۱۰۰ هزار تومان هدیهٔ ثبت‌نام، تا ۱ میلیونبا ثبت‌نام گردونهٔ هدیه را بچرخان: دست‌کم ۱۰۰٬۰۰۰ تومان و تا ۱٬۰۰۰٬۰۰۰ تومان اعتبار هدیه، بدون کارت بانکیگردونهٔ هدیه۱ میلیون برای تو، ۱ میلیون برای دوستتدوستانت را دعوت کن: برای هر دوستی که فعال شود ۱٬۰۰۰٬۰۰۰ تومان اعتبار هدیه می‌گیری و خودش هم ۱٬۰۰۰٬۰۰۰ تومانجوایز
1xAi
ریاضی هشتم · فصل ۷

خلاصه درس فصل ۷ ریاضی هشتم؛ درسنامه و نکات مهم

«توان و جذر»، فصل ۷ کتاب ریاضی هشتم، صفحهٔ ۱۰۱ تا ۱۱۸، پایهٔ هشتم: ۸ درس، هر کدام با توضیح مفاهیم، مثال حل‌شده و نکات مهم.

این درسنامه را هوش مصنوعی 1xAi از روی صفحه‌های همان درس در کتاب درسی نوشته است (برچسب «تولید هوش مصنوعی»). کنار توضیح‌ها شمارهٔ صفحهٔ کتاب آمده تا با کتاب مقایسه کنی، و مثال حل‌شدهٔ هر درس یک بار دیگر جداگانه حل و بررسی شده؛ مثالی که درست درنیامده حذف شده است.

نمونه سوال این فصل با جواب

درس ۱ · صفحهٔ ۱۰۱ تا ۱۰۶ · حدود ۱۵ دقیقه · تولید هوش مصنوعی

توان

در این درس یاد می‌گیری عبارت‌های توان‌دار را با تشخیص پایه، پرانتز و نوع عمل ساده کنی و قوانین ضرب، توانِ توان و تقسیم را درست به کار ببری.

پیش از شروع

شعاع منظومهٔ شمسی تقریباً 101310^{13} متر است و شعاع جهانِ قابل مشاهده حدود 101310^{13} برابر آن است. بدون نوشتن رشته‌ای طولانی از صفرها، چطور شعاع جهان را بیان می‌کنی؟

کافی است 101310^{13} را در 101310^{13} ضرب کنیم. با قانون ضرب توان‌های هم‌پایه، نتیجه 102610^{26} متر می‌شود؛ توان‌ها کمک می‌کنند عددهای بسیار بزرگ را کوتاه و خوانا بنویسیم.

دو راه برای ضرب

توان، نوشتن کوتاهِ ضربِ عامل‌های مساوی است؛ مثلاً در ama^m، عدد aa پایه و mm توان است. برای ضرب، اول نگاه کن چه چیزی مشترک است. اگر پایه‌ها مساوی باشند، پایه را نگه می‌داریم و توان‌ها را جمع می‌کنیم: am×an=am+na^m\times a^n=a^{m+n}. چون عامل‌های دو گروه کنار هم قرار می‌گیرند، تعدادشان بیشتر می‌شود.

اگر توان‌ها مساوی باشند، پایه‌ها را ضرب می‌کنیم و توان مشترک را نگه می‌داریم: am×bm=(ab)ma^m\times b^m=(ab)^m. این دو قانون را جابه‌جا به کار نبر؛ اگر نه پایه‌ها برابرند و نه توان‌ها، هیچ‌کدام مستقیم قابل استفاده نیست.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۰۲

توان روی توان

گاهی یک عدد توان‌دار، خودش به توان می‌رسد؛ مثل (am)n(a^m)^n. پرانتز یعنی تمامِ ama^m یک بسته است و این بسته، به تعداد توان بیرونی در خودش ضرب می‌شود. در هر بسته mm عامل داریم و تعداد بسته‌ها nn است؛ پس روی‌هم mnmn عامل داریم.

بنابراین در توانِ توان، توان‌ها ضرب می‌شوند: (am)n=amn(a^m)^n=a^{mn}. این وضعیت با ضرب دو عدد توان‌دار فرق دارد. در am×ana^m\times a^n دو گروه عامل را کنار هم می‌گذاریم، اما در (am)n(a^m)^n یک گروه را چند بار تکرار می‌کنیم. پیش از محاسبه، به پرانتز و علامت ضرب نگاه کن.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۰۳

پرانتز و علامت

قبل از هر قانون، مشخص کن پایه دقیقاً چیست. در (−5)2(-5)^2، علامت منفی داخل پرانتز است؛ پس پایه، عدد منفی است و در ضرب تکرار می‌شود. در −52-5^2، پایه فقط 55 است و منفی بعد از محاسبهٔ توان اعمال می‌شود. این دو نوشته یک معنا ندارند.

برای پایهٔ منفی، توان زوج نتیجهٔ مثبت و توان فرد نتیجهٔ منفی می‌دهد؛ چون هر جفت عامل منفی، حاصل‌ضرب مثبت دارد. همچنین برای هر پایهٔ ناصفر، a0=1a^0=1 است؛ توان صفر را با حاصل صفر اشتباه نگیر. هنگام ساده‌کردن، پرانتزهای پایهٔ منفی را حفظ کن تا علامت پاسخ گم نشود.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۰۴

جمع، ضرب نیست

قانون جمع کردن توان‌ها برای ضرب است، نه جمعِ دو عبارت. وقتی دو مقدار برابر را جمع می‌کنی، در واقع دو برابر یکی از آن‌ها را داری. درست مثل دو بستهٔ هم‌اندازه که تعداد وسایلشان را با دو برابر کردن محتوای یک بسته پیدا می‌کنی.

پس برای جمعِ چند عبارت توان‌دار یکسان، اول تعداد تکرارها را به صورت ضریب بنویس. به طور کلی A+A=2AA+A=2A است، حتی اگر خودِ AA عددی توان‌دار باشد. سپس بررسی کن آیا می‌توان ضریب و عبارت توان‌دار را با قانون ضرب ترکیب کرد. مستقیم جمع کردن توان‌ها در یک عبارت جمعی، راه درستی نیست.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۰۵

تقسیمِ هم‌پایه‌ها

در تقسیمِ توان‌های هم‌پایه، می‌توان عامل‌های مشترک صورت و مخرج را ساده کرد. هر عاملی که از مخرج حذف می‌شود، یک عامل هم از صورت کنار می‌رود؛ پس تعداد عامل‌های باقی‌مانده با تفریق به دست می‌آید.

برای پایهٔ ناصفر داریم: am÷an=am−na^m\div a^n=a^{m-n}. در نمونه‌های این درس، توان صورت را بزرگ‌تر یا مساوی توان مخرج می‌گیریم. پایه باید ناصفر باشد، چون تقسیم بر صفر تعریف نشده است. اگر دو توان برابر باشند، نسبت برابر یک می‌شود؛ این با قانون a0=1a^0=1 سازگار است. بنابراین در تقسیم، توان‌ها را کم می‌کنیم، نه اینکه آن‌ها را بر هم تقسیم کنیم.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۰۶

مثال حل‌شده

حاصل [(−2)2]3×(−2)4÷(−2)2\left[(-2)^2\right]^3\times(-2)^4\div(-2)^2 را ابتدا به صورت یک عدد توان‌دار و سپس به صورت عددی بنویس.

