откуда (b−c)·(b 2 +b·c+c 2)=0 . Полученное равенство возможно только когда b−c=0 или b 2 +b·c+c 2 =0 . Из первого равенства имеем b=c , а второе равенство не имеет решений, так как левая его часть является положительным числом для любых положительных чисел b и c как сумма трех положительных слагаемых b 2 , b·c и c 2 . Этим доказана единственность кубического корня из положительного числа a .
При a=0 кубическим корнем из числа a является только число нуль. Действительно, если предположить, что существует число b , которое является отличным от нуля кубическим корнем из нуля, то должно выполняться равенство b 3 =0 , которое возможно лишь при b=0 .
Для отрицательных a можно привести рассуждения, аналогичные случаю для положительных a . Во-первых, показываем, что кубический корень из отрицательного числа не может быть равен ни положительному числу, ни нулю. Во-вторых, предполагаем, что существует второй кубический корень из отрицательного числа и показываем, что он обязательно будет совпадать с первым.
Итак, всегда существует кубический корень из любого данного действительного числа a , причем единственный.
Дадим определение арифметического кубического корня .
Определение
Арифметическим кубическим корнем из неотрицательного числа a называется неотрицательное число, куб которого равен a .
Арифметический кубический корень из неотрицательного числа a обозначается как , знак называется знаком арифметического кубического корня, число 3 в этой записи называется показателем корня . Число под знаком корня – это подкоренное число , выражение под знаком корня – это подкоренное выражение .
Хотя арифметический кубический корень определяется лишь для неотрицательных чисел a
, но удобно также использовать записи, в которых под знаком арифметического кубического корня находятся отрицательные числа. Понимать их будем так: , где a
– положительное число. Например, 
.
О свойствах кубических корней мы поговорим в общей статье свойства корней .
Вычисление значения кубического корня называется извлечением кубического корня, это действие разобрано в статье извлечение корней: способы, примеры, решения .
В заключение этого пункта скажем, что кубический корень из числа a является решением вида x 3 =a .
Корень n-ой степени, арифметический корень степени n
Обобщим понятие корня из числа – введем определение корня n-ой степени для n .
Определение
Корень n -ой степени из числа a – это число, n -я степень которого равна a .
Из данного определения понятно, что корень первой степени из числа a есть само число a , так как при изучении степени с натуральным показателем мы приняли a 1 =a .
Выше мы рассмотрели частные случаи корня n -ой степени при n=2 и n=3 – квадратный корень и кубический корень. То есть, квадратный корень – это корень второй степени, а кубический корень – корень третьей степени. Для изучения корней n -ой степени при n=4, 5, 6, … их удобно разделить на две группы: первая группа – корни четных степеней (то есть, при n=4, 6, 8, … ), вторая группа – корни нечетных степеней (то есть, при n=5, 7, 9, … ). Это связано с тем, что корни четных степеней аналогичны квадратному корню, а корни нечетных степеней – кубическому. Разберемся с ними по очереди.
Начнем с корней, степенями которых являются четные числа 4, 6, 8, … Как мы уже сказали, они аналогичны квадратному корню из числа a . То есть, корень любой четной степени из числа a существует лишь для неотрицательного a . Причем, если a=0 , то корень из a единственный и равен нулю, а если a>0 , то существует два корня четной степени из числа a , причем они являются противоположными числами.
Обоснуем последнее утверждение. Пусть b – корень четной степени (обозначим ее как 2·m , где m – некоторое натуральное число) из числа a . Предположим, что существует число c – еще один корень степени 2·m из числа a . Тогда b 2·m −c 2·m =a−a=0 . Но мы знаем вида b 2·m −c 2·m = (b−c)·(b+c)· (b 2·m−2 +b 2·m−4 ·c 2 +b 2·m−6 ·c 4 +…+c 2·m−2) , тогда (b−c)·(b+c)· (b 2·m−2 +b 2·m−4 ·c 2 +b 2·m−6 ·c 4 +…+c 2·m−2)=0 . Из этого равенства следует, что b−c=0 , или b+c=0 , или b 2·m−2 +b 2·m−4 ·c 2 +b 2·m−6 ·c 4 +…+c 2·m−2 =0 . Первые два равенства означают, что числа b и c равны или b и c – противоположны. А последнее равенство справедливо лишь при b=c=0 , так как в его левой части находится выражение, которое неотрицательно при любых b и c как сумма неотрицательных чисел.
