درسنامه آموزشی فصل چهارم ریاضی کلاس نهم
درس 3: ریشه گیری
فعالیت (صفحهٔ 68 کتاب درسی)
1- حاصل هر یک از عبارتهای زیر را مانند نمونهها به دست آورید:
${{(-3)}^{2}}=9$
${{(\sqrt{5})}^{2}}=5$
$\frac{1}{49}$ ${{\left( \frac{1}{7} \right)}^{2}}=$
$\frac{4}{9}$ ${{\left( -\frac{2}{3} \right)}^{2}}=$
$5$ ${{(-\sqrt{5})}^{2}}=$
$\frac{1}{49}$ ${{\left( -\frac{1}{7} \right)}^{2}}=$
$16$ ${{4}^{2}}=$
$16$ ${{(-4)}^{2}}=$
مربع (توان دوم) عددهای 3 و 3- برابر 9 است. اعداد 3 و 3- را ریشههای دوم عدد 9 مینامند.
همان گونه که در سالهای گذشته دیدهاید، ریشههای دوم 9 را با $\sqrt{9}$ و $-\sqrt{9}$ نمایش میدهند و داریم: $-\sqrt{9}=-3$ و $\sqrt{9}=3$.
2- جاهای خالی را در جدول زیر کامل کنید:
| $-\sqrt{6}$ | $\sqrt{6}$ | $-\frac{1}{7}$ | $\frac{1}{7}$ | $-\sqrt{5}$ | $\sqrt{5}$ | $-\frac{2}{3}$ | $\frac{2}{3}$ | 4- | 4 | 3- | 3 | عدد |
| 6 | $\frac{1}{49}$ | $5$ | $\frac{4}{9}$ | 16 | 9 | مربع عدد (توان دوم) | ||||||
ریشههای دوم عدد $\frac{4}{9}$، اعداد $\frac{2}{3}$ و $-\frac{2}{3}$ ریشههای دوم عدد هستند. ریشههای دوم 7، عددهای $\sqrt{7}$ و $-\sqrt{7}$ هستند. ریشهٔ دوم صفر، همان صفر است و داریم $\sqrt{0}=0$.
3- جاهای خالی را در جدول زیر کامل کنید.
| 0 | $-\frac{2}{3}$ | 5 | $-\frac{1}{2}$ | $\frac{1}{5}$ | $4$ | 3- | 3 | 2- | 2 | عدد |
| $0$ | $-\frac{8}{27}$ | $125$ | $-\frac{1}{8}$ | $\frac{1}{125}$ | 64 | $-27$ | $27$ | 8- | 8 | مکعب عدد (توان سوم) |
مکعب (توان سوم) عدد 2 برابر 8 است؛ یعنی ${{2}^{3}}=8$. ریشهٔ سوم عدد ٨ عددی است که وقتی به توان ٣ برسد، برابر ٨ میشود؛ پس، ریشهٔ سوم عدد 8 برابر 2 است و مینویسیم $\sqrt[3]{8}=2$. همچنین چون ${{(-2)}^{3}}=-8$ ریشهٔ سوم عدد 8- برابر 2 است و مینویسیم $\sqrt[3]{-8}=-2$؛ به عبارت دیگر با اینکه عددهای منفی ریشهٔ دوم ندارند، ولی ریشه سوم دارند. به کمک جدول قبل دیده میشود که ریشهٔ سوم عدد 64 برابر 4 و ریشهٔ سوم عدد $-\frac{8}{27}$ عدد $-\frac{2}{3}$ است.