  1. اول توانِ توان را ساده می‌کنیم: [(−2)2]3=(−2)2×3=(−2)6\left[(-2)^2\right]^3=(-2)^{2\times3}=(-2)^6.

  2. اکنون عبارت برابر است با (−2)6×(−2)4÷(−2)2(-2)^6\times(-2)^4\div(-2)^2؛ پایهٔ همهٔ بخش‌ها همان (−2)(-2) است.

  3. برای ضربِ دو بخش اول، توان‌ها را جمع می‌کنیم: (−2)6+4÷(−2)2=(−2)10÷(−2)2(-2)^{6+4}\div(-2)^2=(-2)^{10}\div(-2)^2.

  4. در تقسیم، توان‌ها را کم می‌کنیم: (−2)10−2=(−2)8(-2)^{10-2}=(-2)^8.

  5. توان زوج است، پس حاصل مثبت می‌شود: (−2)8=256(-2)^8=256.

جواب: حاصل به صورت توان‌دار (−2)8(-2)^8 و مقدار عددی آن 256256 است.

نکات مهم

  • در ضربِ هم‌پایه‌ها توان‌ها جمع می‌شوند و در ضربِ هم‌توان‌ها، پایه‌ها در هم ضرب می‌شوند.
  • در توانِ توان، توان‌ها ضرب می‌شوند؛ پرانتزِ پایهٔ منفی را حفظ کن و قانون ضرب را برای جمع به کار نبر.
  • در تقسیمِ توان‌های هم‌پایهٔ ناصفر، توان مخرج از توان صورت کم می‌شود و توان صفرِ پایهٔ ناصفر برابر یک است.

تمرین تعاملی این درس (رایگان)تمرین تعاملی این درس

درس ۲ · صفحهٔ ۱۰۶ تا ۱۰۷ · حدود ۱۰ دقیقه · تولید هوش مصنوعی

تقسیم اعداد تواندار

در این درس یاد می‌گیری توان‌های با پایهٔ مساوی را تقسیم کنی و با ساده‌کردن عامل‌های مشترک، دلیل روش را توضیح بدهی.

پیش از شروع

دمای مرکز خورشید حدود 10710^7 درجهٔ سانتی‌گراد است. این عدد چند برابر دمای جوش آب، یعنی 10210^2 درجهٔ سانتی‌گراد، است؟ می‌توانی بدون نوشتن همهٔ صفرها پاسخ بدهی؟

بله؛ کافی است 10710^7 را بر 10210^2 تقسیم کنیم. با حذف عامل‌های مشترک، 10510^5 باقی می‌ماند؛ یعنی عددِ بیان‌کنندهٔ دمای مرکز خورشید، صد هزار برابر عددِ بیان‌کنندهٔ دمای جوش آب است.

چرا توان‌ها کم می‌شوند؟

توان، شکل کوتاهِ ضرب تکراری است؛ مثلاً 10710^7 یعنی هفت عاملِ 1010 در هم ضرب شده‌اند. وقتی آن را بر 10210^2 تقسیم می‌کنیم، می‌توانیم تقسیم را به شکل کسر بنویسیم و عامل‌های مشترک صورت و مخرج را ساده کنیم.

در اینجا دو عاملِ 1010 از صورت با دو عاملِ 1010 از مخرج ساده می‌شوند و پنج عامل در صورت باقی می‌ماند. راه دیگر این است که از همان ابتدا بنویسیم 107=102×10510^7=10^2\times10^5؛ آن‌وقت بخش مشترک بهتر دیده می‌شود.

پس این روش یک ترفند حفظی نیست؛ از معنای توان و ساده‌کردن کسر می‌آید. یادت باشد فقط عامل‌های ضربی مشترک و ناصفر را می‌توان ساده کرد.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۰۶

پایه ثابت، توان‌ها تفریق

حالا می‌توانیم نتیجه را به شکل یک قانون کوتاه بگوییم: در تقسیم توان‌ها با پایه‌های مساوی، پایه را نگه می‌داریم و توانِ مخرج را از توانِ صورت کم می‌کنیم. برای a≠0a\ne0 و m>nm>n داریم: am÷an=am−na^m\div a^n=a^{m-n}.

قبل از استفاده از قانون، یک لحظه پایه‌ها را بررسی کن: آیا دقیقاً یکسان‌اند؟ پایه ممکن است عدد مثبت، عدد منفی، کسر یا حتی عبارتی مثل (xy)(xy) باشد. اگر پایه منفی یا کسری است، پرانتزهای آن را نگه دار؛ مثلاً در (−9)5(-9)^5، تمامِ (−9)(-9) پایه است.

نکتهٔ کوچک اما مهم: عددی که توانش نوشته نشده، توانِ یک دارد؛ یعنی a=a1a=a^1. پس اگر در مخرج فقط aa دیدی، باید یک را از توان صورت کم کنی. شرطِ ناصفر بودن پایه هم لازم است، چون تقسیم بر صفر تعریف نشده است.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۰۶

وقتی عامل‌ها در مخرج می‌مانند

تا اینجا عامل‌های صورت بیشتر بود؛ اما اگر تعداد عامل‌ها برابر یا کمتر باشد چه می‌شود؟ باز هم همان ساده‌کردن عامل‌های مشترک به کمکمان می‌آید؛ لازم نیست قانون تازه‌ای حدس بزنیم.

اگر صورت و مخرج دقیقاً برابر و ناصفر باشند، حاصل تقسیم یک است. مثلاً در a3a3\frac{a^3}{a^3} با شرط a≠0a\ne0، همهٔ عامل‌ها ساده می‌شوند و حاصل 11 است، نه صفر.

اگر توانِ صورت کمتر باشد، پس از ساده‌کردن، چند عامل در مخرج می‌ماند. برای نمونه، در a3a5\frac{a^3}{a^5} سه عامل مشترک ساده می‌شود و حاصل 1a2\frac{1}{a^2} است. برای این حالت فعلاً پاسخ را به شکل کسر می‌نویسیم. همیشه از خودت بپرس: «عامل‌های اضافه کدام طرفِ کسر مانده‌اند؟»

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۰۷

مثال حل‌شده

حاصل (−35)5÷(−35)2\left(-\frac{3}{5}\right)^5\div\left(-\frac{3}{5}\right)^2 را به صورت یک عدد تواندار بنویس.

  1. پایهٔ هر دو توان، (−35)\left(-\frac{3}{5}\right) است؛ پایه‌ها برابر و ناصفرند، پس می‌توانیم قانون تقسیم را به کار ببریم.

  2. توانِ مخرج را از توانِ صورت کم می‌کنیم: 5−2=35-2=3.

  3. پایه را بدون تغییر و همراه پرانتز می‌نویسیم: (−35)5−2=(−35)3\left(-\frac{3}{5}\right)^{5-2}=\left(-\frac{3}{5}\right)^3.

