פישוט שורשים ומספרים רציונליים
כלל המכפלה, ערך מוחלט, ורציונלי מול אי-רציונלי
מתי שורש מפשיט ומתי הוא נשאר
כלל המכפלה בשורשים
שורש של מכפלה שווה למכפלת השורשים, בתנאי ששני הגורמים אינם שליליים. כלל זה הוא הבסיס לכל פישוט של שורש.
כלל המכפלה
לכל a≥0 ו-b≥0:
מכיוון ששניהם אינם שליליים, אפשר לבדוק: (a⋅b)2=a⋅b. אבל גם (ab)2=ab. שתי הכמות הלא-שליליות שריבועיהן שוות הן עצמן שוות.
הכלל עובד בשני הכיוונים: אפשר לאחד שורשים לשורש אחד, ואפשר לפרק שורש לגורמים כדי לפשט.
כלל המכפלה בשורשים
פישוט שורש בעזרת כלל המכפלה
הטכניקה היא לזהות בתוך הביטוי שמתחת לשורש גורם שהוא ריבוע מושלם. מוציאים אותו, ומה שנשאר נשאר תחת השורש.
פישוט 12
שלב 1 מתוך 3מהו הפירוק שמכיל ריבוע מושלם?
פישוט 50
שלב 1 מתוך 2מהו הריבוע המושלם הגדול ביותר שמחלק 50?
תרגיל: פישוט 72
פשטו את השורש.
תרגיל: פישוט 45
פשטו את השורש.
שורש של ריבוע: a2=∣a∣
כשמריבעים מספר ולוקחים שורש, מצפים לחזור אליו. אך הסימון מוגדר להחזיר ערך לא שלילי, ולכן אם a יכול להיות שלילי, הפישוט הנכון כולל ערך מוחלט.
למה ∣a∣ ולא רק a
בדיקה: אם a=−3, מהו (−3)2?
(−3)2=9, ולכן (−3)2=9=3. הפישוט a2=a היה נותן −3, וזה שגוי כי הסימן מחזיר ערך חיובי תמיד. הכלל הנכון הוא a2=∣a∣.
כאשר בטוחים ש-a≥0, מפשטים ל-a. כאשר a יכול להיות שלילי, חייב להופיע ∣a∣.
שורש של ריבוע
פישוט a2 לפי הסימן של a
| ביטוי | תנאי על a | פישוט |
|---|---|---|
| a2 | a≥0 (ידוע) | a |
| a2 | a כלשהו | ∣a∣ |
| 9x2 | x≥0 (ידוע) | 3x |
| 9x2 | x כלשהו | 3∣x∣ |
* בבחינות, כאשר לא נאמר אחרת, מניחים שהמשתנים חיוביים ומשמיטים את ∣⋅∣.
פישוט a2=∣a∣ - דוגמאות
שלב 1 מתוך 3
תרגיל: (x+1)2
פשטו, בהנחה ש-x כלשהו.
כלל המכפלה ו-a2 יחד
השילוב של שני הכלים מאפשר לפשט ביטויים מורכבים יותר. מפרקים את הביטוי תחת השורש לגורמים ריבועיים ולא-ריבועיים, ואז מוציאים את הריבועיים.
פישוט 18x2
שלב 1 מתוך 3מפרקים את 18 לגורם ריבועי ולשארית.
תרגיל: 75a2
פשטו, בהנחה ש-a≥0.
מספרים רציונליים ואי-רציונליים
שורש ריבועי יכול לתת מספר רציונלי נוח, אבל לרוב הוא לא. ההבחנה הזו חשובה לפני פתרון משוואות ריבועיות, שם תשובות עם נשארות "אי-רציונליות" ואי אפשר לפשט אותן יותר.
רציונלי ואי-רציונלי - הגדרה
מספר רציונלי הוא מספר שאפשר לכתוב אותו בצורה qp כאשר p,q הם מספרים שלמים ו-q=0.
מספרים שלמים, שברים ומספרים עשרוניים מסתיימים או מחזוריים הם כולם רציונליים. מספרים שאי אפשר לכתוב כשבר - כמו 2 או π - הם אי-רציונליים. הם ממשיכים אחרי הנקודה ללא סוף וללא מחזוריות.
כל מספר ממשי הוא רציונלי או אי-רציונלי. שורש של מספר שאינו ריבוע מושלם הוא תמיד אי-רציונלי.
דוגמאות לרציונלי ואי-רציונלי
| מספר | רציונלי או אי-רציונלי? | נימוק |
|---|---|---|
| 49 | רציונלי | 49=7=17 |
| 2 | אי-רציונלי | 2 אינו ריבוע מושלם; ההרחבה אחרי הנקודה אינה מחזורית |
| 25 | רציונלי | 25=5 |
| 3 | אי-רציונלי | 3 אינו ריבוע מושלם |
| 31 | רציונלי | שבר של שלמים |
| π | אי-רציונלי | נכון להסביר, לא להוכיח כאן |
* קוד בדיקה מהיר: האם המספר תחת השורש הוא ריבוע מושלם? אם כן - התוצאה רציונלית.
שאלה לחשיבה
האם 0.25 הוא רציונלי או אי-רציונלי? נמקו.
0.25=41=21. התוצאה היא 0.5, שהוא שבר של שלמים ולכן רציונלי. 0.25=41 הוא ריבוע מושלם של 21.
תרגיל: רציונלי או אי-רציונלי?
סווגו כל מספר.
שורשים אי-רציונליים בתשובות - למה משאירים
כאשר תשובה לשאלה מתמטית מכילה 2 או 3, לא רק שמותר להשאיר - זה הדיוק הנדרש. כתיבת ערך מוניב 1.41 היא קירוב, לא תשובה מדויקת.
תרגיל: פישוט ביטוי משולב
פשטו ככל האפשר.
סיכום: מתי שורש מפשיט
שלושה מצבים שמאפשרים להוציא משהו מתחת לשורש:
- גורם ריבועי: a2⋅b=ab (כאשר a≥0).
- ריבוע של ביטוי: a2=∣a∣ (ערך מוחלט אם a כלשהו).
- כלל המכפלה לאיחוד: a⋅b=ab - גם הכיוון ההפוך שימושי.