Вычисление корня в Python – квадратный, кубический, n-степени
Содержание:развернуть
Если вам нужно найти сторону квадрата, когда известна одна лишь его площадь, или вы намерены рассчитать расстояние между двумя точками в декартовых координатах, то без особого инструмента не обойтись. Математики прошлого придумали для этих вычислений квадратный корень, а разработчики Python воплотили его в функции sqrt()
.
Но обо всём по порядку.
Что такое квадратный корень
Корнем квадратным из числа «X» называется такое число «Y», которое при возведении его во вторую степень даст в результате то самое число «X».
Операция нахождения числа «Y» называется извлечением квадратного корня из «X». В математике для её записи применяют знак радикала:
Нотация питона отличается в обоих случаях, и возведение в степень записывается при помощи оператора «**»:
a = 2
b = a ** 2 print(b)
> 4
А квадратный корень в питоне представлен в виде функции sqrt()
, которая существует в рамках модуля math
. Поэтому, чтобы начать работу с корнями, модуль math
нужно предварительно импортировать:
import math
Функция sqrt()
принимает один параметр — то число, из которого требуется извлечь квадратный корень. Тип данных возвращаемого значения —
.
import math
import random # пример использования функции sqrt()
# отыщем корень случайного числа и выведем его на экран rand_num = random.randint(1, 100)
sqrt_rand_num = math.sqrt(rand_num) print('Случайное число = ', rand_num)
> Случайное число = 49 print('Корень = ', sqrt_rand_num)
> Корень = 7.0
Квадратный корень
Положительное число
Именно на работу с неотрицательными числами «заточена» функция sqrt()
. Если число больше или равно нулю, то неважно, какой у него тип. Вы можете извлекать корень из целых чисел:
import math print(math.sqrt(100))
> 10.0
А можете — из вещественных:
import math print(math.sqrt(111. 5))
> 10.559356040971437
Легко проверить корректность полученных результатов с помощью обратной операции возведения в степень:
print(math.sqrt(70.5))
> 8.396427811873332 # возвести в степень можно так
print(8.396427811873332 ** 2)
> 70.5 # а можно с помощью функции pow()
print(pow(8.396427811873332, 2))
> 70.5
Отрицательное число
Функция sqrt()
не принимает отрицательных аргументов. Только положительные целые числа, вещественные числа и ноль.
Такая работа функции идёт вразрез с математическим определением. В математике корень спокойно извлекается из чисел меньше 0. Вот только результат получается комплексным, а таким он нужен для относительно узкого круга реальных задач, вроде расчетов в сфере электроэнергетики или физики волновых явлений.
Поэтому, если передадите отрицательное число в sqrt()
, то получите ошибку:
print(math.sqrt(-1))
> ValueError: math domain error
Ноль
Функция sqrt()
корректно отрабатывает с нулём на входе.
print(math.sqrt(0))
> 0.0
Кубический корень
Само название функции sqrt()
намекает нам на то, что она не подходит для извлечения корня степени отличной от двойки. Поэтому для извлечения кубических корней, сначала необходимо вспомнить связь между степенями и корнями, которую продемонстрируем на корне квадратном:
Вышеуказанное соотношение несложно доказать и для других степеней вида 1/n
.
# Квадратный корень можно извлечь с помощью операции возведения в степень "**"
a = 4
b = a ** 0.5 print(b)
> 2.0
В случае с квадратным или кубическим корнем эти операции действительно эквивалентны, но, вообще говоря, в математике извлечение корня и возведение в дробную степень имеют существенные отличия при рациональных степенях вида m/n, где m != 1. Формально, в дробно-рациональную степень можно возводить только положительные вещественные числа. В противном случае возникают проблемы:
👉 Таким образом, извлечь кубический корень в Python можно следующим образом:
print(pow(8, 1/3))
> 2. 0
Или же:
print(8 ** (1/3))
> 2.0
Корень n-степени
То, что справедливо для корня третьей степени, справедливо и для корней произвольной степени.
# извлечём корень 17-й степени из числа 5600 x = 5600
y = 17
z = pow(x, (1/y)) print(z)
> 1.6614284717080507 # проверяем корректность результата
print(pow(z, y))
> 5600.0
Но раз уж мы разбираемся с математической темой, то попытаемся мыслить более обобщённо. С помощью генератора случайных чисел с заданной точностью будем вычислять корень случайной степени из случайного числа:
import random # точность можно задать на ваше усмотрение
x = random.randint(1, 10000)
y = random.randint(1, 100)
z = pow(x, (1 / y))
print('Корень степени', y, 'из числа', x, 'равен', z) # при проверке вероятны незначительные расхождения из-за погрешности вычислений
print('Проверка', pow(z, y))
# но специально для вас автор накликал целочисленный результат
> Корень степени 17 из числа 6620 равен 1. 6778624404513571
> Проверка 6620.0
Решение реальной задачи с использованием sqrt
Корень — дитя геометрии. Когда Пифагор доказал свою знаменитую теорему, людям тут же захотелось вычислять стороны треугольников, проверять прямоту внешних углов и сооружать лестницы нужной длины.
Соотношение a2 + b2 = c2, где «a» и «b» — катеты, а «c» — гипотенуза — естественным образом требует извлекать корни при поиске неизвестной стороны. Python-а под рукой у древних греков и вавилонян не было, поэтому считать приходилось методом приближений. Жизнь стала проще, но расчет теоремы Пифагора никто не отменял и в XXI веке.