Что касается корней n -ой степени при нечетных n , то они аналогичны кубическому корню. То есть, корень любой нечетной степени из числа a существует для любого действительного числа a , причем для данного числа a он является единственным.
Единственность корня нечетной степени 2·m+1 из числа a доказывается по аналогии с доказательством единственности кубического корня из a . Только здесь вместо равенства a 3 −b 3 =(a−b)·(a 2 +a·b+c 2) используется равенство вида b 2·m+1 −c 2·m+1 = (b−c)·(b 2·m +b 2·m−1 ·c+b 2·m−2 ·c 2 +… +c 2·m) . Выражение в последней скобке можно переписать как b 2·m +c 2·m +b·c·(b 2·m−2 +c 2·m−2 + b·c·(b 2·m−4 +c 2·m−4 +b·c·(…+(b 2 +c 2 +b·c)))) . Например, при m=2 имеем b 5 −c 5 =(b−c)·(b 4 +b 3 ·c+b 2 ·c 2 +b·c 3 +c 4)= (b−c)·(b 4 +c 4 +b·c·(b 2 +c 2 +b·c)) . Когда a и b оба положительны или оба отрицательны их произведение является положительным числом, тогда выражение b 2 +c 2 +b·c , находящееся в скобках самой высокой степени вложенности, является положительным как сумма положительных чисел. Теперь, продвигаясь последовательно к выражениям в скобках предыдущих степеней вложенности, убеждаемся, что они также положительны как суммы положительных чисел. В итоге получаем, что равенство b 2·m+1 −c 2·m+1 = (b−c)·(b 2·m +b 2·m−1 ·c+b 2·m−2 ·c 2 +… +c 2·m)=0 возможно только тогда, когда b−c=0 , то есть, когда число b равно числу c .
Пришло время разобраться с обозначениями корней n -ой степени. Для этого дается определение арифметического корня n -ой степени .
Определение
Арифметическим корнем n -ой степени из неотрицательного числа a называется неотрицательное число, n -я степень которого равна a .
Понятие квадратного корня из неотрицательного числа
Рассмотрим уравнение х2 = 4. Решим его графически. Для этого в одной системе координат построим параболу у = х2 и прямую у = 4 (рис. 74). Они пересекаются в двух точках А (- 2; 4) и B(2; 4). Абсциссы точек А и В являются корнями уравнения х2 = 4. Итак, х1 = - 2, х2 = 2.
Рассуждая точно так же, находим корни уравнения х2 = 9 (см. рис. 74): x1 = - 3, х2 = 3.
А теперь попробуем решить уравнение х2 = 5; геометрическая иллюстрация представлена на рис. 75. Ясно, что это уравнение имеет два корня х1 и х2, причем эти числа, как и в двух предыдущих случаях, равны по абсолютной величине и противоположны по знаку (х1 - - х2)- Но в отличие от предыдущих случаев, где корни уравнения были найдены без труда (причем их можно было найти и не пользуясь графиками), с уравнением х2 = 5 дело обстоит не так: по чертежу мы не можем указать значения корней, можем только установить, что один корень располагается чуть левее точки - 2, а второй - чуть правее точки 2.
Но тут нас ждет неприятный сюрприз. Оказывается, нет такой дроби DIV_ADBLOCK32">
Предположим, что имеется такая несократимая дробь , для которой выполняется равенство https://pandia.ru/text/78/258/images/image007_16.jpg" alt=".jpg" width="55" height="36"> , т. е. m2 = 5n2. Последнее равенство означает, что натуральное число m2 делится без остатка на 5 (в частном получится п2).
Следовательно, число m2 оканчивается либо цифрой 5, либо цифрой 0. Но тогда и натуральное число m оканчивается либо цифрой 5, либо цифрой 0, т. е. число m делится на 5 без остатка. Иными словами, если число т разделить на 5, то в частном получится какое-то натуральное число k. Это значит, что m = 5k.
