1c
Kurs 1c Visa detaljer
10. Rotuttryck och exponenter på bråkform
Fortsätt till nästa lektion
Lektion
Uppgifter
Tester
Kapitel 1
10. 

Rotuttryck och exponenter på bråkform

Denna sida fokuserar på konceptet roten ur och relaterade ämnen som kvadratroten, tredje roten ur, och olika regler och metoder för att arbeta med rotuttryck. Sidan förklarar begreppet kvadratrot som det positiva talet som, när det multipliceras med sig självt, blir ett specifikt värde. Den tar också upp villkor och undantag för kvadratrötter. Vidare beskrivs olika typer av rotuttryck, inklusive hur man kan använda en räknare för att beräkna dem. Sidan innehåller också regler för multiplikation och division med rotuttryck och hur man kan skriva rötter som potenser med bråk i exponenten. Detta material är användbart för studenter som vill förstå och tillämpa dessa matematiska koncept.
Visa mer expand_more
Begrepp Modellering Problemlösning Procedur Resonemang och Kommunikation Metod Resonemang Kommunikation
Inställningar & verktyg för lektion
10 sidor teori
36 Uppgifter - Nivå 1 - 3
Varje lektion är menad motsvara 1-2 lektioner i klassrummet.
Rotuttryck och exponenter på bråkform
Sida av 10
I den här lektionen går vi igenom följande begrepp:
  • Kvadratrot
  • Rotuttryck
  • Multiplikation och division med rotuttryck
  • Rationell exponent
Teori

Kvadratrot

Kvadratroten ur ett tal a, vilket skrivs sqrt(a), är det positiva tal som när det multipliceras med sig självt blir a. Exempelvis är sqrt(16) lika med 4 eftersom 4 * 4 = 16 och på samma sätt är sqrt(25) lika med 5 eftersom 5* 5=25. Man kan också se kvadratroten som motsatsen till att kvadrera ett tal.


sqrt(a)*sqrt(a)=a eller (sqrt(a))^2=a

Drar man kvadratroten ur ett positivt tal a som har kvadrerats tar de två operationerna ut varandra och man får alltså tillbaka a.

  • Om man beräknar kvadratroten ur 9 kommer detta värde alltid att vara det positiva värdet 3, trots att även (- 3)^2 är lika med 9. Kvadratroten är definierad på det viset så att det inte finns någon tvetydighet kring vilket värde man menar.
  • Det finns inget reellt tal som när det kvadreras ger ett negativt tal eftersom (-)* (-)=(+). Detta innebär att det inte heller kan finns något reellt värde som är kvadratroten ur ett negativt tal. Exempelvis är sqrt(- 16) odefinierat.
Teori

Rotuttryck

Ett rotuttryck måste inte vara en kvadratrot utan roten kan även vara högre. I rotuttrycket sqrt(27), vilket utläses kubikroten ur 27 eller tredje roten ur 27, så anger 3:an typen av rot. Det är alltså det tal som multiplicerat med sig självt 3 gånger blir 27, alltså 3. Om typen av rot inte anges i ett rotuttryck är det underförstått att man menar kvadratroten.

Generellt är sqrt(a) det tal som multiplicerat med sig själv n gånger är lika med a.


sqrt(a) * sqrt(a) * ... * sqrt(a)_(nst.)=a

På räknaren finns det också inbyggd funktionalitet för att skriva rotuttryck. Ett annat sätt att skriva rotuttryck är som en potens med ett bråk i exponenten, dvs. a^(.1 /n.) eller a^(.b /n.).
Teori

Rotuttryck på räknare

Om man inte vill skriva rotuttryck som exponenter på bråkform finns det inbyggda funktioner för både kvadratrot och andra rotuttryck på räknaren. För att beräkna kvadratroten ur ett tal på räknaren skriver man först symbolen sqrt(), vilken kan skrivas genom att trycka på 2ND och sedan x^2. Då skrivs startparentesen ut automatiskt. Därefter skriver man det tal man vill dra roten ur följt av slutparentes.

TI-beräkning som visar kvadratroten ur 36

På motsvarande sätt kan man beräkna tredje roten ur ett tal genom att trycka på knappen MATH och välja sqrt()( följt av talet och slutparentes.

TI-meny som visar MATH, med tredje roten ur valt

Extra

Andra typer av rotuttryck

För att skriva andra typer av rötter börjar man med att skriva in vilken typ av rot man vill beräkna. Om man vill beräkna fjärde roten ur skriver man alltså en fyra.