4- طرف دوم تساویهای زیر را بنویسید:
${{(2)}^{3}}=8$ ${{(\sqrt[3]{8})}^{3}}=$
$-\frac{1}{2}$ $\sqrt[3]{-\frac{1}{8}}=$
$5$ $\sqrt[3]{125}=$
$-3$ $\sqrt[3]{-27}=$
کار در کلاس (صفحهٔ 69 کتاب درسی)
1- حاصل هر عبارت را به دست آورید:
$9$ $\sqrt{81}=$
$4$ $\sqrt{{{4}^{2}}}=$
$4$ $\sqrt{{{(-4)}^{2}}}=$
$-1$ $\sqrt[3]{-1}=$
$\frac{3}{5}$ $\sqrt[3]{\frac{27}{125}}=$
$6$ $\sqrt[3]{{{6}^{3}}}=$
$-\frac{2}{10}$ $\sqrt[3]{-\frac{8}{1000}}=$
$-7$ $\sqrt[3]{{{(-7)}^{3}}}=$
2- به کمک رابطه $\sqrt{{{x}^{2}}}=|x|$، که در فصل 2 آموختهاید، حاصل عبارتهای زیر را به دست آورید:
$\left| -6 \right|=6$ $\sqrt{{{(-6)}^{2}}}=$
$\left| 8 \right|=8$ $\sqrt{{{8}^{2}}}=$
$\left| -\frac{3}{5} \right|=\frac{3}{5}$ $\sqrt{{{\left( -\frac{3}{5} \right)}^{2}}}=$
$\left| 1-\sqrt{2} \right|=\sqrt{2}-1$ $\sqrt{{{(1-\sqrt{2})}^{2}}}=$
$\left| 2-9 \right|=7$ $\sqrt{{{(2-9)}^{2}}}=$
$\left| 1-\frac{1}{3} \right|=\frac{2}{3}$ $\sqrt{{{\left( 1-\frac{1}{3} \right)}^{2}}}=$
3- حاصل عبارت $\sqrt{{{x}^{2}}}+\sqrt{{{y}^{2}}}$ را در هر یک از حالتهای زیر به دست آورید؛ یکی از حالتها حل شده است.
الف) x و y هر دو مثبت هستند $(x \gt 0,y \gt 0)$.
$\left| x \right|+\left| y \right|=x+y$$\sqrt{{{x}^{2}}}+\sqrt{{{y}^{2}}}=$
ب) x مثبت و y منفی است $(x \gt 0,y \lt 0)$.
$\sqrt{{{x}^{2}}}+\sqrt{{{y}^{2}}}=\left| x \right|+\left| y \right|=x-y$
ج) x منفی و y مثبت است $(x \lt 0,y \gt 0)$.
$\left| x \right|+\left| y \right|=y-x$$\sqrt{{{x}^{2}}}+\sqrt{{{y}^{2}}}=$
د) x و y هر دو منفی هستند $(x \lt 0,y \lt 0)$.
$\left| x \right|+\left| y \right|=-x-y$$\sqrt{{{x}^{2}}}+\sqrt{{{y}^{2}}}=$
ضرب و تقسیم رادیکالها
در سال گذشته برای دو عدد مثبت a و b رابطههای زیر را آموختید:
$\sqrt{ab}=\sqrt{a}\times \sqrt{b}$
$\sqrt{\frac{a}{b}}=\frac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}}$
به کمک فعالیت زیر میتوان حدس زد که این روابط چگونه برای ریشهٔ سوم برقرار است.
فعالیت (صفحهٔ 70 کتاب درسی)
با توجه به عددهای داده شده a و b جدول زیر را مانند نمونه کامل کنید. با مقایسهٔ دو ستون آخر جدول چه حدسی میزنید؟
| $\sqrt[3]{a}\times \sqrt[3]{b}$ | $\sqrt[3]{ab}$ | ab | $\sqrt[3]{b}$ | b | $\sqrt[3]{a}$ | a |
| $2\times 5=10$ | 10 | 1000 | 5 | 125 | 2 | 8 |
| $3\times \frac{1}{2}=\frac{3}{2}$ | $\frac{3}{2}$ | $\frac{27}{8}$ | $\frac{1}{2}$ | $\frac{1}{8}$ | 3 | 27 |
| $(-2)\times 3=-6$ | 6- | 216- | 3 | 27 | 2- | 8- |
ریشۀ حاصلضرب دو عدد ($\sqrt[3]{ab}$) برابر است با حاصلضرب ریشۀ آن دو عدد $\sqrt[3]{a}\times \sqrt[3]{b}$.
کار در کلاس (صفحهٔ 70 کتاب درسی)
1- آیا تساوی زیر برقرار است؟ توضیح دهید.
$\sqrt[3]{8}+\sqrt[3]{27}=\sqrt[3]{8+27}$
میتوانید از استدلال زیر برای بیان نادرست بودن این تساوی استفاده کنید.
«سمت چپ تساوی برابر ٥ است؛ در حالی که سمت راست آن کمتر از ٤ است».
دقت کنید، چون ریشۀ سوم عدد 27 برابر 3 و ریشۀ سوم عدد 64 برابر 4 است. پس ریشۀ سوم عدد 35، کمتر از 4 است.