А теперь смотрите:
Подставим 5k вместо m в первое равенство:
(5k)2 = 5n2, т. е. 25k2 = 5n2 или n2 = 5k2.
Последнее равенство означает, что число. 5n2 делится на 5 без остатка. Рассуждая, как и выше, приходим к выводу о том, что и число n делится на 5 без остатка .
Итак, m делится на 5, n делится на 5, значит, дробь можно сократить (на 5). Но ведь мы предполагали, что дробь несократимая. В чем же дело? Почему, правильно рассуждая, мы пришли к абсурду или, как чаще говорят математики, получили противоречие"! Да потому, что неверной была исходная посылка, будто бы существует такая несократимая дробь , для которой выполняется равенство ).
Если в результате правельных рассуждений приходим к противоречию с условием, то делаем вывод: наше предположение неверно, значит, верно то, что требовалось доказать.
Итак, располагая только рациональными числами (а других чисел мы с вами пока не знаем), уравнение х2= 5 мы решить не сможем.
Встретившись впервые с подобной ситуацией, математики поняли, что надо придумать способ ее описания на математическом языке. Они ввели в рассмотрение новый символ , который назвали квадратным корнем, и с помощью этого символа корни уравнения х2 = 5 записали так: ). Теперь для любого уравнения вида х2 = а, где а > О, можно найти корни - ими являются числа https://pandia.ru/text/78/258/images/image012_6.jpg" alt=".jpg" width="32" height="31"> не целое и не дробь.
Значит, не рациональное число, это число новой природы, о таких числах мы специально поговорим позднее, в главе 5.
Пока лишь отметим, что новое число находится между числами 2 и 3, поскольку 22 = 4, а это меньше, чем 5; З2 = 9, а это больше, чем 5. Можно уточнить:
Еще раз обратите внимание: в таблице фигурируют только положительные числа, поскольку это оговорено в определении квадратного корня. И хотя, например, = 25 - верное равенство, перейти от него к записи с использованием квадратного корня (т. е. написать, что..jpg" alt=".jpg" width="42" height="30"> - положительное число, значит, https://pandia.ru/text/78/258/images/image025_3.jpg" alt=".jpg" width="35" height="28"> . Ясно лишь, что оно больше, чем 4, но меньше, чем 5, поскольку42 = 16 (это меньше, чем 17), а 52 = 25 (это больше, чем 17).
Впрочем, приближенное значение числа можно найти с помощью микрокалькулятора
, который содержит операцию извлечения квадратного корня; это значение равно 4,123.
Число , как и рассмотренное выше число » не является рациональным.
д) Вычислить нельзя, поскольку квадратный корень из отрицательного числа не существует; запись лишена смысла. Предложенное задание некорректно.
е) https://pandia.ru/text/78/258/images/image029_1.jpg" alt="Задание" width="80" height="33 id="> , поскольку 75 > 0 и 752 = 5625.
В простейших случаях значение квадратного корня вычисляется сразу:
https://pandia.ru/text/78/258/images/image031_2.jpg" alt="Задание" width="65" height="42 id=">
Решение.
Первый этап.
Нетрудно догадаться, что в ответе получится 50 с «хвостиком». В самом деле, 502 = 2500, а 602 = 3600, число же 2809 находится между числами 2500 и 3600.
Рассмотрим уравнение х 2 = 4. Решим его графически. Для этого в одной системе координат построим параболу у = х 2 и прямую у = 4 (рис. 74). Они пересекаются в двух точках А (- 2; 4) и B(2; 4). Абсциссы точек А и В являются корнями уравнения х 2 = 4. Итак, х 1 = - 2, х 2 = 2.
Рассуждая точно так же, находим корни уравнения х 2 = 9 (см. рис. 74): x 1 = - 3, х 2 = 3.