  4. برای بررسی، به ضرب تکراری فکر می‌کنیم: از پنج عاملِ صورت، دو عامل با مخرج ساده می‌شود و سه عامل باقی می‌ماند؛ پس پاسخ درست است.

جواب: (−35)3\left(-\frac{3}{5}\right)^3

نکات مهم

  • در تقسیم توان‌های با پایهٔ مساوی و ناصفر، اگر توان صورت بیشتر باشد، پایه را نگه می‌داریم و توان مخرج را از توان صورت کم می‌کنیم.
  • پایه‌های منفی و کسری را با پرانتزشان نگه می‌داریم و توانِ نوشته‌نشده را یک در نظر می‌گیریم.
  • اگر توان‌ها برابر باشند حاصل یک است و اگر توان صورت کمتر باشد، عامل‌های باقی‌مانده در مخرج قرار می‌گیرند.

تمرین تعاملی این درس (رایگان)تمرین تعاملی این درس

درس ۳ · صفحهٔ ۱۰۷ تا ۱۱۰ · حدود ۱۵ دقیقه · تولید هوش مصنوعی

تقسیم دو عدد توان‌دار با توان‌های مساوی

در این درس یاد می‌گیری تقسیمِ دو عدد توان‌دار با توان‌های مساوی را انجام بدهی و در عبارت‌های ترکیبی، قانون مناسب را تشخیص بدهی.

پیش از شروع

بدون حساب‌کردن عددهای بزرگِ 12412^4 و 646^4، چطور می‌توانی حاصل تقسیمشان را به‌صورت یک عدد توان‌دار بنویسی؟

هر کدام از این توان‌ها از چهار عامل مساوی ساخته شده‌اند. با جفت‌کردن عامل‌های صورت و مخرج، چهار بار نسبتِ 1212 به 66 داریم؛ پس حاصل 242^4 است.

جفت‌کردن عامل‌ها

توان را مثل یک بستهٔ ضرب ببین: ama^m یعنی عاملِ aa به تعداد mm بار در خودش ضرب شده است. حالا اگر دو عدد توان‌دار، توان‌های برابر داشته باشند، تعداد عامل‌های صورت و مخرج یکسان است. می‌توانی هر عاملِ صورت را با یک عاملِ مخرج جفت کنی؛ همهٔ این جفت‌ها یک نسبت یکسان می‌سازند.

پس لازم نیست اول عددهای بزرگ را حساب کنی. کافی است نسبتِ پایه‌ها را پیدا کنی و همان تعداد تکرار را نگه داری. شبیه وقتی است که چند بستهٔ هم‌اندازه را مقایسه می‌کنی: نسبتِ تعداد چیزهای داخل هر بسته، راه مقایسه را کوتاه می‌کند. فقط یادت باشد مقسوم‌علیه نباید صفر باشد.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۰۷

قانون و تشخیص آن

حالا می‌توانیم روشمان را به یک قانون کوتاه تبدیل کنیم: وقتی توان‌ها مساوی‌اند، پایه‌ها را تقسیم می‌کنیم و توان مشترک را نگه می‌داریم. برای توان طبیعیِ mm داریم:

am÷bm=(ab)mb≠0a^m\div b^m=\left(\frac{a}{b}\right)^m\qquad b\ne0

پرانتز مهم است: تمامِ نسبتِ دو پایه باید به توان برسد. اگر پایه‌ها منفی باشند، اول علامتِ نسبت را مشخص کن؛ تقسیم دو عدد منفی، مثبت است. اگر نسبت منفی شد، زوج یا فرد بودن توان، علامتِ نتیجه را تعیین می‌کند.

این قانون را با تقسیمِ پایه‌های مساوی قاطی نکن! در ap÷aqa^p\div a^q، پایه ثابت می‌ماند و توان‌ها کم می‌شوند. پیش از هر تقسیم از خودت بپرس: «چه چیزی برابر است؛ پایه‌ها یا توان‌ها؟»

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۰۸

چند قانون، با ترتیب درست

در عبارت‌های چندبخشی ممکن است یک قانون کافی نباشد. اول ساختار عبارت را نگاه کن و بعد تصمیم بگیر کدام بخش‌ها را می‌توانی با هم ساده کنی. اگر یک پایه هم در صورت و هم در مخرج دیده می‌شود، توان‌های آن را کم کن. سپس بررسی کن آیا توان‌های باقی‌مانده مساوی شده‌اند یا نه؛ اگر مساوی باشند، می‌توانی آن‌ها را به یک توان تبدیل کنی.

برای مرتب‌کردن فکرهایت، این یادآوری کمک می‌کند: در ضربِ پایه‌های مساوی، توان‌ها جمع می‌شوند؛ در تقسیمِ پایه‌های مساوی، کم می‌شوند؛ و در توانِ یک توان، در هم ضرب می‌شوند. اما در تقسیمِ توان‌های مساوی، خودِ پایه‌ها تقسیم می‌شوند. هر بار دلیل انتخاب قانون را برای خودت بگو؛ این کار جلوی جابه‌جاکردن قانون‌ها را می‌گیرد.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۰۹

مثال حل‌شده

حاصل 56×6354×65\frac{5^6\times6^3}{5^4\times6^5} را به‌صورت یک عدد توان‌دار بنویس.

  1. عامل‌های دارای پایهٔ یکسان را کنار هم قرار می‌دهیم: 5654×6365\frac{5^6}{5^4}\times\frac{6^3}{6^5}.

  2. در نسبتِ اول، پایه‌ها مساوی‌اند؛ پس 5654=56−4=52\frac{5^6}{5^4}=5^{6-4}=5^2.

  3. در نسبتِ دوم، سه عاملِ صورت با سه عاملِ مخرج ساده می‌شوند: 6365=162\frac{6^3}{6^5}=\frac{1}{6^2}.

  4. بنابراین عبارت به 5262\frac{5^2}{6^2} تبدیل می‌شود.

  5. اکنون توان‌ها مساوی‌اند؛ پایه‌ها را تقسیم می‌کنیم و توان مشترک را نگه می‌داریم: 5262=(56)2\frac{5^2}{6^2}=\left(\frac{5}{6}\right)^2.

جواب: (56)2\left(\frac{5}{6}\right)^2

نکات مهم

  • در تقسیمِ توان‌های مساوی، پایه‌ها را تقسیم می‌کنیم و توان مشترک را نگه می‌داریم؛ مقسوم‌علیه باید ناصفر باشد.
  • در تقسیمِ پایه‌های مساوی، پایه ثابت می‌ماند و توانِ مخرج از توانِ صورت کم می‌شود.
  • در عبارت‌های ترکیبی، ابتدا بخش‌های دارای پایهٔ یکسان را ساده می‌کنیم و سپس به دنبال توان‌های مساوی می‌گردیم.

