Calcolatrice delle radici
Risultato
Radice
- Forma esatta
- 4
La calcolatrice delle radici estrae una radice ennesima e stampa due risposte affiancate: il valore decimale e la forma esatta, con tutto ciò che si poteva tirare fuori dal segno di radice già tirato fuori. La seconda colonna è il senso della pagina. La radice quadrata di 72 è 8,485281 a sei decimali, e 8,485281 è un'approssimazione: il valore esatto è 6√2, e una pagina che stampa solo il numero decimale ha sostituito in silenzio il numero con qualcosa che gli assomiglia. Portare davanti la parte che è una potenza perfetta rende visibile la differenza: se sotto il segno di radice c'è ancora qualcosa, la radice non è venuta esatta, e se il segno è sparito la risposta è un numero intero. L'indice della radice va da 2 a 12, quindi la stessa pagina prende radici quadrate e radici cubiche senza essere due pagine. Un radicando negativo è accettato solo per gli indici dispari, perché la radice cubica di −8 è davvero −2 mentre la radice quadrata di −4 non è affatto un numero reale: quel caso viene rifiutato invece che calcolato, e il rifiuto lo dice. Il radicando è un numero intero: la forma esatta di √2,5 sarebbe una frazione con sopra una radice, che è una notazione diversa e non entra in quella colonna. Le radici che non vengono esatte sono stampate con sei decimali, che è una precisione di visualizzazione e non un'affermazione sul valore.
I quadrati e i cubi da 1 a 12
| n | Quadrato | Cubo |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 |
| 2 | 4 | 8 |
| 3 | 9 | 27 |
| 4 | 16 | 64 |
| 5 | 25 | 125 |
| 6 | 36 | 216 |
| 7 | 49 | 343 |
| 8 | 64 | 512 |
| 9 | 81 | 729 |
| 10 | 100 | 1000 |
| 11 | 121 | 1331 |
| 12 | 144 | 1728 |
Dodici righe, e la terza colonna è quella che fa il lavoro: semplificare una radice cubica significa trovare il più grande cubo perfetto che divide il radicando, che è una ricerca in tabella e non un calcolo, e tutti sanno che 4² fa 16 mentre molti meno ricordano che 4³ fa 64. Le colonne contengono numeri interi di proposito: una tabella di radici decimali andrebbe localizzata, dato che un valore come 1,414214 si scrive con la virgola in italiano e con il punto in inglese, mentre i numeri interi si scrivono allo stesso modo dappertutto. Leggere una colonna dall'alto verso il basso risponde anche alla domanda con cui la pagina viene aperta più spesso: se il numero che hai davanti è un quadrato o un cubo perfetto. Ogni cella di questa tabella viene ricalcolata dalla sua riga quando la pagina viene costruita, e le celle numeriche sono stampate senza localizzazione, quindi il separatore delle migliaia e la virgola decimale non compaiono mai qui dentro: è il motivo per cui ogni valore di questa tabella è un numero intero.
Formula
ⁿ√x ⁿ√(mⁿ · r) = m · ⁿ√r ⁿ√x = x^(1/n)
- x
- Il radicando, il numero di cui si estrae la radice. Qui è un numero intero, e può essere negativo quando l'indice è dispari. La restrizione agli interi riguarda la forma esatta e non l'aritmetica: la radice quadrata di 2,5 è un numero del tutto ordinario, ma la sua forma esatta è una frazione con dentro una radice, ed è una forma di risposta diversa da quella che questa colonna stampa.
- n
- L'indice della radice, da 2 a 12. Un indice di 1 è l'identità — la prima radice di qualsiasi cosa è la cosa stessa — e un indice di 0 è indefinito, quindi entrambi vengono rifiutati invece che calcolati. Il limite superiore di 12 è pratico: la forma esatta funziona trovando la più grande potenza ennesima perfetta che divide il radicando, e quelle si diradano in fretta, quindi oltre 12 quella colonna conterrebbe per lo più una radice vuota accanto a un numero enorme.