А теперь попробуем решить уравнение х 2 = 5; геометрическая иллюстрация представлена на рис. 75. Ясно, что это уравнение имеет два корня х 1 и х 2 , причем эти числа, как и в двух предыдущих случаях, равны по абсолютной величине и противоположны по знаку (х 1 — - х 2)- Но в отличие от предыдущих случаев, где корни уравнения были найдены без труда (причем их можно было найти и не пользуясь графиками), с уравнением х 2 = 5 дело обстоит не так: по чертежу мы не можем указать значения корней, можем только установить, что один корень располагается чуть левее точки - 2, а второй — чуть правее
точки 2.
Что же это за число (точка), которое располагается чуть правее точки 2 и которое в квадрате дает 5? Ясно, что это не 3, так как З 2 = 9, т. е. получается больше, чем нужно (9 > 5).
Значит, интересующее нас число расположено между числами 2 и 3. Но между числами 2 и 3 находится бесконечное множество рациональных чисел, например 
и т. д. Может быть, среди них найдется такая дробь , что ? Тогда никаких проблем с уравнением х 2 — 5 у нас не будет, мы сможем написать, что 
Но тут нас ждет неприятный сюрприз. Оказывается, нет такой дроби , для которой выполняется равенство
Доказательство сформулированного утверждения довольно сложно. Тем не менее мы его приводим, поскольку оно красиво и поучительно, очень полезно попытаться его понять.
Предположим, что имеется такая несократимая дробь , для которой выполняется равенство . Тогда , т. е. m 2 = 5n 2 . Последнее равенство означает, что натуральное число m 2 делится без остатка на 5 (в частном получится п2).
Следовательно, число m 2 оканчивается либо цифрой 5, либо цифрой 0. Но тогда и натуральное число m оканчивается либо цифрой 5, либо цифрой 0, т.е. число m делится на 5 без остатка. Иными словами, если число т разделить на 5, то в частном получится какое-то натуральное число k. Это значит,
что m = 5k.
А теперь смотрите:
m 2 = 5n 2 ;
Подставим 5k вместо m в первое равенство:
(5k) 2 = 5n 2 , т. е. 25k 2 = 5n 2 или n 2 = 5k 2 .
Последнее равенство означает, что число. 5n 2 делится на 5 без остатка. Рассуждая, как и выше, приходим к выводу о том, что и число n делится на 5 без остатка.
Итак, m делится на 5, n делится на 5, значит, дробь можно сократить (на 5). Но ведь мы предполагали, что дробь несократимая. В чем же дело? Почему, правильно рассуждая, мы пришли к абсурду или, как чаще говорят математики, получили противоречие"! Да потому, что неверной была исходная посылка, будто бы существует такая несократимая дробь , для которой выполняется равенство
Отсюда делаем вывод: такой дроби нет.
Метод доказательства, который мы применили только что, называют в математике методом доказательства от противного. Суть его в следующем. Нам нужно доказать некоторое утверждение, а мы предполагаем, что оно не выполняется (математики говорят: «предположим противное» — не в смысле «неприятное», а в смысле «противоположное тому, что требуется").
Если в результате правельных рассуждений приходим к противоречию с условием, то делаем вывод: наше предположение неверно, значит, верно то, что требовалось доказать.
Итак, располагая только рациональными числами (а других чисел мы с вами пока не знаем), уравнение х 2 = 5 мы решить не сможем.
Встретившись впервые с подобной ситуацией, математики поняли, что надо придумать способ ее описания на математическом языке. Они ввели в рассмотрение новый символ , который назвали квадратным корнем, и с помощью этого символа корни уравнения х 2 = 5 записали так: 
чиется: «корень квадратный из 5"). Теперь для любого уравнения вида х 2 = а, где а > О, можно найти корни — ими являются числа 
, (рис. 76).
Еще раэ подчеркнем, что число не целое и не дробь.
Значит, не рациональное число, это число новой природы, о таких числах мы специально поговорим позднее, в главе 5.
Пока лишь отметим, что новое число находится между числами 2 и 3, поскольку 2 2 = 4, а это меньше, чем 5; З 2 = 9, а это больше, чем 5. Можно уточнить:
В самом деле, 2,2 2 = 4,84 < 5, а 2,3 2 = 5,29 > 5. Можно еще
уточнить: 
действительно, 2,23 2 = 4,9729 < 5, а 2,24 2 = 5,0176 > 5.