$2+3=5 \gt \sqrt[3]{35}$
2- در تساویهای زیر جاهای خالی را کامل کنید:
$\sqrt[3]{4}\times \sqrt[3]{16}=\sqrt[3]{4\times 16}=\sqrt[3]{{{4}^{3}}}=4$
$3\sqrt[3]{-2}\times 5\sqrt[3]{4}=15\sqrt[3]{-8}=15\times (-2)=-30$
$\sqrt[3]{128}=\sqrt[3]{64}\times \sqrt[3]{2}=4\sqrt[3]{2}$
$\sqrt[3]{20}=\sqrt[3]{4}\times \sqrt[3]{5}$
$\sqrt[3]{\frac{125}{64}}=\frac{\sqrt[3]{125}}{\sqrt[3]{64}}=\frac{5}{4}$
$\frac{\sqrt[3]{-54}}{\sqrt[3]{2}}=\sqrt[3]{\frac{-54}{2}}=\sqrt[3]{-27}=-3$
تمرین (صفحهٔ 71 کتاب درسی)
1- ریشههای دوم عددهای زیر را بیابید.
$\to \left\{ \begin{matrix}
\tfrac{7}{4} \\
-\tfrac{7}{4} \\
\end{matrix} \right.$ $\frac{49}{16}$
$\to \left\{ \begin{matrix}
\tfrac{1}{9} \\
-\tfrac{1}{9} \\
\end{matrix} \right.$ $\frac{1}{81}$
$\to \left\{ \begin{matrix}
\sqrt{15} \\
-\sqrt{15} \\
\end{matrix} \right.$$15$
$\to \left\{ \begin{matrix}
12 \\
-12 \\
\end{matrix} \right.$$144$
$\to \left\{ \begin{matrix}
2\sqrt{3} \\
-2\sqrt{3} \\
\end{matrix} \right.$$12$
$\to \left\{ \begin{matrix}
3\sqrt{2} \\
-3\sqrt{2} \\
\end{matrix} \right.$$18$
2- ریشهٔ سوم عددهای زیر را به دست آورید:
$\xrightarrow{\sqrt[3]{{}}}6$$216$
$\xrightarrow{\sqrt[3]{{}}}7$${{7}^{3}}$
$\xrightarrow{\sqrt[3]{{}}}-\sqrt[3]{5}$ $-5$
$\xrightarrow{\sqrt[3]{{}}}-\frac{1}{6}$ $-\frac{1}{216}$
$\xrightarrow{\sqrt[3]{{}}}\sqrt[3]{10}$$10$
3- کدام یک درست و کدام یک نادرست است؟
نادرست $\sqrt{{{(-1)}^{2}}}=-1$
درست $\sqrt[3]{{{(-1)}^{3}}}=-1$
درست $\sqrt{{{(-5)}^{2}}}=\left| -5 \right|=5$
درست $\sqrt[3]{{{(-5)}^{3}}}=-5$
درست $-\sqrt{\frac{49}{256}}=-\frac{7}{16}$
درست $\sqrt{1/44}=1/2$
درست ${{(\sqrt{-1})}^{2}}=1$
درست $\sqrt[3]{-64}=-4$
4- حاصل هر عبارت را به عدد مساوی آن در سطر دوم، وصل کنید:
$=5\times 6$ $\sqrt[3]{125}\times \sqrt{36}$ <===> (30)
$=(-1)\times 9$ $\sqrt[3]{-1}\times \sqrt{81}$ <===> (9-)
$=\sqrt[3]{27}$ $\sqrt[3]{\frac{81}{3}}$ <===> (3)
$=\sqrt[3]{-125}$ $\sqrt[3]{-25}\times \sqrt[3]{5}$ <===> (5-)
5- حداقل سه عدد صحیح مختلف مثال بزنید که اگر به جای a قرار دهیم، نامساوی زیر درست باشد:
$\sqrt[3]{a}<\sqrt{4}$
طرف راست نامساوی برابر 2 است. در طرف چپ، اگر به جای a عدد 8 را جایگزین کنیم، برابر 2 میشود. پس برای اینکه طرف چپ کوچکتر از طرف راست باشد، باید به جای a عدد صحیح کوچکتر از 8 جایگزین نمود. مانند 7، 6، 5، 4 و ....
6- رابطه $\sqrt{{{(-x)}^{2}}}=x$ به چه شرطی درست است؟ مثال بزنید.