- ⁿ√x
- La radice come numero decimale, la lettura principale, stampata con sei decimali quando non è esatta. È il valore con cui calcolare, ed è quella che perde informazione: 8,485281 non ti dice se viene da √72 o da √71,9999, e la forma esatta accanto è ciò che te lo dice.
- m · ⁿ√r
- La forma esatta: la più grande potenza ennesima perfetta che divide il radicando viene portata fuori dal segno di radice e scritta come coefficiente davanti a una radice più piccola. Per √72 questo dà 6√2, perché 72 è 36 × 2 e 36 è un quadrato perfetto. Quando il radicando è una potenza perfetta non resta niente, il segno di radice sparisce del tutto e la risposta si scrive come numero intero: è così che la pagina segnala che la radice è venuta esatta.
- x^(1/n)
- La stessa radice scritta come potenza, che è il modo in cui viene calcolata. Le due notazioni sono la stessa operazione e vale la pena sapere che lo sono: l'esponente 1/n è la ragione per cui un esponente frazionario è una radice e non qualcosa di inconsueto. La calcolatrice delle potenze prende quella forma direttamente, ed è la pagina da usare quando il radicando non è un numero intero o l'indice non è intero.
- √
- Il segno di radice senza indice scritto significa sempre radice quadrata, ed è per questo che la pagina stampa un √ semplice per l'indice 2 e ∛ per l'indice 3. Oltre il 12 la notazione esaurisce i caratteri singoli, quindi gli indici più alti si scrivono con le cifre davanti al segno, e la pagina mette un segno di moltiplicazione fra il coefficiente e un indice da 4 in su — 2 × 4√2 — perché 24√2 si leggerebbe come ventiquattro volte la radice quadrata di due.
Usala quando una radice va semplificata e non soltanto valutata, che è ciò che la distingue da uno strumento che dà solo il numero decimale: semplificare √72 in 6√2, controllare se un numero è un quadrato perfetto, affrontare un problema in cui la risposta è attesa in forma esatta. È anche la pagina per le due domande che sorgono intorno alle radici in generale — qual è la radice cubica di un numero negativo (un numero reale, per gli indici dispari), e qual è la radice quarta di qualcosa. Rivolgiti alla calcolatrice delle potenze quando l'indice non è un numero intero, dato che un esponente frazionario è la stessa operazione scritta come potenza e quella pagina la prende direttamente. Rivolgiti alla calcolatrice della formula quadratica quando la radice compare dentro una formula invece che da sola, dato che il discriminante è una radice quadrata e quella pagina ne legge anche il segno. Rivolgiti alla calcolatrice della radice quadrata o a quella della radice cubica quando serve uno solo dei due indici, dato che ciascuna delle due porta il materiale specifico del proprio caso.
Esempi svolti
La radice quadrata di 16
- Indice 2, radicando 16: una radice quadrata
- 16 è 4 × 4, quindi è un quadrato perfetto e viene fuori tutto
- La radice è 4, ed è esatta e non arrotondata
- La forma esatta è il numero intero nudo 4, senza alcun segno di radice
È il caso per cui la pagina viene aperta più spesso, e quello che mostra come la colonna esatta segnali il successo: nessuna radice, nessun numero decimale, soltanto l'intero. Chi voleva sapere se 16 è un quadrato perfetto ha la risposta nella seconda colonna senza leggere la prima.
La radice quadrata di 72
- 72 non è un quadrato perfetto, quindi la radice è irrazionale
- Il più grande quadrato perfetto che divide 72 è 36, dato che 72 = 36 × 2
- Portando 36 fuori dal segno restano 6 davanti: √72 = 6√2
- Il valore decimale è 8,485281 a sei decimali, e 6√2 è il valore esatto
L'esempio che giustifica l'intera pagina. 8,485281 è un'approssimazione e il pannello lo dichiara stampando accanto la forma esatta; una pagina concorrente che mostra solo il numero decimale ha lasciato al lettore un numero che non è la radice quadrata di 72. Il 2 rimasto sotto il segno è anche la lettura più rapida della situazione: dentro c'è ancora qualcosa, quindi non è venuto fuori niente di esatto.