تمرین تعاملی این درس (رایگان)تمرین تعاملی این درس

درس ۴ · صفحهٔ ۱۱۰ تا ۱۱۲ · حدود ۱۱ دقیقه · تولید هوش مصنوعی

جذر تقریبی

در این درس یاد می‌گیری با مقایسهٔ مربع‌ها، جای جذر یک عدد را پیدا کنی و مقدار تقریبی آن را تا یک یا دو رقم اعشار بنویسی.

پیش از شروع

برای عبور از آبگذری با عرض 55 متر و رسیدن به بالای دیواری با ارتفاع 33 متر، پلی مستقیم لازم داریم. آیا یک پل به طول 5.55.5 متر کافی است؟

پل، وتر یک مثلث قائم‌الزاویه است؛ پس مربع طول آن برابر 52+32=345^2+3^2=34 می‌شود. چون 5.52=30.25<345.5^2=30.25<34، این پل کوتاه است؛ باید راهی پیدا کنیم که مقدار 34\sqrt{34} را دقیق‌تر تخمین بزنیم.

اول جای جذر را پیدا کن

گاهی پاسخ یک مسئله، جذر عددی است که مربع کامل نیست. مثلاً در مسئلهٔ پل، اگر طول پل را xx بنامیم، رابطهٔ فیثاغورس می‌گوید x2=52+32=34x^2=5^2+3^2=34؛ بنابراین طول پل 34\sqrt{34} متر است.

برای شروع، لازم نیست رقم‌های اعشاری را بدانیم. دو مربع کاملِ نزدیک به عدد را پیدا می‌کنیم: 25<34<3625<34<36. چون 52=255^2=25 و 62=366^2=36، نتیجه می‌گیریم 5<34<65<\sqrt{34}<6.

این یعنی جای پاسخ را در یک بازهٔ کوچک پیدا کرده‌ایم. یادت باشد در عددهای مثبت، هرچه عدد بزرگ‌تر باشد، مربعش هم بزرگ‌تر است؛ همین ویژگی پایهٔ روش ماست.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۰

با مربع کردن نزدیک‌تر شو

حالا که می‌دانیم پاسخ بین کدام دو عدد صحیح است، می‌توانیم بازه را کوچک‌تر کنیم. یک عدد داخل بازه انتخاب می‌کنیم و مربعش را با عددِ زیر رادیکال مقایسه می‌کنیم. اگر مربع کوچک‌تر باشد، حدس ما کوچک است؛ اگر بزرگ‌تر باشد، حدس ما بزرگ است.

برای مسئلهٔ پل، داریم 5.82=33.645.8^2=33.64 و 5.92=34.815.9^2=34.81. پس 5.8<34<5.95.8<\sqrt{34}<5.9. با همین روش می‌توان عددهای بین این دو را هم آزمود و به پاسخ نزدیک‌تر شد.

پیدا کردن بازه با نوشتن پاسخ تقریبی فرق دارد. بازه می‌گوید پاسخ کجاست؛ علامت ≃\simeq می‌گوید عددی نزدیک به پاسخ نوشته‌ایم، نه مقدار دقیق آن را.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۱

دقت بیشتر و گرد کردن

برای رسیدن به دو رقم اعشار، همان جست‌وجو را با گام‌های کوچک‌تر ادامه می‌دهیم: به‌جای دهم‌ها، صدم‌ها را آزمایش می‌کنیم. ماشین‌حساب هم می‌تواند رقم‌های بیشتری نشان دهد، اما بهتر است اول بازهٔ پاسخ را حدس بزنیم تا اگر عددی نامعقول دیدیم، متوجه شویم.

مثلاً نمایش ماشین‌حساب برای جذرِ مسئلهٔ پل 34≃5.83095\sqrt{34}\simeq5.83095 است. برای گرد کردن تا یک رقم اعشار، رقم صدم را می‌بینیم؛ پس پاسخ 5.85.8 است. برای دو رقم اعشار، رقم هزارم را می‌بینیم؛ پس پاسخ 5.835.83 است.

در گرد کردن، اگر رقم بعدی کمتر از 55 باشد، آخرین رقمِ نگه‌داشته‌شده تغییر نمی‌کند؛ اگر 55 یا بیشتر باشد، یکی به آن اضافه می‌کنیم. صرفاً پاک کردن رقم‌های اضافی همیشه گرد کردن نیست.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۲

مثال حل‌شده

مقدار 19\sqrt{19} را بدون استفاده از کلید جذر ماشین‌حساب، با گرد کردن تا یک رقم اعشار به دست آور.

  1. مربع‌های کاملِ اطراف عدد را پیدا می‌کنیم: 42=164^2=16 و 52=255^2=25؛ پس 4<19<54<\sqrt{19}<5.

  2. وسط بازه را آزمایش می‌کنیم: 4.52=20.25>194.5^2=20.25>19؛ پس 19<4.5\sqrt{19}<4.5.

  3. دو دهمِ نزدیک را می‌آزماییم: 4.32=18.494.3^2=18.49 و 4.42=19.364.4^2=19.36؛ بنابراین 4.3<19<4.44.3<\sqrt{19}<4.4.

  4. برای اینکه بدانیم به کدام سرِ این بازه گرد کنیم، نقطهٔ میانی را بررسی می‌کنیم: (4.3+4.4)÷2=4.35(4.3+4.4)\div2=4.35.

  5. چون 4.352=18.9225<194.35^2=18.9225<19، داریم 4.35<19<4.44.35<\sqrt{19}<4.4؛ پس جذر به 4.44.4 نزدیک‌تر است.

  6. پاسخ را با علامت تقریب می‌نویسیم: 19≃4.4\sqrt{19}\simeq4.4.

جواب: 19≃4.4\sqrt{19}\simeq4.4، با گرد کردن تا یک رقم اعشار.

نکات مهم

  • برای پیدا کردن بازهٔ جذر، عددِ زیر رادیکال را میان دو مربع کاملِ پیاپی قرار بده.
  • با مربع کردن عددهای اعشاری و مقایسه با عددِ زیر رادیکال، بازهٔ جذر را کوچک‌تر کن.
  • برای گرد کردن پاسخ، رقمِ بلافاصله بعد از آخرین رقمِ موردنیاز را بررسی کن و به‌جای تساوی از علامت ≃\simeq استفاده کن.

تمرین تعاملی این درس (رایگان)تمرین تعاملی این درس

درس ۵ · صفحهٔ ۱۱۲ تا ۱۱۴ · حدود ۱۲ دقیقه · تولید هوش مصنوعی

تمرین

در این درس یاد می‌گیری ریشه‌ها را تخمین بزنی و مقایسه کنی و عددهای رادیکالی و جمع و تفریق آن‌ها با عددهای صحیح را روی محور نشان بدهی.

پیش از شروع

ماشین‌حساب فقط چند رقم اعشار از 2\sqrt{2} نشان می‌دهد؛ آیا می‌توان با خط‌کش و پرگار، جای دقیق آن را روی محور پیدا کرد؟

بله! وترِ یک مثلث قائم‌الزاویه با دو ضلعِ قائمِ به طول 11، دقیقاً به اندازهٔ 2\sqrt{2} است. پرگار این طول را، بدون نیاز به نوشتن اعشار آن، به محور منتقل می‌کند.

