گاما رو نصب کن!

{{ number }}
اعلان ها
اعلان جدیدی وجود ندارد!
کاربر جدید

جستجو

پربازدیدها: #{{ tag.title }}

میتونی لایو بذاری!
شیمی (2) یازدهم
9 نفر

تجزیهٔ عدد داخل رادیکال: جدا کردن عوامل مربع یا مکعب کامل

بروزرسانی شده در: 12:54 1404/09/12 مشاهده: 6     دسته بندی: کپسول آموزشی

تجزیه عدد داخل رادیکال: کلید ساده‌سازی اعداد پیچیده

یاد بگیریم چگونه با جدا کردن مربع‌ها و مکعب‌های کامل، رادیکال‌ها را ساده‌تر و قابل فهم‌تر کنیم.
خلاصه: هدف از تجزیه عدد داخل رادیکال، بیرون کشیدن مقادیر کامل از زیر نشانه رادیکال برای ساده‌سازی محاسبات است. این کار با شناسایی عوامل1 مربع کامل (برای رادیکال مربع) یا مکعب کامل (برای رادیکال مکعبی) انجام می‌شود. این تکنیک در محاسبه مساحت2، حجم و اندازه‌گیری‌های دقیق در دنیای واقعی بسیار کاربردی است. در این مقاله، با مثال‌های ملموس و گام‌به‌گام، اصول رادیکال، عوامل اول، مربع کامل و ساده‌سازی رادیکال را به زبان ساده یاد می‌گیریم.

رادیکال چیست و چرا باید آن را ساده کنیم؟

رادیکال یا همان $\sqrt{}$، نمادی است برای یافتن ریشه یک عدد. متداول‌ترین آن، ریشه دوم یا جذر است. برای مثال، $\sqrt{9}$ می‌پرسد: "کدام عدد را در خودش ضرب کنیم تا 9 شود؟" که پاسخ 3 است. اما $\sqrt{18}$ چه؟ این عدد یک مربع کامل3 نیست، اما می‌توانیم آن را ساده‌تر کنیم تا محاسبات بعدی راحت‌تر شود، درست مثل ساده کردن کسرها.

نکته طلایی: ساده کردن رادیکال به معنی پیدا کردن بزرگترین مربع کامل (برای ریشه دوم) یا بزرگترین مکعب کامل (برای ریشه سوم) است که می‌تواند از زیر رادیکال خارج شود.

ابزار کار ما: تجزیه به عوامل اول

اولین و مهم‌ترین قدم برای تجزیه عدد داخل رادیکال، شکستن آن عدد به عوامل اول4 است. عوامل اول، اعداد اولی هستند که در هم ضرب شده‌اند تا عدد اصلی را بسازند. این کار مانند پیدا کردن بلوک‌های سازنده یک لگو است.

عدد اصلی تجزیه به عوامل اول نحوه محاسبه
72 $2^3 \times 3^2$ 72 = 8 × 9 = (2×2×2) × (3×3)
50 $2 \times 5^2$ 50 = 2 × 25 = 2 × (5×5)
54 $2 \times 3^3$ 54 = 2 × 27 = 2 × (3×3×3)

گام‌به‌گام: ساده کردن رادیکال مربع (جذر)

فرض کنید می‌خواهیم یک زمین مربع شکل به مساحت 72 متر مربع داشته باشیم. طول ضلع آن $\sqrt{72}$ متر است. برای محاسبه تقریبی آن، بهتر است رادیکال را ساده کنیم.

مراحل کار:

۱) تجزیه به عوامل اول: همانطور که در جدول دیدیم، $72 = 2^3 \times 3^2$.

۲) پیدا کردن جفت عوامل (مربع کامل): برای ریشه دوم، به دنبال توان‌های زوج هستیم. در $3^2$ توان زوج (2) داریم. همچنین از $2^3$ می‌توانیم یک جفت $2^2$ (مربع کامل) جدا کنیم و یک 2 تنها بماند.

۳) خارج کردن از رادیکال: هر جفت عامل کامل، یک بار از رادیکال خارج می‌شود. پس داریم:
$\sqrt{72} = \sqrt{2^3 \times 3^2} = \sqrt{(2^2 \times 3^2) \times 2} = \sqrt{2^2} \times \sqrt{3^2} \times \sqrt{2}$

۴) نتیجه نهایی:$\sqrt{2^2} = 2$ و $\sqrt{3^2} = 3$. بنابراین:
$\sqrt{72} = 2 \times 3 \times \sqrt{2} = 6\sqrt{2}$

حالا می‌دانیم طول ضلع زمین $6\sqrt{2}$ متر است. برای تخمین، مقدار $\sqrt{2} \approx 1.414$ را می‌دانیم، پس طول ضلع تقریباً 8.48 متر می‌شود. محاسبه با $6\sqrt{2}$ بسیار دقیق‌تر و زیباتر از $\sqrt{72}$ است!

ساده کردن رادیکال مکعبی

حالا فرض کنید یک مکعب داریم و حجم آن 54 سانتیمتر مکعب است. طول یال آن $\sqrt[3]{54}$ سانتیمتر است. برای ساده‌سازی ریشه سوم، به دنبال عوامل به توان 3 (سه‌تایی) می‌گردیم.

