立方根计算器
结果
立方根
- 精确形式
- 2∛9
立方根计算器一次给出两样东西:小数答案,以及精确形式——把根号留在里面的那种最简写法。填 72 时,页面把被开方数里最大的立方因子提到根号外面,于是 72 的立方根写成 2∛9,而不是一个四舍五入过的 4.160168。负数被开方数照收不拒,因为立方根是奇次根:-8 的立方根是 -2,负号印在精确形式的最前面,那才是它的位置。小数也收,最多三位,正是这一位让 0.125 这类数能被化简——八分之一的立方根——而不是被挡在门外。
立方根与它的化简式
| 被开方数 | 精确形式 |
|---|---|
| -27 | -3 |
| -8 | -2 |
| -1 | -1 |
| 1 | 1 |
| 2 | ∛2 |
| 8 | 2 |
| 16 | 2∛2 |
| 24 | 2∛3 |
| 27 | 3 |
| 54 | 3∛2 |
| 64 | 4 |
| 125 | 5 |
| 216 | 6 |
| 1000 | 10 |
前三行是负数,这样「这一页收负数」不必等读者自己去试就看得见。表里还有一批完全立方数——-27、-8、-1、1、8、27、64、125、216、1000——它们的精确形式是普通整数,根号一个都不剩;而 2、16、24、54 这几行还留着根号。沿着这一列往下读,就是那条分界线:根号只在下面还压着不含立方因子的数时才存在。表里一律用普通数字,因为表格单元格不做本地化;而精确形式那一列是不带文字的记号,十种语言下都是同一个串。
公式
∛x = ∛(m³ · r) = m · ∛r ∛(n ÷ d) = ∛(n · d²) ÷ d
- x
- 被开方数,根号里面那个数。它可以是负数:立方根是奇次根,负数的奇次幂仍然是负的,所以 -27 的立方根是 -3、-1 的立方根是 -1。它也可以是小数,最多三位;遇到小数时页面先把它还原成分数,再走化简那一步。
- m³
- 能整除被开方数的最大的完全立方数:8、27、64、125 这些。找它就是化简的全部工作,页面从大到小试,所以第一个试中的就是最大的那个。对 72 来说这个因子是 8,根号里剩下 9。
- m
- 那个完全立方数的立方根,它被提到根号外面。它是整数时精确形式写作 2∛9;它等于 1 时系数省掉,写成 ∛2——没有人把 1∛2 当作规范写法。
- r
- 所有立方因子都被提走之后根号里剩下的东西。它不含立方因子,这正是化到最简的判据。什么都不剩的时候——被开方数本身就是完全立方数——根号整个消失,精确形式就是一个普通整数,27 的立方根就是这种情形。
- d²
- 分母的平方,也是这一页的小数分支不能照抄平方根那一页的原因。要把分母 d 从立方根里消掉,根号里得乘上 d 的三次方,所以 n ÷ d 先写成 (n · d²) ÷ d³,开出来是 ∛(n · d²) ÷ d。照抄上一页的 d 照样能算出一个数,只是那个数是错的。
需要立方根的精确形式时用这一页,被开方数是负数时也用它。正方向——把一个数立方起来、顺便读回它的根——归立方计算器,那边印的是小数,这边印的是记号。根指数不是 3 的时候,通用根计算器收 2 到 12 的任意次根,化简的走法完全一样。
算例
化简 72 的立方根
- 找能整除 72 的最大的完全立方数
- 8 能整除它:72 ÷ 8 = 9,所以 72 = 8 × 9
- 8 的立方根是 2,提到根号外面:∛72 = 2∛9
- 把精确形式算出来是 4.160168
验算只有一行:2∛9 的立方是 2³ × 9,也就是 8 × 9,也就是 72。小数那一格没法这样验——4.160168 的立方回来是 71.99999 出头——这正是要把精确形式印在旁边的全部理由。
完全立方数化简成整数
- 27 就是 3 × 3 × 3,所以最大的立方因子是 27 本身
- 把它提走之后根号里什么都不剩:27 = 27 × 1