از مربع‌ها به تخمین

برای تخمین یک ریشه، اول دنبال دو مربع کاملِ نزدیک به عدد زیر رادیکال بگرد. ریشهٔ آن دو مربع، مرزهای اولیهٔ تو هستند. سپس عددهای یک‌رقم‌اعشاریِ بین این دو مرز را به توان دو برسان تا بازه تنگ‌تر شود؛ درست مثل پیدا کردن جای یک نشانی، از محله تا کوچه!

اگر پاسخ را با گرد کردن بخواهیم، باید نزدیک‌ترین عدد با تعداد رقم خواسته‌شده را انتخاب کنیم، نه اینکه فقط رقم‌های بعدی را حذف کنیم. برای مقایسه هم می‌توانی از همین بازه‌ها کمک بگیری. اگر از ماشین‌حساب استفاده می‌کنی، مقدار کاملِ هر طرفِ مقایسه را حساب کن؛ جمع یا تفریقِ بیرون رادیکال را فراموش نکن.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۲

جای ریشه‌ها روی محور

روی محور، هرچه به راست برویم عددها بزرگ‌تر می‌شوند. برای پیدا کردن جای یک عدد رادیکالی، اول مقدار یا بازهٔ آن را بشناس. مثلاً 25\sqrt{25} همان 55 است؛ اما −25-\sqrt{25} در سمت چپ صفر و روی −5-5 قرار می‌گیرد. علامت منفی بیرون رادیکال را نادیده نگیر!

دو عددِ a\sqrt{a} و −a-\sqrt{a} برای a>0a>0 از صفر فاصلهٔ برابر دارند و قرینهٔ یکدیگرند. در تمرینِ انتخاب عدد برای یک نقطه، فقط حدس نزن: ابتدا بازهٔ هر گزینه را مشخص کن، سپس جای آن را با نقطه بسنج. برای عددهای منفی، فاصلهٔ بیشتر از صفر یعنی قرار گرفتن در سمت چپ‌تر، نه بزرگ‌تر بودن.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۳

ساخت دقیق یک ریشه

تخمین، جای یک عدد را تقریباً نشان می‌دهد؛ اما هندسه می‌تواند بعضی طول‌های رادیکالی را دقیق بسازد. روی محور، OO را مبدأ و AA را نقطهٔ 11 بگیر. در AA پاره‌خطی عمود بر محور به طول 11 رسم کن و سر آن را BB بنام. طبق رابطهٔ فیثاغورس، OB2=12+12=2OB^2=1^2+1^2=2؛ پس طول وتر OB=2OB=\sqrt{2} است.

حالا پرگار را به اندازهٔ OBOB باز کن و با مرکز OO کمان بزن. برخورد کمان با سمت راست محور، 2\sqrt{2} را نشان می‌دهد؛ برخورد سمت چپ، −2-\sqrt{2} را. پرگار مثل وسیله‌ای برای جابه‌جاییِ طول عمل می‌کند. با ساختن مثلث قائم‌الزاویهٔ بعدی، با ضلع‌های قائمِ 2\sqrt{2} و 11، می‌توان طول 3\sqrt{3} را هم ساخت.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۴

جابه‌جایی طول روی محور

وقتی طولی رادیکالی را ساخته‌ای، برای نمایش جمع و تفریق لازم نیست دوباره از اول شروع کنی. جمعِ یک عدد مثبت، نقطه را به راست می‌برد و کم کردنِ آن، نقطه را به چپ می‌برد. مثل راه رفتن روی خطی که روی زمین کشیده‌ای!

برای نمایش 3+1\sqrt{3}+1 می‌توانی از نقطهٔ 11 شروع کنی و به اندازهٔ 3\sqrt{3} به راست بروی. برای 3−2\sqrt{3}-2 نیز عبارت را به شکل −2+3-2+\sqrt{3} ببین: از −2-2 شروع کن و همان طول را به راست منتقل کن. چون 1<3<21<\sqrt{3}<2 است، نقطهٔ پایانی بین −1-1 و 00 قرار می‌گیرد. یادت باشد 3−2\sqrt{3}-2 با 3−2\sqrt{3-2} یکی نیست؛ جای رادیکال مهم است.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۴

مثال حل‌شده

بدون ماشین‌حساب، مقدار 40\sqrt{40} را با گرد کردن به نزدیک‌ترین دهم به دست آور.

  1. مربع‌های کاملِ دو طرف را پیدا می‌کنیم: 62=366^2=36 و 72=497^2=49؛ پس 6<40<76<\sqrt{40}<7.

  2. دهم‌های نزدیک را آزمایش می‌کنیم: 6.32=39.696.3^2=39.69 و 6.42=40.966.4^2=40.96.

  3. چون 39.69<40<40.9639.69<40<40.96، نتیجه می‌گیریم 6.3<40<6.46.3<\sqrt{40}<6.4.

  4. برای گرد کردن، وسط این بازه یعنی 6.356.35 را بررسی می‌کنیم: 6.352=40.3225>406.35^2=40.3225>40؛ بنابراین 40<6.35\sqrt{40}<6.35.

  5. پس ریشه در نیمهٔ نزدیک‌تر به 6.36.3 قرار دارد و پاسخِ گرد‌شده 6.36.3 است.

جواب: با گرد کردن به نزدیک‌ترین دهم، 40≃6.3\sqrt{40}\simeq6.3.

نکات مهم

  • برای تخمین ریشه، عدد زیر رادیکال را بین مربع‌های مناسب قرار بده و بازه را کم‌کم کوچک‌تر کن.
  • عددهای a\sqrt{a} و −a-\sqrt{a} برای a>0a>0 در دو طرف صفر و با فاصلهٔ برابر از آن قرار دارند.
  • با فیثاغورس طول رادیکالی بساز و با پرگار و جابه‌جایی به راست یا چپ، جای عبارت را روی محور پیدا کن.

تمرین تعاملی این درس (رایگان)تمرین تعاملی این درس

درس ۶ · صفحهٔ ۱۱۴ تا ۱۱۵ · حدود ۹ دقیقه · تولید هوش مصنوعی

نمایش اعداد رادیکالی روی محور اعداد

در این درس یاد می‌گیری طول‌های رادیکالی را با مثلث قائم‌الزاویه بسازی، آن‌ها را روی محور جابه‌جا کنی و از خاصیت ضرب رادیکال‌ها برای ساده‌کردن استفاده کنی.

پیش از شروع

اگر ماشین‌حساب نداشته باشی، می‌توانی جای دقیق 2\sqrt{2} را فقط با یک مثلث قائم‌الزاویه و پرگار روی محور پیدا کنی؟

بله! وتر مثلث قائم‌الزاویه‌ای که هر دو ضلع قائمش 11 هستند، دقیقاً 2\sqrt{2} طول دارد. پرگار همین طول را بدون تبدیل کردن به عدد اعشاری، روی محور منتقل می‌کند.