La radice cubica di 54
- Indice 3, radicando 54: una radice cubica
- 54 non è un cubo perfetto, ma 27 lo divide: 54 = 27 × 2
- Portando fuori 27 restano 3 davanti al segno: ∛54 = 3∛2
- Il valore decimale è 3,779763
La stessa semplificazione con un indice diverso, e il caso che mostra che la pagina è uno strumento solo e non due. Il passo da fare a mano è trovare il più grande cubo perfetto sotto 54 — 27, non 8 — e la tabella di riferimento di questa pagina è esattamente la lista che rende rapida quella ricerca: tre al cubo fa 27, quattro al cubo fa 64, e 64 è troppo grande.
La radice quarta di 32
- 32 è 16 × 2, e 16 è una potenza quarta, dato che 16 = 2⁴
- Portando fuori 16 restano 2 davanti al segno: ⁴√32 = 2 × ⁴√2
- Il segno di moltiplicazione si scrive perché un indice di 4 non ha un segno di radice a carattere singolo
- Il valore decimale è 2,378414
Qui la notazione deve stare attenta. Scrivere 24√2 verrebbe letto dalla maggior parte delle persone come ventiquattro volte la radice quadrata di due, quindi la pagina inserisce un segno di moltiplicazione ogni volta che l'indice è 4 o più: il coefficiente e l'indice sono entrambi numeri e qualcosa deve separarli. Né √ né ∛ hanno questo problema, ed è per questo che il segno appare solo dall'indice 4 in su.
La radice cubica di −54
- Il radicando è negativo e l'indice è dispari, quindi la radice è un numero reale
- Il modulo si semplifica esattamente come prima: ∛54 = 3∛2
- Il segno viene portato fuori, e la forma esatta lo stampa in testa: −3∛2
- Il valore decimale è −3,779763
Il caso negativo, e l'unico punto in cui la forma esatta ha una regola propria: il segno meno va davanti all'intera espressione e non dentro la radice. È anche il punto d'ingresso da cui la calcolatrice delle potenze manda qui: quella pagina rifiuta una base negativa con un esponente frazionario perché l'aritmetica sottostante passa per un logaritmo, e questa è la pagina che affronta la stessa domanda estraendo invece una radice.
Limiti
Il radicando deve essere un numero intero. La radice quadrata di 2,5 è un numero reale e questa pagina non la prende, perché la forma esatta di quella radice è una frazione con sopra una radice — una forma per cui la colonna esatta non ha spazio — e stampare soltanto il numero decimale nasconderebbe il fatto che la risposta esatta è stata lasciata cadere. Qualsiasi radicando frazionario o decimale appartiene alla calcolatrice delle potenze, inserito come potenza frazionaria. I radicandi negativi sono accettati solo per gli indici dispari: la radice cubica di −8 è −2, ma la radice quadrata di −4 non è un numero reale e questa pagina la rifiuta invece di stampare un valore complesso. L'indice della radice è un numero intero fra 2 e 12; un indice di 1 è l'identità e un indice di 0 è indefinito, quindi nessuno dei due viene accettato, e gli indici frazionari vanno alla calcolatrice delle potenze come potenze frazionarie. Le radici che non vengono esatte sono stampate con sei decimali, che è un limite di visualizzazione e non di precisione: l'aritmetica che c'è dietro è in doppia precisione piena. La forma esatta viene semplificata fino a tirare fuori le potenze perfette, che è la forma standard di un radicale semplificato, e qui non si razionalizza alcun denominatore: una radice che sta sotto una frazione è un problema del lettore. Il radicando è limitato a 1.000.000.000, e quel limite riguarda il costo e non la matematica: la semplificazione funziona per divisioni per tentativi, e un radicando più grande renderebbe la pagina lenta a rispondere mentre digiti, non sbagliata.