На практике обычно полагают, что число равно 2,23 или оно равно 2,24, только это не обычное равенство, а приближенное равенство, для обозначения которого используют символ ».
Итак, 
Обсуждая решение уравнения х 2 = а, мы столкнулись с довольно типичным для математики положением дел. Попадая в нестандартную, нештатную (как любят выражаться космонавты) ситуацию и не найдя выхода из нее с помощью известных средств, математики придумывают для впервые встретившейся им математической модели новый термин и новое обозначение (новый символ); иными словами, они вводят новое понятие, а затем изучают свойства этого
понятия. Тем самым новое понятие и его обозначение становятся достоянием математического языка. Мы действовали так же: ввели термин «корень квадратный из числа а», ввели символ для его обозначения, а чуть позднее изучим свойства нового понятия. Пока мы знаем лишь одно: если а > 0,
то — положительное число, удовлетворяющее уравнению х 2 = а. Иными словами, — это такое положительное число, при возведении которого в квадрат получается число а.
Поскольку уравнение х 2 = 0 имеет корень х = 0, условились считать, что
Теперь мы готовы дать строгое определение.
Определение.
Квадратным корнем из неотрицательного числа а называют такое неотрицательное число, квадрат которого равен а.
Это число обозначают , число а при этом называют подкоренным числом.
Итак, если а — неотрицательное число, то: 
Если а < О, то уравнение х 2 = а не имеет корней, говорить в этом случае о квадратном корне из числа а не имеет смысла.
Таким образом, выражение имеет смысл лишь при а > 0.
Говорят, что 
— одна и та же математическая модель (одна и та же зависимость между неотрицательными числами
(а и b), но только вторая описана на более простом языке, чем первая (использует более простые символы).
Операцию нахождения квадратного корня из неотрицательного числа называют извлечением квадратного корня. Эта операция является обратной по отношению к возведению в квадрат. Сравните:
Еще раз обратите внимание: в таблице фигурируют только положительные числа, поскольку это оговорено в определении квадратного корня. И хотя, например, (- 5) 2 = 25 — верное равенство, перейти от него к записи с использованием квадратного корня (т.е. написать, что.)
нельзя. По определению, . — положительное число, значит, 
.
Часто говорят не «квадратный корень», а «арифметический квадратный корень». Термин «арифметический» мы опускаем для краткости. 
Г) В отличие от предыдущих примеров мы не можем указать точное значение числа . Ясно лишь, что оно больше, чем 4, но меньше, чем 5, поскольку
4 2 = 16 (это меньше, чем 17), а 5 2 = 25 (это больше, чем 17).
Впрочем, приближенное значение числа можно найти с помощью микрокалькулятора, который содержит операцию извлечения квадратного корня; это значение равно 4,123.
Итак, 
Число , как и рассмотренное выше число » не является рациональным.
д) Вычислить нельзя, поскольку квадратный корень из отрицательного числа не существует; запись лишена смысла. Предложенное задание некорректно.
е) , так как 31 > 0 и 31 2 = 961. В подобных случаях приходится использовать таблицу квадратов натуральных чисел или микрокалькулятор.
ж) , поскольку 75 > 0 и 75 2 = 5625.
В простейших случаях значение квадратного корня вычисляется сразу: и т. д. В более сложных случаях приходится использовать таблицу квадратов чисел или проводить вычисления с помощью микрокалькулятора. А как быть, если под рукой нет ни таблицы, ни калькулятора? Ответим на этот вопрос, решив следующий пример.
Пример 2.
Вычислить
Решение.
Первый этап.
Нетрудно догадаться, что в ответе получится 50 с «хвостиком». В самом деле, 50 2 = 2500, а 60 2 = 3600, число же 2809 находится между числами 2500 и 3600.
Второй этап.
Найдем «хвостик», т.е. последнюю цифру искомого числа. Пока мы знаем, что если корень извлекается, то в ответе может получиться 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 или 59. Проверить надо только два числа: 53 и 57, поскольку только они при возведении в квадрат дадут в результате четырехзначное число, оканчивающееся цифрой 9, т. е. той же цифрой, которой оканчивается число 2809.