طول دقیق، بدون اعشار

برای نشان دادن یک عدد روی محور، باید فاصله و جهت آن نسبت به صفر را بشناسیم. برای 2\sqrt{2}، از یک مثلث قائم‌الزاویه با دو ضلع قائمِ 11 استفاده می‌کنیم. طبق رابطهٔ فیثاغورس، مربع طول وتر برابر 12+12=21^2+1^2=2 است؛ پس طول وتر 2\sqrt{2} می‌شود.

حالا سوزن پرگار را روی صفر می‌گذاریم و دهانه‌اش را به اندازهٔ وتر باز می‌کنیم. برخورد کمان با نیم‌محور مثبت، جای دقیق 2\sqrt{2} است. پرگار مثل وسیله‌ای برای «جابه‌جا کردن طول» عمل می‌کند؛ لازم نیست مقدار اعشاری طول را بدانیم.

برای −2-\sqrt{2}، همان فاصله را در سمت چپ صفر مشخص می‌کنیم. طول همیشه نامنفی است؛ علامت منفی فقط سمت نقطه را تعیین می‌کند.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۴

هر مثلث، یک طول تازه

می‌توانیم از طولی که ساخته‌ایم، برای ساختن طول بعدی کمک بگیریم. یک مثلث قائم‌الزاویه بساز که یکی از ضلع‌های قائمش وتر قبلی، یعنی 2\sqrt{2}، و ضلع قائم دیگرش 11 باشد. مربع وتر تازه برابر 2+1=32+1=3 می‌شود؛ پس طول آن 3\sqrt{3} است.

همین روش ادامه پیدا می‌کند: هر بار وتر قبلی یک ضلع قائمِ مثلث بعدی می‌شود و ضلع قائم دیگر را به طول 11، عمود بر آن می‌سازیم. در نتیجه، عدد زیر رادیکالِ وتر تازه، یکی بیشتر می‌شود.

نکتهٔ مهم این است که به خودِ طول قبلی، 11 اضافه نمی‌کنیم؛ این مربع طول وتر است که یک واحد افزایش می‌یابد. هر طول ساخته‌شده را هم می‌توانیم با پرگار از صفر به محور منتقل کنیم.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۴

شروع از جایی غیر از صفر

وقتی یک طول رادیکالی را ساخته‌ای، لازم نیست همیشه آن را از صفر روی محور بگذاری. می‌توانی از یک عدد دیگر شروع کنی؛ درست مثل راه رفتن روی محور که هم نقطهٔ شروع مهم است و هم جهت حرکت.

برای نمایش 3+1\sqrt{3}+1، از 11 به اندازهٔ 3\sqrt{3} به راست می‌رویم. سوزن پرگار روی 11 قرار می‌گیرد و دهانهٔ آن برابر طولِ ساخته‌شدهٔ 3\sqrt{3} است. برخورد کمان با محور در سمت راستِ نقطهٔ شروع را انتخاب می‌کنیم.

برای تفریق هم عبارت را به شکل مناسب می‌نویسیم: 3−2=−2+3\sqrt{3}-2=-2+\sqrt{3}. اکنون نقطهٔ شروع −2-2 است و چون طول رادیکالی را اضافه می‌کنیم، جهت حرکت به راست خواهد بود. علامتِ هر بخش را جداگانه بخوان، نه فقط علامتِ کل عبارت را.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۴

ضرب رادیکال‌ها و ساده‌کردن

در صفحهٔ بعد، رابطه‌ای میان ضرب و رادیکال بررسی می‌شود. اگر aa و bb مثبت باشند، ریشهٔ حاصل‌ضربشان با حاصل‌ضرب ریشه‌هایشان برابر است:

ab=a×b\sqrt{ab}=\sqrt{a}\times\sqrt{b}

این رابطه را در هر دو جهت می‌توان به کار برد: می‌توانیم دو رادیکال را زیر یک رادیکال ببریم، یا عدد زیر رادیکال را به دو عامل بشکنیم. برای ساده‌کردن، بهتر است یکی از عامل‌ها مربع کامل باشد؛ چون ریشهٔ آن عددی صحیح است. مثلاً در تجزیهٔ عدد زیر رادیکال، به دنبال عامل‌هایی مانند 44، 99 یا 2525 می‌گردیم.

اما این قانون مربوط به ضرب است، نه جمع. معمولاً نمی‌توان a+b\sqrt{a+b} را به a+b\sqrt{a}+\sqrt{b} تبدیل کرد. پیش از به‌کاربردن یک خاصیت، حتماً نگاه کن که عملِ داخل رادیکال ضرب است یا جمع.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۵

مثال حل‌شده

عدد 3−2\sqrt{3}-2 را با کمک مثلث قائم‌الزاویه و پرگار روی محور اعداد نمایش بده.

  1. روی کاغذ، یک مثلث قائم‌الزاویه با دو ضلع قائمِ 11 بساز. با فیثاغورس، طول وتر آن 12+12=2\sqrt{1^2+1^2}=\sqrt{2} است.

  2. مثلث قائم‌الزاویهٔ دیگری بساز که ضلع‌های قائمش 2\sqrt{2} و 11 باشند. طول وتر تازه برابر (2)2+12=3\sqrt{(\sqrt{2})^2+1^2}=\sqrt{3} می‌شود.

  3. عبارت را به صورت 3−2=−2+3\sqrt{3}-2=-2+\sqrt{3} بنویس؛ پس نقطهٔ شروع روی محور −2-2 است.

  4. دهانهٔ پرگار را برابر وترِ 3\sqrt{3} باز کن و سوزن آن را روی نقطهٔ −2-2 بگذار.

  5. کمانی بزن و برخورد آن با محور در سمت راستِ −2-2 را علامت بزن. فاصلهٔ این نقطه از −2-2 دقیقاً 3\sqrt{3} است.

  6. جای نقطه را بررسی کن: چون 1<3<21<\sqrt{3}<2، داریم −1<3−2<0-1<\sqrt{3}-2<0؛ پس نقطه باید بین −1-1 و 00 باشد.

جواب: نقطهٔ به‌دست‌آمده در سمت راستِ −2-2، عدد 3−2\sqrt{3}-2 را نمایش می‌دهد و بین −1-1 و 00 قرار دارد.

نکات مهم

  • با فیثاغورس، طول رادیکالی می‌سازیم و با پرگار همان طول را دقیقاً به محور منتقل می‌کنیم.
  • برای نمایش عددی مانند −2+3-2+\sqrt{3}، از بخش صحیح شروع می‌کنیم و به اندازهٔ بخش مثبت به راست می‌رویم.
  • برای عددهای مثبت، ab=a×b\sqrt{ab}=\sqrt{a}\times\sqrt{b} برقرار است، اما چنین قانونی برای جمع نداریم.

تمرین تعاملی این درس (رایگان)تمرین تعاملی این درس

درس ۷ · صفحهٔ ۱۱۵ تا ۱۱۸ · حدود ۱۵ دقیقه · تولید هوش مصنوعی

خواص ضرب و تقسیم رادیکال‌ها

در این درس یاد می‌گیری رادیکال‌ها را ضرب و تقسیم کنی و با پیدا کردن عامل‌های مربع کامل، آن‌ها را ساده کنی.