TI-beräkning som visar en 4a

Därefter trycker man på MATH och väljer sqrt(), där x:et står för en godtycklig rot.

TI-meny som visar MATH, med x:te roten ur valt

Slutligen skriver man talet man vill dra den önskade roten ur inom parenteser och trycker ENTER.

TI-beräkning som visar en 4:e roten ur 81
Exempel

Hitta sjätteroten

Beräkna följande rot. sqrt(64)

Ledtråd

Notera att 64=8^2. I sin tur, notera att 8 = 2^3.

Lösning

Den givna roten är en sjätterot, så svaret kommer sannolikt att vara ett litet tal. Börja med att notera att 64 är kvadraten av 8. 64 = 8^2 Dessutom är 8 kuben av 2. 8 = 2^3 Använd denna information för att skriva om rotuttryck.
sqrt(64)
sqrt(8^2)
sqrt((2^3)^2)
sqrt((2^3)* (2^3))
sqrt((2 * 2 * 2) * (2 * 2 * 2))
sqrt(2 * 2 * 2 * 2 * 2 * 2)
Uttrycket inuti roten är 2 multiplicerat med sig själv 6 gånger. Därför är sjätteroten 2. sqrt(64) &= sqrt(2 * 2 * 2 * 2 * 2 * 2) &= 2
Teori

Multiplikation och division med rotuttryck

Om rotuttryck multipliceras eller divideras, t.ex. sqrt(2)* sqrt(8), finns det räkneregler som kan förenkla beräkningarna. Det finns till exempel inget enkelt sätt att beräkna sqrt(2) eller sqrt(8) separat men man kan skriva om sqrt(2)*sqrt(8) som sqrt(16), vilket är lika med 4. Generellt gäller följande likheter för multiplikationer och divisioner av rotuttryck.

Regel

sqrt(a) * sqrt(b)=sqrt(a * b)

En produkt av två rotuttryck, t.ex. sqrt(2)*sqrt(3), kan skrivas som ett enda rotuttryck: sqrt(2* 3). Man kan motivera varför genom att skriva sqrt(2)* sqrt(3) som en multiplikation av två potenser och sedan använda potenslagarna.

sqrt(2)* sqrt(3)
2^(.1 /4.)* 3^(.1 /4.)
(2* 3)^(.1 /4.)
sqrt(2* 3)
Regeln gäller för icke-negativa och reella a och b. Är rotuttrycken kvadratrötter fungerar regeln på samma sätt. Man skriver då sqrt(a* b), inte sqrt(a* b).

Regel

sqrt(a)/sqrt(b) = sqrt(a/b)

En kvot av två rotuttryck, t.ex. sqrt(2)/sqrt(3), kan skrivas som ett enda rotuttryck: sqrt(2/3). Man kan motivera varför genom att skriva om rötterna till potenser, och därefter använda potenslagarna.

sqrt(2)/sqrt(3)
2^(.1 /4.)/3^(.1 /4.)
(2/3)^(.1 /4.)
sqrt(2/3)
Regeln gäller om a och b är reella, där a är icke-negativt och b är positivt. Om rotuttrycken är kvadratrötter fungerar regeln på samma sätt. Dock brukar man då skriva sqrt(a/b) och inte sqrt(a/b).
Exempel

Förenkla rotuttrycket

Beräkna utan räknare: sqrt(6)*sqrt(3)/sqrt(2).

Ledtråd

Lösning

Vi kan inte beräkna någon av rötterna utan räknare, men genom att använda räknereglerna för multiplikation och division av rotuttryck kan vi skriva om uttrycket och bestämma dess värde.
sqrt(6)*sqrt(3)/sqrt(2)
sqrt(6* 3)/sqrt(2)
sqrt(18)/sqrt(2)
sqrt(18/2)
sqrt(9)
3
Uttrycket kan alltså förenklas till 3. Man kan också beräkna det genom att skriva 6 som 2*3.
sqrt(6)*sqrt(3)/sqrt(2)
sqrt(2*3)*sqrt(3)/sqrt(2)
sqrt(2)*sqrt(3)*sqrt(3)/sqrt(2)
sqrt(2)*sqrt(3)*sqrt(3)/sqrt(2)
sqrt(3)*sqrt(3)
3
Teori

Rationell exponent

Man kan skriva rötter som potenser med bråk i exponenten.