Имеем 532 = 2809 — это то, что нам нужно (нам повезло, мы сразу попали в «яблочко»). Значит, = 53.
Ответ:
53
Пример 3.
Катеты прямоугольного треугольника равны 1 см и 2 см. Чему равна гипотенуза треугольника? (рис.77)
Решение.
Воспользуемся известной из геометрии теоремой Пифагора: сумма квадратов длин катетов прямоугольного треугольника равна квадрату длины его гипотенузы, т. е. а 2 + b 2 = с 2 , где а, b — катеты, с — гипотенуза прямоугольного треугольника.
Значит,
Этот пример показывает, что введение квадратных корней — не прихоть математиков, а объективная необходимость: в реальной жизни встречаются ситуации, математические модели которых содержат операцию извлечения квадратного корня. Пожалуй, самая важная из таких ситуаций связана с
решением квадратных уравнений. До сих пор, встречаясь с квадратными уравнениями ах 2 + bх + с = 0, мы либо раскладывали левую часть на множители (что получалось далеко не всегда), либо использовали графические методы (что тоже не очень надежно, хотя и красиво). На самом деле для отыскания
корней х 1 и х 2 квадратного уравнения ах 2 + bх + с = 0 в математике используются формулы
содержащие, как видно, знак квадратного корня.Эти формулы применяются на практике следующим образом. Пусть, например, надо решить уравнение 2х 2 + bх - 7 = 0. Здесь а = 2, b = 5, с = - 7. Следовательно,
b2 - 4ас = 5 2 - 4 . 2 . (- 7) = 81. Далее находим . Значит,
Выше мы отметили, что — не рациональное число.
Математики такие числа называют иррациональными. Иррациональным является любое число вида , если квадратный корень не извлекается. Например, 
и т.д. — иррациональные числа. В главе 5 мы более подробно поговорим о рациональных и иррациональных числах. Рациональные и иррациональные числа вместе составляют множество действительных чисел, т.е. множество всех тех чисел, которыми мы оперируем в реальной жизни (в действитель-
ности). Например, — все это действительные числа.
Подобно тому, как выше мы определили понятие квадратного корня, можно определить и понятие кубического корня: кубическим корнем из неотрицательного числа а называют такое неотрицательное число, куб которого равен а. Иными словами, равенство означает, что b 3 = а.
Все это мы будем изучать в курсе алгебры 11-го класса.
Взглянул еще раз на табличку… И, поехали!
Начнем с простенького:
Минуууточку. это, а это значит, что мы можем записать вот так:
Усвоил? Вот тебе следующий:
Корни из получившихся чисел ровно не извлекаются? Не беда - вот тебе такие примеры:
А что, если множителей не два, а больше? То же самое! Формула умножения корней работает с любым количеством множителей:
Теперь полностью самостоятельно:
Ответы: Молодец! Согласись, все очень легко, главное знать таблицу умножения!
Деление корней
С умножением корней разобрались, теперь приступим к свойству деления.
Напомню, что формула в общем виде выглядит так:
А значит это, что корень из частного равен частному корней.
Ну что, давай разбираться на примерах:
Вот и вся наука. А вот такой пример:
Все не так гладко, как в первом примере, но, как видишь, ничего сложного нет.
А что, если попадется такое выражение:
Надо просто применить формулу в обратном направлении:
А вот такой примерчик:
Еще ты можешь встретить такое выражение:
Все то же самое, только здесь надо вспомнить, как переводить дроби (если не помнишь, загляни в тему и возвращайся!). Вспомнил? Теперь решаем!
Уверена, что ты со всем, всем справился, теперь попробуем возводить корни в степени.
Возведение в степень
А что же будет, если квадратный корень возвести в квадрат? Все просто, вспомним смысл квадратного корня из числа - это число, квадратный корень которого равен.
Так вот, если мы возводим число, квадратный корень которого равен, в квадрат, то что получаем?
Ну, конечно, !
Рассмотрим на примерах:
Все просто, правда? А если корень будет в другой степени? Ничего страшного!