Domande frequenti
- Qual è la differenza fra la forma esatta e il numero decimale?
- Il numero decimale è un valore arrotondato e la forma esatta è il valore stesso. La radice quadrata di 72 è esattamente 6√2; 8,485281 è quanto vale in sei decimali, quindi moltiplicando 8,485281 per sé stesso si ottiene 71,99999… e non 72. La pagina stampa entrambi perché ciascuno da solo inganna: il numero decimale è quello con cui si calcola, e la forma esatta è quello che ti dice se la radice è venuta esatta.
- Come si semplifica una radice quadrata?
- Cerca il più grande quadrato perfetto che divide il numero, portane la radice davanti al segno e lascia il resto dentro. Per 72 quel quadrato è 36, dato che 72 = 36 × 2, quindi √72 = 6√2. Se nessun quadrato perfetto divide il numero — è il caso di 2, 3, 5, 7 e di ogni altro numero senza fattori primi ripetuti — la radice non si può semplificare e la forma esatta è semplicemente √2.
- Posso estrarre la radice quadrata di un numero negativo?
- Non su questa pagina, e non come numero reale da nessuna parte. La radice quadrata di −4 è 2i, un numero complesso, e questa pagina è uno strumento sui numeri reali. Gli indici dispari sono un'altra cosa: la radice cubica di −8 è −2, un numero reale del tutto ordinario, perché tre fattori negativi danno un prodotto negativo. Quindi la pagina accetta −8 con indice 3 e rifiuta −4 con indice 2.
- Perché non posso inserire un numero decimale come radicando?
- Perché la forma esatta non ha dove metterlo. La radice quadrata di 2,5 è √10 ÷ 2 — una frazione con una radice al numeratore — e la colonna esatta di questa pagina stampa un coefficiente davanti a una radice, non una frazione. Invece di stampare il numero decimale e lasciar cadere in silenzio la risposta esatta, la pagina limita il radicando ai numeri interi e lo dichiara. Un radicando decimale si può inserire come potenza frazionaria sulla calcolatrice delle potenze.
- Che cosa significa l'indice sul segno di radice?
- È quante volte la radice deve essere moltiplicata per sé stessa per ridare il radicando: un indice di 3 significa radice cubica, quindi ∛8 è 2 perché 2 × 2 × 2 = 8. Nessun indice scritto significa 2, ed è per questo che la pagina stampa un √ semplice per le radici quadrate e ∛ per le radici cubiche. Un indice di 1 restituirebbe il numero invariato e un indice di 0 non ha significato, quindi la pagina parte da 2.
- Una radice cubica è la stessa cosa che elevare alla potenza di un terzo?
- Sì, ed è così che la pagina la calcola. La radice ennesima di x è x elevato alla potenza di 1/n, quindi la radice cubica di 54 è 54 elevato alla potenza di 0,3333…, che fa 3,779763. Le due notazioni descrivono un'unica operazione. Si separano sulle basi negative: la forma con l'esponente passa per un logaritmo e rifiuterebbe −54, mentre estrarne una radice di indice dispari è immediato, ed è per questo che la calcolatrice delle potenze manda quei casi qui.
Riferimenti
- nth Root — the definition of an nth root, including the rule that an even root of a negative number has no real value and an odd one does — Wolfram MathWorld (United States)
- Square Root — the index-2 case, with the simplification of radicals and the table of perfect squares this page's reference table extends — Wolfram MathWorld (United States)
- Cube Root — the index-3 case, and the reason a negative radicand has a real cube root where it has no real square root — Wolfram MathWorld (United States)