پیش از شروع

فکر می‌کنی ممکن است حاصل ضرب دو عدد رادیکالی مثل 8\sqrt{8} و 2\sqrt{2}، یک عدد طبیعی باشد؟ پیش از حساب کردن، حدست را بگو!

بله؛ گاهی ضرب دو عدد رادیکالی به عددی طبیعی می‌رسد. اینجا 8×2=16=4\sqrt{8}\times\sqrt{2}=\sqrt{16}=4 است؛ در این درس می‌فهمیم چرا می‌توانیم این دو رادیکال را به یک رادیکال تبدیل کنیم.

ضرب زیر یک رادیکال

در جدول کتاب، یک بار حاصل‌ضرب دو عدد را حساب می‌کنیم و بعد جذر می‌گیریم؛ بار دیگر اول جذر هر عدد را می‌گیریم و بعد آن‌ها را ضرب می‌کنیم. مقایسه نشان می‌دهد که پاسخ‌ها یکسان‌اند.

برای دو عدد نامنفی aa و bb داریم:

ab=a×b\sqrt{ab}=\sqrt{a}\times\sqrt{b}

این قانون را می‌توان از هر دو طرف خواند: هم یک رادیکال را به ضرب دو رادیکال تبدیل کنیم، هم ضرب دو رادیکال را زیر یک رادیکال ببریم. مثلاً 4×9=36=6\sqrt{4}\times\sqrt{9}=\sqrt{36}=6.

حواست به نوع عمل باشد: این قانون دربارهٔ ضرب است، نه جمع. برای بررسی جمع، کافی است یک نمونه را امتحان کنی: 9+16=5\sqrt{9+16}=5، اما 9+16=7\sqrt{9}+\sqrt{16}=7. پس جدا کردن رادیکال روی جمع، قانون درستی نیست.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۵

بیرون آوردن مربع کامل

حالا قانون ضرب را از سمت دیگر بخوانیم. برای ساده کردن یک رادیکال، عدد زیر آن را به دو عامل تبدیل می‌کنیم؛ بهتر است یکی از عامل‌ها مربع کامل باشد. مربع کامل عددی است که جذرش یک عدد صحیح می‌شود، مثل 44، 99 یا 2525.

مثلاً در 20\sqrt{20} می‌توانیم بنویسیم 20=4×520=4\times5. بنابراین 20=4×5=25\sqrt{20}=\sqrt{4}\times\sqrt{5}=2\sqrt{5}. عبارت آخر یعنی 2×52\times\sqrt{5}؛ فقط علامت ضرب را ننوشته‌ایم.

عامل مربع کامل پس از جذر گرفتن از رادیکال بیرون می‌آید، ولی عامل دیگر زیر رادیکال می‌ماند. پس نمی‌توانیم یک عامل را همان‌طور که هست بیرون بیاوریم. اگر چند عامل مربع کامل پیدا کردی، انتخاب بزرگ‌ترینِ آن‌ها معمولاً راه را کوتاه‌تر می‌کند.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۵

جذر یک کسر

در تقسیم هم می‌توانیم جذر صورت و مخرج را جداگانه بگیریم. اگر aa نامنفی و bb مثبت باشد، داریم:

ab=ab\sqrt{\frac{a}{b}}=\frac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}}

مثبت بودن مخرج مهم است؛ چون تقسیم بر صفر تعریف ندارد. مثلاً 916=34\sqrt{\frac{9}{16}}=\frac{3}{4}. می‌توانی آن را با یک مربع هم تصور کنی: اگر مساحت مربعی 916\frac{9}{16} مساحت مربعِ واحد باشد، طول ضلعش 34\frac{3}{4} طول ضلع مربعِ واحد است.

خودِ علامت جذر، مقدار نامنفی را نشان می‌دهد. اگر علامت منفی بیرون رادیکال باشد، اول جذر را حساب می‌کنیم و بعد قرینه‌اش را می‌نویسیم؛ مثلاً −916=−34-\sqrt{\frac{9}{16}}=-\frac{3}{4}. منفیِ بیرون رادیکال را نباید نادیده بگیریم.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۶

مثال حل‌شده

با استفاده از خواص ضرب و تقسیم رادیکال‌ها، عبارت 25×1249\sqrt{\frac{25\times12}{49}} را ساده کن.

  1. اول قانون تقسیم را به کار می‌بریم: 25×1249=25×1249\sqrt{\frac{25\times12}{49}}=\frac{\sqrt{25\times12}}{\sqrt{49}}.

  2. سپس رادیکال صورت را با قانون ضرب جدا می‌کنیم: 25×1249\frac{\sqrt{25}\times\sqrt{12}}{\sqrt{49}}.

  3. جذر مربع‌های کامل را حساب می‌کنیم: 5127\frac{5\sqrt{12}}{7}.

  4. برای ساده کردن رادیکال باقی‌مانده، می‌نویسیم: 12=4×3=23\sqrt{12}=\sqrt{4\times3}=2\sqrt{3}.

  5. جای‌گذاری و ضرب می‌کنیم: 5×237=1037\frac{5\times2\sqrt{3}}{7}=\frac{10\sqrt{3}}{7}؛ چون زیر رادیکال عامل مربع کاملِ بزرگ‌تر از یک باقی نمانده، کار تمام است.

جواب: 25×1249=1037\sqrt{\frac{25\times12}{49}}=\frac{10\sqrt{3}}{7}

نکات مهم

  • جذر حاصل‌ضرب دو عدد نامنفی برابر حاصل‌ضرب جذرهای آن‌هاست، اما چنین قانونی برای جمع نداریم.
  • برای ساده کردن رادیکال، یک عامل مربع کامل پیدا می‌کنیم و جذر آن عامل را بیرون رادیکال می‌نویسیم.
  • جذر کسر را می‌توان از تقسیم جذر صورت بر جذر مخرج به دست آورد، به شرط آنکه صورت نامنفی و مخرج مثبت باشد.

تمرین تعاملی این درس (رایگان)تمرین تعاملی این درس

درس ۸ · صفحهٔ ۱۱۸ · حدود ۷ دقیقه · تولید هوش مصنوعی

مرور فصل ۷

در این درس یاد می‌گیری قانون‌های توان و جذر را برای ساده‌کردن عبارت‌ها، تقریب و مقایسهٔ عددهای رادیکالی و شناخت نماد علمی به کار ببری.

پیش از شروع

آیا −24-2^4 و (−2)4(-2)^4 برابرند؟ فقط یک جفت پرانتز چطور می‌تواند نتیجه را عوض کند؟

در −24-2^4، ابتدا توان حساب می‌شود و علامت منفی بیرونِ توان می‌ماند؛ حاصل −16-16 است. اما در (−2)4(-2)^4، پایه خودِ عدد منفی است و حاصل 1616 می‌شود. در این مرور، هم قانون‌ها را یادآوری می‌کنیم و هم مراقب همین تفاوت‌های کوچک می‌مانیم.