Придерживайся той же логики и помни свойства и возможные действия со степенями.
Почитай теорию по теме « » и тебе все станет предельно ясно.
Вот, к примеру, такое выражение:
В этом примере степень четная, а если она будет нечетная? Опять же, примени свойства степени и разложи все на множители:
С этим вроде все ясно, а как извлечь корень из числа в степени? Вот, к примеру, такое:
Довольно просто, правда? А если степень больше двух? Следуем той же логике, используя свойства степеней:
Ну как, все понятно? Тогда реши самостоятельно примеры:
А вот и ответы:
Внесение под знак корня
Что мы только не научились делать с корнями! Осталось только потренироваться вносить число под знак корня!
Это совсем легко!
Допустим, у нас записано число
Что мы можем с ним сделать? Ну конечно, спрятать тройку под корнем, помня при этом, что тройка - корень квадратный из!
Зачем нам это нужно? Да просто, чтобы расширить наши возможности при решении примеров:
Как тебе такое свойство корней? Существенно упрощает жизнь? По мне, так точно! Только надо помнить, что вносить под знак квадратного корня мы можем только положительные числа.
Реши самостоятельно вот этот пример -
Справился? Давай смотреть, что у тебя должно получиться:
Молодец! У тебя получилось внести число под знак корня! Перейдем к не менее важному - рассмотрим, как сравнивать числа, содержащие квадратный корень!
Сравнение корней
Зачем нам учиться сравнивать числа, содержащие квадратный корень?
Очень просто. Часто, в больших и длиииинных выражениях, встречающихся на экзамене, мы получаем иррациональный ответ (помнишь, что это такое? Мы с тобой сегодня об этом уже говорили!)
Полученные ответы нам необходимо расположить на координатной прямой, например, чтобы определить, какой интервал подходит для решения уравнения. И вот здесь возникает загвоздка: калькулятора на экзамене нет, а без него как представить какое число больше, а какое меньше? То-то и оно!
Например, определи, что больше: или?
Сходу и не скажешь. Ну что, воспользуемся разобранным свойством внесения числа под знак корня?
Тогда вперед:
Ну и, очевидно, что чем больше число под знаком корня, тем больше сам корень!
Т.е. если, значит, .
Отсюда твердо делаем вывод, что. И никто не убедит нас в обратном!
Извлечение корней из больших чисел
До этого мы вносили множитель под знак корня, а как его вынести? Надо просто разложить его на множители и извлечь то, что извлекается!
Можно было пойти по иному пути и разложить на другие множители:
Неплохо, да? Любой из этих подходов верен, решай как тебе удобно.
Разложение на множители очень пригодится при решении таких нестандартных заданий, как вот это:
Не пугаемся, а действуем! Разложим каждый множитель под корнем на отдельные множители:
А теперь попробуй самостоятельно (без калькулятора! его на экзамене не будет):
Разве это конец? Не останавливаемся на полпути!
Вот и все, не так все и страшно, правда?
Получилось? Молодец, все верно!
А теперь попробуй вот такой пример решить:
А пример-то - крепкий орешек, так сходу и не разберешься, как к нему подступиться. Но нам он, конечно, по зубам.
Ну что, начнем раскладывать на множители? Сразу заметим, что можно поделить число на (вспоминаем признаки делимости):
А теперь, попробуй сам (опять же, без калькулятора!):
Ну что, получилось? Молодец, все верно!
Подведем итоги
- Квадратным корнем (арифметическим квадратным корнем) из неотрицательного числа называется такое неотрицательное число, квадрат которого равен.
. - Если мы просто извлекаем квадратный корень из чего-либо, то всегда получаем один неотрицательный результат.
- Свойства арифметического корня:
- При сравнении квадратных корней необходимо помнить, что чем больше число под знаком корня, тем больше сам корень.
Как тебе квадратный корень? Все понятно?
Мы постарались объяснить тебе без воды все что нужно знать на экзамене про квадратный корень.
Теперь твоя очередь. Напиши нам сложная это для тебя тема или нет.
Узнал ты что-то новое или все было и так ясно.
Пиши в комментариях и удачи на экзаменах!