強基初中數學&學Python——第十九課 絕對值與根式

2021-02-19 學思營

    我們已經知道在式子裡有根號或相當於根號的指數的情況,是根式。只有二次根號的就是二次根號式。

    根式的乘除法:根式實際上是指數是分子為1的真分數,把根號變為指數,再按乘冪的乘除運算規律做就行了。

    請看下面的運算:

當a≥0是正確,但當a<0時是錯誤的。事實上二次根號並不是二次乘方的逆運算,它是算術平方根,符合下面的規範:

顯然a²≥0的,但通過指數運算後出現了錯誤的結果呢?

    看下面的算式:

5²=5×5=25

(-5)²=(-5)×(-5)=25

可見正數的平方和它的相反數的平方是一樣的,因此我們引入了「絕對值」運算:非負數的絕對值是本身,負數的絕對值是它的相反數。把數a的絕對記作「|a|」。用絕對值的概念修改剛才的算法:

怎樣的指數運算需要添加絕對值號呢?

    看看下面的運算:

也就是說,在根式運算中,如果底數部分有偶數次方的,那麼這個「乘方的底數」如果是字母加上絕對值號,如果是負數就取相反數。

    例題1:

    例題2:

    例題3:

    例題4:

    例題5:

    總結:根式的乘除運算並沒有什麼新的數學知識,只是冪的乘除運算的另一種形式,只要採用指數的加減運算就行了。當字母在算式中不隱含非負數條件,也沒有另外指明是非負數,在字母的偶數次冪時,需要把這個字母變為這個字母代數的絕對值。一般運算結果的分母不含根式;絕對值的偶數次方可以把絕對值運算去掉。

    練習題,計算:

    請看下面的根式加減:

總結:根式的加減,就是把根式化為最簡根式(底數不含大於1的同次乘方數的因數和不含同次乘方因式)後,把根式看作一個字母轉化為整式運算。

    練習題,計算:

    請看下面的例題:

總結:根式的混合運算,一般情況是用分配率轉換成多個根式的乘除後加減的式子,把每項根式乘除都化成最簡根式,就轉化成根式的加減運算了;如果把算式的根式變成字母轉化為整式後符合整式的公式,可以直接採用整式的公式計算。

    練習題,計算:

    「套娃二次根式」的計算方法:

    例題:

    練習題,計算下面「套娃二次根式」的值:

    Python學習時間:

    絕對值函數:

>>> abs(5)

5

>>> abs(0)

0

>>> abs(-5)

5

    算術平方根計算方法1:

>>> 2 ** 0.5

1.4142135623730951

>>> pow(2, 0.5)

1.4142135623730951

    算術平方根計算方法2:

>>> from fractions import Fraction

>>> 2 ** Fraction(1, 2)

1.4142135623730951

>>> pow(2, Fraction(1, 2))

1.4142135623730951

    算術平方根計算方法3:

>>> import math

>>> math.sqrt(2) #math模塊裡的算術平方根專用函數

1.4142135623730951

>>> math.pow(2, 0.5)

1.4142135623730951

    算術平方根計算方法4:

>>> import math

>>> from fractions import Fraction

>>> math.pow(2, Fraction(1, 2))

1.4142135623730951

除了math.sqrt函數外,其它方法也適合其它方根的計算。

    例題,編寫程序計算:

    程序代碼與運行結果:

    練習題,編寫Python程序計算:

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