1.3 : Radicaux et expressions rationnelles
- Évaluez les racines carrées.
- Utilisez la règle du produit pour simplifier les racines carrées.
- Utilisez la règle du quotient pour simplifier les racines carrées.
- Ajoutez et soustrayez des racines carrées.
- Rationalisez les dénominateurs.
- Utilisez des racines rationnelles.
Une16 quincaillerie vend des échelles de 224 pieds et des échelles de 2 pieds. Une fenêtre est située12 pieds au-dessus du sol. Il faut acheter une échelle qui atteindra la fenêtre à partir d'un point situé au sol, aux5 pieds du bâtiment. Pour déterminer la longueur d'échelle nécessaire, nous pouvons dessiner un triangle droit comme indiqué sur la figure1.3.1 et utiliser le théorème de Pythagore.
Figure 1.3.1: Triangle droit
a2+b2=c252+122=c2169=c2
Now, we need to find out the length that, when squared, is 169, to determine which ladder to choose. In other words, we need to find a square root. In this section, we will investigate methods of finding solutions to problems such as this one.
Evaluating Square Roots
When the square root of a number is squared, the result is the original number. Since 42=16, the square root of 16 is 4.The square root function is the inverse of the squaring function just as subtraction is the inverse of addition. To undo squaring, we take the square root.
In general terms, if a is a positive real number, then the square root of a is a number that, when multiplied by itself, gives a.The square root could be positive or negative because multiplying two negative numbers gives a positive number. The principal square root is the nonnegative number that when multiplied by itself equals a. The square root obtained using a calculator is the principal square root.
The principal square root of a is written as √a. The symbol is called a radical, the term under the symbol is called the radicand, and the entire expression is called a radical expression.
Est-ce que√25=±5 ?
Solution
Non. Bien que les deux52 et le(−5)2 soient25, le symbole radical implique uniquement une racine non négative, la racine carrée principale. La racine carrée principale de25 est√25=5.
La racine carrée principale dea est le nombre non négatif qui, lorsqu'il est multiplié par lui-même, est égal àa. Il est écrit comme une expression radicale, avec un symbole appelé radical sur le terme appelé radicand :√a.
Évaluez chaque expression.
- √√16
- √49-√81
Solution
- √√16=√4=2parce que42=16 et22=4
- √49−√81=7−9=−2parce que72=49 et92=81
√25+144En effet, peut-on trouver les racines carrées avant de les ajouter ?
Solution
Non. √25+√144=5+12=17. Ceci n'est pas équivalent à√25+144=13. L'ordre des opérations nous oblige à ajouter les termes dans le radical et avant de trouver la racine carrée.
Évaluez chaque expression.
- √√81
- √36+√121
- Répondez à
-
3
- Réponse b
-
17
Utiliser la règle du produit pour simplifier les racines carrées
Pour simplifier une racine carrée, nous la réécrivons de telle sorte qu'il n'y ait pas de carrés parfaits dans le radicand. Les racines carrées possèdent plusieurs propriétés qui nous permettent de simplifier des expressions radicales complexes. La première règle que nous allons examiner est la règle du produit pour simplifier les racines carrées, qui nous permet de séparer la racine carrée d'un produit de deux nombres en le produit de deux expressions rationnelles distinctes. Par exemple, nous pouvons réécrire√15 comme√3×√5. Nous pouvons également utiliser la règle du produit pour exprimer le produit de plusieurs expressions radicales sous la forme d'une expression radicale unique.
Sia etb ne sont pas négatifs, la racine carrée du produitab est égale au produit des racines carrées dea etb
√ab=√a×√b
- Prenez en compte tous les carrés parfaits du radicand.
- Écrivez l'expression radicale comme un produit d'expressions radicales.
- Simplifiez.
Simplifiez l'expression radicale.
- √300
- √162a5b4
Solution
a.√100×3 Facteur du carré parfait à partir du radicand.
√100×√3Écrivez une expression radicale en tant que produit d'expressions radicales.