Regel

sqrt(a)=a^(1/n)

Om man kvadrerar kvadratroten ur ett tal tar beräkningarna ut varandra, t.ex. (sqrt(9))^2=9. Ur detta kan man lösa ut sqrt(9) genom att höja upp båda led med .1 /2. och använda potenslagarna.

(sqrt(9))^2=9
((sqrt(9))^2)^(.1 /2.)=9^(.1 /2.)
(sqrt(9))^(2* 12)=9^(.1 /2.)
(sqrt(9))^1=9^(.1 /2.)
sqrt(9)=9^(.1 /2.)
Kvadratroten ur 9 kan alltså skrivas 9^(.1 /2.). Denna regel brukar uttryckas som sqrt(a)=a^(1/2). På liknande sätt kan man motivera att sqrt(a)=a^(.1 /3.), eller mer generellt sqrt(a)=a^(1/n).

Regel

sqrt(a^b)=a^(.b /n.)

En potens med en exponent som är ett bråk där täljaren inte är 1, t.ex. 8^(.2 /5.), kan skrivas om som en kombination av ett rotuttryck och en potens: 8^(.2 /5.)=sqrt(8^2) = (sqrt(8))^2. Exponentens nämnare anger alltså vilken sorts rot det är och täljaren hamnar som en exponent, antingen på basen eller på hela rotuttrycket.

Regel

sqrt(a^b)=a^(.b /n.)
Man kan utgå från t.ex. sqrt(8^2) och visa hur täljaren i exponenten hamnar som exponent på talet under rottecknet genom att använda potenslagarna.
sqrt(8^2)
(8^2)^(15)
8^(2* 1 5)
8^(2 5)
Rotuttrycket sqrt(8^2) kan alltså skrivas som 8^(.2 /5.). Med samma motivering som för sqrt(a^b)=a^(.b /n.) kan man även visa omskrivningen (sqrt(a))^b=a^(.b /n.).
Teori

Potenser på räknare

För att skriva potenser använder man knappen med det lilla taket som ser ut så här: ^(∧). Man skriver först basen, sedan taket och sist exponenten.

TI-beräkning som visar potens

Detta sätt att skriva en potens fungerar för alla exponenter, men det finns ett snabbare sätt att skriva just upphöjt till två. Man skriver då talet man vill kvadrera, dvs. basen, och trycker sedan på knappen x^2 för att upphöja det till 2.

TI-beräkning som visar kvadrering

Extra

Exponenter på bråkform

Om man behöver skriva en potens med ett bråk i exponenten är det viktigt att komma ihåg att sätta parenteser runt bråket.

TI-beräkning som visar potens med bråk i exponenten

Om man glömmer detta kommer räknaren att utföra beräkningarna enligt prioriteringsreglerna, vilket innebär att endast siffran direkt höger om ^(∧) hamnar i exponenten.

TI-beräkning som visar potens med bråk utan parenteser

Ett alternativt sätt är att istället använda räknarens verktyg för att skriva rotuttryck.

Exempel

Hitta värdet i exponenten

Bestäm n i nedanstående ekvation. sqrt(x^n) * sqrt(x^3) * sqrt(x) = x^(118)

Ledtråd

Skriva om rotuttrycken enligt sqrt(x) = x^(12) och sqrt(x^m)=x^(mn).

Lösning

Börja med att skriva om rotuttrycken med hjälp av sqrt(x) = x^(12) och sqrt(x^m)=x^(mn).
sqrt(x^n) * sqrt(x^3) * sqrt(x) = x^(118)
(x^n)^(12) * sqrt(x^3) * sqrt(x) = x^(118)
x^(n2) * sqrt(x^3) * sqrt(x) = x^(118)

sqrt(a^m)=a^(mn)

x^(n2) * x^(34) * x^(18) = x^(118)
x^(n2+ 34+ 18) = x^(118)
Båda sidorna av ovanstående ekvation har samma bas, x, så exponenterna kan sättas lika med varandra.
n/2 + 3/4 + 1/8 = 11/8
n * 4/2 * 4 + 3/4 + 1/8 = 11/8
n * 4/2 * 4 + 3 * 2/4 * 2 + 1/8 = 11/8
4n/8 + 6/8 + 1/8 = 11/8
4n+7/8 = 11/8
4n+7 = 11
4n = 11-7
4n = 4
n = 1
Lösningen är alltså n=1.


Rotuttryck och exponenter på bråkform
Uppgifter
Redigera lektion
>
2
e
7
8
9
×
÷1
=
=
4
5
6
+
<
log
ln
log
1
2
3
()
sin
cos
tan
0
.
π
x
y