- 根号里没有东西,根号就消失,精确形式是 3
- 小数那一格同样是 3,两格一致
根号被清空,就是被开方数原本是完全立方数的信号。这一行还值得知道的是:它恰好是电脑默认会算错的那一行——浮点里 27 的三分之一次方是 3.0000000000000004,页面靠检查邻近整数里有没有谁的立方正好回得来,把它修正成 3。
负的被开方数
- 先把符号拿出来:∛-72 = -∛72
- 正数部分与前面一样化简:∛72 = 2∛9
- 把符号放回去,得到 -2∛9
- 小数是 -4.160168,正好是正数情形的相反数
负号放在最前面,不是放进根号里。-2∛9 与 2∛-9 是同一个数,但只有前者是规范写法,印成后者会看起来像另一个式子。这种情形平方根计算器完全处理不了:负数的偶次根不是实数。
小数被开方数,而且正好是完全立方数
- 0.125 写成分数是 1/8
- 分子分母都是完全立方数:∛1 = 1,∛8 = 2
- 根号里什么都不剩,精确形式就是分数 1/2
- 写成小数是 0.5
这一行就是这一页收三位小数而不是两位的理由。八分之一是立方根最常遇到的那个小数,而在两位小数下它连分数都还原不出来——一个读者会在一个叫「立方根」的页面上,被最该被收下的那个数挡在门外。
局限
被开方数最多三位小数。第四位会被拒收而不是四舍五入,因为化简的做法是先把它还原成分数再试除,再多一位,中间出现的整数乘积就会越过双精度能精确表示的范围——答案会安静地算错,而不只是变慢。取值范围是正负 1000000,在这个范围内试除的开销仍然很小。精确形式是记号不是数值,十种语言下都是同一个串,因为根号与除号本身不带文字;旁边那个小数才舍到六位。这一页只给实数立方根:复数意义下每个非零数有三个立方根,另外两个不显示。负数的立方根把负号印在最前面,那是规范写法,但它与「根号下写一个负数」并不是同一个字符串。
常见问题
- 立方根计算器算出什么?
- 填一个被开方数,它回两样:立方根的小数答案,以及把最大的完全立方数提到根号外面的精确形式。72 的立方根,小数是 4.160168,精确形式是 2∛9,两个写法指的是同一个数。
- 手算时怎么化简立方根?
- 找能整除被开方数的最大的完全立方数,把它提出来,再把它自己的立方根写到根号前面。72 的那个因子是 8,而 72 ÷ 8 = 9,所以整个式子变成 2∛9。根号里再也找不到立方因子时就化简完了——27 的根号会整个空掉,答案就是 3。
- 被开方数可以是负数吗?
- 可以,而这正是这一页与平方根计算器最清楚的差别——那一页一律拒收负数。立方根是奇次根,负的被开方数完全合法:-64 的立方根是 -4。负号会先被提出来、印在精确形式的最前面,所以 -72 化简成 -2∛9,而不是根号里挂着一个负数。
- 精确形式为什么有时会变成分数?
- 被开方数正好是某个分数的立方时,根号里什么都不剩,精确形式就塌成一个普通分数——0.125 的立方根是 1/2,0.001 的立方根是 1/10。根号只在里面还留着不含立方因子的数时才存在,这与「27 的立方根是一个普通整数」是同一条规则。
- 被开方数最多能填几位小数?
- 三位,比平方根那一页多一位。多这一位是为一个具体的数留的:0.125 就是八分之一,也就是 0.5 的立方,而在两位小数下它根本还原不成分数。第四位小数会被拒收而不是四舍五入,因为过了那一点,试除的结果不再精确。
参考资料
- Cube Root — 立方根:立方的逆运算,因为次数是奇数所以在负数上有定义 — Wolfram MathWorld(美国)
- Cubic Number — 化简时要试除的那些完全立方数,从 8 一路到被开方数允许的上限 — Wolfram MathWorld(美国)
- Radical — 根号、被开方数,以及把系数写在根号前面的那条书写约定 — Wolfram MathWorld(美国)