10√3SIMPLIFIER
b.√81a4b4×2a Facteur du carré parfait à partir du radicand
√81a4b4×√2aÉcrire une expression radicale en tant que produit d'expressions radicales
9a2b2√2aSIMPLIFIER
SIMPLIFIER√50x2y3z
- Réponse
-
5|x||y|√2yz
Remarquez les signes de valeur absolue autour dex ety ? C'est parce que leur valeur doit être positive !
- Exprime le produit de plusieurs expressions radicales sous la forme d'une expression radicale unique.
- Simplifiez.
Simplifiez l'expression radicale.
√12×√3
Solution
√12×3Express the product as a single radical expression√36Simplify6
√50x×√2xSimplifiez lesx>0 hypothèses
- Réponse
-
10|x|
Utilisation de la règle du quotient pour simplifier les racines carrées
Tout comme nous pouvons réécrire la racine carrée d'un produit en tant que produit de racines carrées, nous pouvons également réécrire la racine carrée d'un quotient en tant que quotient de racines carrées, en utilisant la règle du quotient pour simplifier les racines carrées. Il peut être utile de séparer le numérateur et le dénominateur d'une fraction sous un radical afin de pouvoir prendre leurs racines carrées séparément. Nous pouvons réécrire
√52=√5√2.
La racine carrée du quotientab est égale au quotient des racines carrées dea etb, oùb≠0.
√ab=√a√b
- Écrivez l'expression radicale comme le quotient de deux expressions radicales.
- Simplifiez le numérateur et le dénominateur.
Simplifiez l'expression radicale.
√536
Solution
√5√36Write as quotient of two radical expressions√56Simplify denominator
SIMPLIFIER√2x29y4
- Réponse
-
x√23y2
Nous n'avons pas besoin des signes de valeur absoluey2 car ce terme sera toujours non négatif.
Simplifiez l'expression radicale.
√234x11y√26x7y
Solution
√234x11y26x7yCombine numerator and denominator into one radical expression√9x4Simplify fraction3x2Simplify square root
SIMPLIFIER√9a5b14√3a4b5
- Réponse
-
b4√3ab
Ajouter et soustraire des racines carrées
Nous pouvons ajouter ou soustraire des expressions radicales uniquement lorsqu'elles ont le même radical et lorsqu'elles ont le même type de radical, par exemple des racines carrées. Par exemple, la somme de√2 et3√2 est4√2. Cependant, il est souvent possible de simplifier des expressions radicales, ce qui peut modifier le radical. L'expression radicale√18 peut être écrite avec a2 dans le radical et3√2, ainsi√2+√18=√2+3√2=4√2
- Simplifiez chaque expression radicale.
- Ajoutez ou soustrayez des expressions avec des radicaux égaux.
Ajoutez5√12+2√3.
Solution
Nous pouvons le réécrire5√12 comme5√4×3. Selon la règle du produit, cela devient5√4√3. La racine carrée de√4 est2, donc l'expression devient5×2√3, qui est10√3. Nous pouvons maintenant que les termes ont le même radical et que nous pouvons donc les ajouter.
10√3+2√3=12√3
Ajouter√5+6√20
- Réponse
-
13√5
Soustraire20√72a3b4c−14√8a3b4c
Solution
Réécrivez chaque terme de manière à ce qu'il ait des radicaux égaux.
20√72a3b4c=20√9√4√2√a√a2√(b2)2√c=20(3)(2)|a|b2√2ac=120|a|b2√2ac
14√8a3b4c=14√2√4√a√a2√(b2)2√c=14(2)|a|b2√2ac=28|a|b2√2ac
Maintenant, les termes ont le même radical, donc on peut les soustraire.
120|a|b2√2ac−28|a|b2√2ac=92|a|b2√2ac
Soustraire3√80x−4√45x
- Réponse
-
0
Rationalisation des dénominateurs
Lorsqu'une expression impliquant des radicaux carrés est écrite sous sa forme la plus simple, elle ne contiendra aucun radical dans le dénominateur. Nous pouvons éliminer les radicaux des dénominateurs des fractions en utilisant un processus appelé rationalisation du dénominateur.