اگر $x \gt 0$ باشد، رابطه درست است. $\sqrt{{{\left( -3 \right)}^{2}}}=3$ اما اگر x<0 باشد، جواب برابر قرینۀ x میشود.
$\sqrt{{{\left( -(-3) \right)}^{2}}}=3$
7- اگر مساحت کل یک مکعب $96{{a}^{2}}$ باشد، حجم آن را بر حسب a به دست آورید.
هر ضلع مکعب را x فرض کنید، چون مساحت کل مکعب متشکل از مساحت 6 وجه مربعی شکل است، پس داریم $6{{x}^{2}}=96{{a}^{2}}$ آنگاه؛
${{x}^{2}}=16{{a}^{2}}\Rightarrow x=\sqrt{16{{a}^{2}}}=4a$
در نتیجه حجم مکعب برابر است با؛ ${{\left( 4a \right)}^{3}}=64{{a}^{3}}$
8- اگر x>0 و y<0 باشد، حاصل $\sqrt{{{x}^{2}}}-\sqrt{{{y}^{2}}}$ را ساده کنید و بدون قدرمطلق بنویسید.
$=\left| x \right|-\left| y \right|=x-(-y)=x+y$ $\sqrt{{{x}^{2}}}-\sqrt{{{y}^{2}}}$
9- عبارتهای زیر را مانند نمونه ساده کنید: $\sqrt{90}=\sqrt{2\times {{3}^{2}}\times 5}=\sqrt{3{}^{2}}\times \sqrt{10}=3\sqrt{10}$
$=\sqrt{{{5}^{2}}\times 6}=\sqrt{{{5}^{2}}}\times \sqrt{6}=5\sqrt{6}$$\sqrt{150}$
$=\sqrt{{{4}^{2}}\times 5}=\sqrt{{{4}^{2}}}\times \sqrt{5}=4\sqrt{5}$$\sqrt{80}$
$=\sqrt{{{2}^{2}}\times 6}=\sqrt{{{2}^{2}}}\times \sqrt{6}=2\sqrt{6}$$\sqrt{24}$
$=\sqrt[3]{{{\left( {{5}^{3}} \right)}^{2}}}=\sqrt[3]{{{\left( {{5}^{2}} \right)}^{3}}}={{5}^{2}}=25$$\sqrt[3]{{{125}^{2}}}$
10- آیا تساویهای زیر درست است؟
درست است ${{(\sqrt[3]{-2})}^{3}}=-2$
${{\left( \sqrt[3]{-2} \right)}^{3}}=\sqrt[3]{-2}\times \sqrt[3]{-2}\times \sqrt[3]{-2}=\sqrt[3]{\left( -2 \right)\times \left( -2 \right)\times \left( -2 \right)}=\sqrt[3]{{{\left( -2 \right)}^{3}}}=-2$
درست است $\sqrt[3]{-4}=-\sqrt[3]{4}$
$\sqrt[3]{(-1)\times 4}=\sqrt[3]{-1}\times \sqrt[3]{4}=-1\times \sqrt[3]{4}=-\sqrt[3]{4}$
11- حاصل را به دست آورید:
$2\sqrt[3]{8\times 2}\times 3\sqrt[3]{4}=2\times 3\times \sqrt[3]{16\times 4}=6\sqrt[3]{{{4}^{3}}}=6\times 4=24$$2\sqrt[3]{16}\times 3\sqrt[3]{4}=$
$\frac{\sqrt{4\times 2}\times \sqrt{5}}{\sqrt{5}\times \sqrt{2}}=\frac{2\cancel{\sqrt{2}}\times \bcancel{\sqrt{5}}}{\bcancel{\sqrt{5}}\times \cancel{\sqrt{2}}}=2$$\frac{\sqrt{8}\times \sqrt{5}}{\sqrt{10}}=$
$\frac{\sqrt[3]{{{3}^{2}}\times 2}\times \sqrt[3]{{{2}^{2}}\times 5\times 3}}{\sqrt[3]{5}}=\frac{\sqrt[3]{{{3}^{3}}\times {{2}^{3}}\times 5}}{\sqrt[3]{5}}=\frac{6\sqrt[3]{5}}{\sqrt[3]{5}}=6$$\frac{\sqrt[3]{18}\times \sqrt[3]{60}}{\sqrt[3]{5}}=$