قانون مناسبِ توان

در محاسبه‌های توان‌دار، اول پایه و نما را مشخص کن. در ضربِ توان‌های هم‌پایه، نماها جمع می‌شوند: am×an=am+na^m\times a^n=a^{m+n}. در تقسیمِ آن‌ها، نماها کم می‌شوند: aman=am−n\frac{a^m}{a^n}=a^{m-n}، به شرط a≠0a\ne0. اما در توانِ توان، نماها ضرب می‌شوند: (am)n=amn(a^m)^n=a^{mn}.

اگر نماها یکسان باشند، می‌توان پایه‌ها را تقسیم کرد: anbn=(ab)n\frac{a^n}{b^n}=(\frac{a}{b})^n، به شرط b≠0b\ne0. این قانون‌ها را از روی ظاهر عبارت انتخاب کن، نه از روی حدس. هنگام جایگذاری عددهای منفی هم پرانتز بگذار؛ مثلاً برای x=−2x=-2، عبارت x2x^2 به (−2)2(-2)^2 تبدیل می‌شود. این کار جلوی اشتباه علامت را می‌گیرد.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۸

ریشهٔ دوم و جذر تقریبی

ریشهٔ دومِ یک عدد، عددی است که مربعش برابر آن عدد باشد. هر عدد مثبت دو ریشهٔ دوم دارد که قرینهٔ یکدیگرند؛ مثلاً ریشه‌های دومِ 2525، عددهای 55 و −5-5 هستند. ولی نماد جذر فقط مقدار نامنفی را نشان می‌دهد؛ یعنی 25=5\sqrt{25}=5.

وقتی عدد مربع کامل نیست، آن را بین دو مربع کامل قرار بده. برای جذر تقریبیِ 9393، ابتدا از 92<93<1029^2<93<10^2 استفاده می‌کنیم. سپس در یک جدول، عددهای دارای یک رقم اعشار و بعد دو رقم اعشار را مربع می‌کنیم تا بازه کوچک‌تر شود. اگر هدف گرد کردن تا دو رقم اعشار باشد، باید رقم بعدی یا مقایسه با نقطهٔ میانی را هم بررسی کنیم؛ صرفِ پیدا کردن دو صدمِ پیاپی همیشه کافی نیست.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۸

جذر در محاسبه و روی محور

برای عددهای نامنفی، جذرِ حاصل‌ضرب را می‌توان به حاصل‌ضربِ جذرها تبدیل کرد: ab=a×b\sqrt{ab}=\sqrt a\times\sqrt b. برای تقسیم هم ab=ab\sqrt{\frac{a}{b}}=\frac{\sqrt a}{\sqrt b}، به شرط a≥0a\ge0 و b>0b>0. این قانون‌ها برای جمع و تفریق به همین شکل برقرار نیستند.

عدد رادیکالی فقط یک علامت روی کاغذ نیست؛ روی محور جای مشخصی دارد. برای ساختن طولِ 13\sqrt{13}، مثلث قائم‌الزاویه‌ای با ضلع‌های قائمِ 22 و 33 رسم کن؛ طبق رابطهٔ فیثاغورس، وترش همین طول را دارد. با پرگار این طول را از مبدأ روی سمت مثبت محور منتقل کن. اگر عدد منفی باشد، قرینهٔ نقطه را در سمت چپ مبدأ مشخص می‌کنیم.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۸

کاربرد توان: نماد علمی

توان‌ها فقط برای کوتاه کردن تمرین‌های ریاضی نیستند. نوشتن تعدادهای بسیار بزرگ یا اندازه‌های بسیار کوچک با رشته‌ای از صفرها، خواندن و مقایسه را دشوار می‌کند. نماد علمی راهی برای مرتب نوشتن این عددهاست.

در نماد علمیِ یک عدد مثبت، آن را به شکل a×10na\times10^n می‌نویسیم؛ ضریب باید شرطِ 1≤a<101\le a<10 را داشته باشد و nn عددی صحیح است. برای عددهای بزرگ، توانِ ده مثبت و برای عددهای مثبتِ کوچک‌تر از یک، منفی است. هنگام بررسی یک نوشته، هم به مقدار عدد توجه کن و هم به ضریب؛ هر عبارتِ دارای توانِ ده لزوماً نماد علمیِ استاندارد نیست.

کتاب درسی، صفحهٔ ۱۱۸

مثال حل‌شده

حاصل این عبارت از تمرین‌های ترکیبی را به دست آور: [310×(127)3]2÷[54×(125)2]3\left[3^{10}\times\left(\frac{1}{27}\right)^3\right]^2\div\left[5^4\times\left(\frac{1}{25}\right)^2\right]^3.

  1. پایه‌های هر کروشه را یکسان کن: 27=3327=3^3 و 25=5225=5^2؛ پس (127)3=139(\frac{1}{27})^3=\frac{1}{3^9} و (125)2=154(\frac{1}{25})^2=\frac{1}{5^4}.

  2. داخل کروشهٔ اول، قانون تقسیمِ توان‌های هم‌پایه را به کار ببر: 310×139=310−9=33^{10}\times\frac{1}{3^9}=3^{10-9}=3.

  3. داخل کروشهٔ دوم، صورت و مخرج برابرند: 54×154=15^4\times\frac{1}{5^4}=1.

  4. اکنون توان‌های بیرونی را حساب کن؛ عبارت به 32÷133^2\div1^3 تبدیل می‌شود.

  5. در پایان تقسیم کن: 9÷1=99\div1=9. ساده کردنِ داخل کروشه‌ها، ما را از محاسبهٔ عددهای بزرگ بی‌نیاز کرد.

جواب: حاصل عبارت برابر با 99 است.

نکات مهم

  • در عبارت‌های توان‌دار، قانون را با توجه به ساختار عبارت انتخاب کن و هنگام جایگذاری عدد منفی، پرانتز بگذار.
  • جذر مقدار نامنفی است و برای تقریب یا مقایسهٔ آن می‌توان از مربع‌های کامل و مربعِ عددهای اعشاری کمک گرفت.
  • قانون جذرِ حاصل‌ضرب و تقسیم، ساخت هندسی عددهای رادیکالی و نماد علمی، ابزارهای متفاوتی برای کار با عددها هستند.

تمرین تعاملی این درس (رایگان)تمرین تعاملی این درس

حالا خودت را بسنج: نمونه سوال این فصل با جواب (فصل ۷ ریاضی هشتم)

درس‌های فصل ۷ را تعاملی بخوان

در پنل یادگیری 1xAi هر کدام از این درس‌ها قدم به قدم پیش می‌رود: بعد از هر بخش یک سوال کوتاه، بعد مثال حل‌شده و در پایان برگهٔ خروج. جوابت ثبت می‌شود و سوال‌های هر درس در روزهای بعد برای مرور برمی‌گردند. درس‌های تعاملی رایگان‌اند؛ فقط تصحیح پاسخ کوتاه سهمیهٔ روزانهٔ رایگان دارد.

ساختن حساب رایگان است و بعد از ثبت‌نام مستقیم به همین بخش از پنل برمی‌گردی.

فصل ۷ ریاضی هشتم · رایگان