Nous savons que la multiplication par1 ne modifie pas la valeur d'une expression. Nous utilisons cette propriété de multiplication pour modifier les expressions qui contiennent des radicaux dans le dénominateur. Pour éliminer les radicaux des dénominateurs des fractions, multipliez par la forme1 qui éliminera le radical.
Pour un dénominateur contenant un seul terme, multipliez par le radical du dénominateur sur lui-même. En d'autres termes, si le dénominateur estb√c, multipliez par√c√c.
Pour un dénominateur contenant la somme ou la différence d'un terme rationnel et d'un terme irrationnel, multipliez le numérateur et le dénominateur par le conjugué du dénominateur, obtenu en modifiant le signe de la partie radicale du dénominateur. Si le dénominateur esta+b√c, alors le conjugué esta−b√c.
- Multipliez le numérateur et le dénominateur par le radical du dénominateur.
- Simplifiez.
Écrivez2√33√10 sous la forme la plus simple
Solution
Le radical du dénominateur est√10. Multipliez donc la fraction par√10√10. Simplifiez ensuite.
2√33√10×√10√102√3030√3015
Écrivez12√3√2 sous la forme la plus simple
- Réponse
-
6√6
- Détermine le conjugué du dénominateur.
- Multipliez le numérateur et le dénominateur par le conjugué.
- Utilisez la propriété distributive.
- Simplifiez.
Écrivez41+√5 sous la forme la plus simple
Solution
Commencez par trouver le conjugué du dénominateur en écrivant le dénominateur et en modifiant le signe. Donc, le conjugué de1+√5 est1−√5. Multipliez ensuite la fraction par1−√51−√5.
41+√5×1−√51−√54−4√5−4Use the distributive property√5−1Simplify
Écrivez72+√3 sous la forme la plus simple
- Réponse
-
14−7√3
Utiliser Rational Roots
Bien que les racines carrées soient les racines rationnelles les plus courantes, nous pouvons également trouver des racines cubiques,5th des racines, des racines, etc.4th Tout comme la fonction de racine carrée est l'inverse de la fonction de quadrature, ces racines sont l'inverse de leurs fonctions de puissance respectives. Ces fonctions peuvent être utiles lorsque nous devons déterminer le nombre qui, lorsqu'il est élevé à une certaine puissance, donne un certain nombre.
Comprendre nthles racines
Supposons qu'on le sachea3=8. Nous voulons savoir à quel nombre est égal le nombre porté à la3rd puissance8. Puisque23=8, nous disons que2 c'est la racine cubique de8.
Lanth racine dea est un nombre qui, lorsqu'il est élevé à lanth puissance, donne a. Par exemple,−3 est la5th racine de−243 parce que(−3)5=−243. Sia c'est un nombre réel avec au moins unenth racine, alors lanth racine principale dea est le nombre avec le même signea que celui-ci, lorsqu'il est élevé à lanth puissance, égala.
Lanth racine principale dea est écrite sous la formen√a, oùn est un entier positif supérieur ou égal à2. Dans l'expression radicale, onn appelle l'indice du radical.
S'il s'aagit d'un nombre réel avec au moins unenth racine, alors la nthracine principale dea, écrite commen√a, est le nombre avec le même signe que celuia qui, lorsqu'il est élevé à lanth puissance, est égala. L'indice du radical estn.
Simplifiez chacun des éléments suivants :
- 5√−32
- 4√4×4√10234
- −3√8x6125
- 84√3−4√48
Solution
a.5√−32=−2 parce que(−2)5=−32
b. Tout d'abord, exprimez le produit sous la forme d'une expression radicalaire unique. 4√4096=8parce que84=4096
c.−3√8x63√125Write as quotient of two radical expressions−2x25Simplify
d.84√3−24√3Simplify to get equal radicands64√3Add
SIMPLIFIER
- 3√−216
- 34√804√5
- 63√9000+73√576
- Répondez à
-
−6
- Réponse b
-
6
- Réponse c
-
883√9
Utilisation d'exposants rationnels
Les expressions radicales peuvent également être écrites sans utiliser le symbole radical. Nous pouvons utiliser des exposants rationnels (fractionnaires). L'indice doit être un entier positif. Si l'indicen est pair, a ne peut pas être négatif.