مراحل کار برای $\sqrt[3]{54}$:

۱) عوامل اول: $54 = 2 \times 3^3$.
۲) پیدا کردن سه‌تایی عوامل (مکعب کامل): $3^3$ یک مکعب کامل است.
۳) خارج کردن از رادیکال: $\sqrt[3]{54} = \sqrt[3]{2 \times 3^3} = \sqrt[3]{3^3} \times \sqrt[3]{2}$.
۴) نتیجه: $\sqrt[3]{3^3} = 3$. پس $\sqrt[3]{54} = 3\sqrt[3]{2}$.

کاربرد در زندگی: از طراحی تا خرید

شاید بپرسید این محاسبات خشک به چه درد می‌خورد؟ چند مثال:

۱) طراحی و ساخت: یک نجار می‌خواهد برای یک قاب عکس مربعی، وسیله‌ای چوبی به طول $\sqrt{50}$ سانتیمتر ببرد. با ساده کردن ($\sqrt{50}=5\sqrt{2}$)، او می‌تواند به راحتی با اندازه‌گیر خود، 5 برابر اندازه $\sqrt{2}$ (حدود 7.07 سانتیمتر) را علامت بزند، که دقت کار را بالا می‌برد.

۲) محاسبه مقدار مواد: برای پخت یک کیک در ظرفی با مساحت مشخص، یا خرید فرش برای اتاقی با ابعاد غیر استاندارد، گاهی به اعداد رادیکالی برمی‌خوریم. ساده‌سازی کمک می‌کند تا بتوانیم اعداد را با هم مقایسه و جمع و تفریق کنیم.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

سوال ۱: آیا می‌توانیم بخش عددی خارج شده از رادیکال را دوباره به زیر رادیکال برگردانیم؟
پاسخ: بله، و این یک روش خوب برای بررسی کار است. کافی است عدد خارج شده را به توان همان رادیکال برسانید و دوباره زیر رادیکال ضرب کنید. مثال: $6\sqrt{2} = \sqrt{6^2 \times 2} = \sqrt{36 \times 2} = \sqrt{72}$.
سوال ۲: اشتباه رایج در ساده کردن رادیکال چیست؟
پاسخ: دو اشتباه متداول وجود دارد: اول، خارج نکردن بزرگترین مربع یا مکعب کامل. مثلاً در $\sqrt{72}$، بعضی ممکن است $\sqrt{4 \times 18} = 2\sqrt{18}$ را به عنوان جواب نهایی در نظر بگیرند که درست است، اما ساده‌ترین شکل نیست ($\sqrt{18}$ خودش قابل ساده شدن است). دوم، فراموش کردن ضرب کردن عوامل خارج شده در یکدیگر است.
سوال ۳: اگر عدد زیر رادیکال، خودش یک مربع یا مکعب کامل نباشد، آیا باز هم می‌توان آن را ساده کرد؟
پاسخ: نه همیشه. بعضی اعداد، مثل $\sqrt{15}$ که به عوامل اول $3 \times 5$ تجزیه می‌شود، هیچ عامل مربع کاملی جز 1 ندارند. پس این رادیکال ساده‌تر نمی‌شود و به همین شکل می‌ماند. این اعداد را "رادیکال ساده‌نشدنی" می‌نامیم.
جمع‌بندی: تجزیه عدد داخل رادیکال و خارج کردن عوامل مربع یا مکعب کامل، یک مهارت کلیدی برای کار با رادیکال‌هاست. این فرآیند چهارگانه (تجزیه به عوامل اول → شناسایی جفت یا سه‌تایی عوامل → خارج کردن از رادیکال → ضرب عوامل خارج شده) به ما کمک می‌کند اعداد پیچیده را به شکلی ساده‌تر، دقیق‌تر و قابل مدیریت‌تر برای محاسبات بعدی (مانند جمع، تفریق و تخمین) تبدیل کنیم. مانند هر مهارت ریاضی، تمرین با مثال‌های مختلف، تسلط شما را بر این موضوع بیشتر می‌کند.

پاورقی

1 عوامل (Factors): اعدادی که در هم ضرب می‌شوند تا عدد بزرگتری را بسازند. به انگلیسی: Factors.
2 مساحت (Area): اندازه سطح یک شکل دو بعدی. به انگلیسی: Area.
3 مربع کامل (Perfect Square): عددی که حاصل ضرب یک عدد طبیعی در خودش باشد. مانند 4، 9، 16، 25. به انگلیسی: Perfect Square.
4 عوامل اول (Prime Factors): اعداد اولی که در هم ضرب می‌شوند تا عدد مورد نظر به دست آید. مانند 12 = 2 × 2 × 3. به انگلیسی: Prime Factors.
* رادیکال (Radical): نماد ریشه‌گیری در ریاضیات ($\sqrt{}$, $\sqrt[3]{}$). به انگلیسی: Radical.

ساده کردن رادیکال مربع کامل عوامل اول جذر ریشه دوم