Nous pouvons également avoir des exposants rationnels avec des numérateurs autres que1. Dans ces cas, l'exposant doit être une fraction dans les termes les plus bas. Nous élevons la base à une puissance et prenons une nième racine. Le numérateur nous indique la puissance et le dénominateur nous indique la racine.
Toutes les propriétés des exposants que nous avons apprises pour les exposants entiers sont également valables pour les exposants rationnels.
Les exposants rationnels sont un autre moyen d'exprimernth les racines principales. La forme générale de conversion entre une expression radicale avec un symbole radical et une expression avec un exposant rationnel est
amn=(n√a)m=n√am
- Déterminez la puissance en examinant le numérateur de l'exposant.
- Déterminez la racine en examinant le dénominateur de l'exposant.
- En utilisant la base comme radicand, augmentez le radicand à la puissance et utilisez la racine comme indice.
Écrivez34323 en radical. Simplifiez.
Solution
Le nous2 indique le pouvoir et le nous3 indique la racine.
34323=(3√343)2=3√3432
Nous le savons3√343=7 parce que73=343. Comme la racine cubique est facile à trouver, il est plus facile de la trouver avant de mettre au carré ce problème. En général, il est plus facile de trouver d'abord la racine, puis de l'élever à une puissance.
34323=(3√343)2=72=49
Écrivez952 en radical. Simplifiez.
- Réponse
-
(√9)5=35=243
Écrivez47√a2 à l'aide d'un exposant rationnel.
Solution
La puissance existe2 et la racine l'est7, donc l'exposant rationnel le sera27. Nous obtenons4a27. En utilisant les propriétés des exposants, nous obtenons47√a2=4a−27
Écrivezx√(5y)9 à l'aide d'un exposant rationnel.
- Réponse
-
x(5y)92
Simplifiez :
un.5(2x34)(3x15)
b.(169)−12
Solution
un.
30x34x15Multiply the coefficients30x34+15Use properties of exponents30x1920Simplify
b.
(916)12Use definition of negative exponents√916Rewrite as a radical√9√16Use the quotient rule34Simplify
SIMPLIFIER(8x)13(14x65)
- Réponse
-
28x2315
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Concepts clés
- La racine carrée principale d'un nombre \(a\)est le nombre non négatif qui, lorsqu'il est multiplié par lui-même, est égala . Voir l'exemple.
- Si \(a\)etb sont non négatifs, la racine carrée du produitab est égale au produit des racines carrées dea etb Voir Exemple et Exemple.
- Si \(a\)etb sont non négatifs, la racine carrée du quotientab est égale au quotient des racines carrées dea etb Voir Exemple et Exemple.
- Nous pouvons ajouter et soustraire des expressions radicales si elles ont le même radical et le même indice. Voir Exemple et Exemple.
- Les expressions radicales écrites dans leur forme la plus simple ne contiennent pas de radical dans le dénominateur. Pour éliminer le radical racine carrée du dénominateur, multipliez le numérateur et le dénominateur par le conjugué du dénominateur. Voir Exemple et Exemple.
- Lanth racine principale dea est le nombre ayant le même signea que celui lorsqu'il est élevé à lanth puissance égalea. Ces racines ont les mêmes propriétés que les racines carrées. Voir l'exemple.
- Les radicaux peuvent être réécrits en tant qu'exposants rationnels et les exposants rationnels peuvent être réécrits en tant que radicaux. Voir Exemple et Exemple.
- Les propriétés des exposants s'appliquent aux exposants rationnels. Voir l'exemple.