📡 Решим задачку про вышку сотовой связи. Заказчик требует рассчитать высоту сооружения, чтобы радиус покрытия был 23 километра. Мы неспешно отходим на заданное расстояние от предполагаемого места строительства и задумчиво смотрим под ноги. В голове появляются очертания треугольника с вершинами:
- Ваше местоположение;
- Центр Земли;
- Пиковая высота вышки.
Модель готова, приступаем к написанию кода:
import math # расстояние от вас до вышки
from_you_to_base_station = 23 # радиус земли
earth_radius = 6371 # расчет расстояния от центра земли до пика сооружения по теореме Пифагора
height = math.sqrt(from_you_to_base_station ** 2 + earth_radius ** 2) # расчет высоты вышки(км)
base_station_height = height - earth_radius print('Требуемая высота(м): ', round(base_station_height * 1000)) > Требуемая высота(м): 42
Расчёт выполнен, результат заказчику предоставлен. Можно идти пить чай и радоваться тому, что теперь ещё больше людей смогут звонить родным и сидеть в интернете.
Квадратный корень из 3;2;5 — Квадратный Корень
Квадратный корень из числа 3 — положительное действительное число, которое при умножении само на себя даёт число 3.
Его приблизительным значением с 69 цифрами после запятой является:
Округленное значение 1.732 является правильным с точностью до 0,01 %. Приблизительной правильной дробью является (1,7321 42857…).
Квадратный корень из 3 является иррациональным числом. Также известен как Феодоровская постоянная, названная в честь Феодора Киренского.
Может быть выражен в виде непрерывной дроби [1; 1, 2, 1, 2, 1, 2, …].
Геометрия
Квадратный корень из 3 равен длине между параллельными сторонами правильного шестиугольника со сторонами 1.Если равносторонний треугольник со сторонами длиной 1 делится на две равные половины, пересечением внутреннего угла для составления прямого угла с одной стороной, то получившийся прямоугольный треугольник имеет гипотенузу со стороной 1 и катеты длиной 1/2 и Поэтому тангенс 60° равен
Так же, это расстояние между параллельными сторонами правильного шестиугольника со сторонами 1.
является длиной диагонали куба со стороной 1.
Использование в других областях
Энергетика
При трехфазной системе токов модуль напряжения между двумя фазами (линейное напряжение) в больше модуля фазного напряжения
Квадратный корень из числа 2 — положительное вещественное число, которое при умножении само на себя даёт число 2. Обозначение: Приведём значение корня из 2 с 65 знаками после запятой:
- 1,414 213 562 373 095 048 801 688 724 209 698 078 569 671 875 376 948 073 176 679 737 99…
Геометрически корень из 2 можно представить как длину диагонали квадрата со стороной 1 (это следует из теоремы Пифагора). Вероятно, это было первое известное в истории математики иррациональное число (то есть число, которое нельзя точно представить в виде дроби).
Хорошим и часто используемым приближением к является дробь . Несмотря на то, что числитель и знаменатель дроби лишь двузначные целые, оно отличается от реального значения меньше, чем на 1/10000.
История
Вавилонская глиняная табличка с примечаниями.Вавилонская глиняная табличка (ок. 1800—1600 до н. э.) даёт приближённое значение в четырёх шестидесятеричных цифрах, что составляет 8 десятичных цифр:
Другое раннее приближение этого числа в древнеиндийском математическом тексте, Шульба-сутры (ок. 800—200 до н. э.) даётся следующим образом:
Пифагорейцы обнаружили, что диагональ квадрата несоизмерима с его стороной, или на современном языке, что квадратный корень из двух является иррациональным. Мало что известно с определённостью о времени и обстоятельствах этого выдающегося открытия, но традиционно его авторство приписывается Гиппасу из Метапонта.
Алгоритмы вычисления
Существует множество алгоритмов для вычисления значения квадратного корня из двух. В результате алгоритма получается приблизительное значение в виде обыкновенной или десятичной дроби. Самый популярный алгоритм для этого, который используется во многих компьютерах и калькуляторах, это вавилонский метод вычисления квадратных корней. Он состоит в следующем:
Чем больше повторений в алгоритме (то есть, чем больше «n»), тем лучше приближение квадратного корня из двух. Каждое повторение приблизительно удваивает количество правильных цифр. Приведём несколько первых приближений:
- 3/2 = 1. 5
- 17/12 = 1.416…
- 577/408 = 1.414215…
- 665857/470832 = 1.4142135623746…
В 1997 году Ясумаса Канада вычислил значение √2 до 137,438,953,444 десятичных знаков после запятой. В феврале 2007 года рекорд был побит: Сигэру Кондо вычислил 200 миллиардов десятичных знаков после запятой в течение 13 дней и 14 часов, используя процессор 3.6 GHz с 16 ГБ ОЗУ. Среди математических констант только было вычислено более точно.
Свойства квадратного корня из двух
Половина √2 приблизительно равна 0.70710 67811 86548; эта величина даёт в геометрии и тригонометрии координаты единичного вектора, образующего угол 45° с координатными осями:
Одно из интересных свойств √2 состоит в следующем:
- .Потому что
Это является результатом свойства серебряного сечения.
Другое интересное свойство √2:
Квадратный корень из двух может быть выражен в мнимых единицах i используя только квадратные корни и арифметические операции:
- и
Квадратный корень из 2 является единственным числом, отличным от 1, чья бесконечная тетрация равна его квадрату.
Квадратный корень из двух может быть также использован для приближения :
С точки зрения высшей алгебры, является корнем многочлена и поэтому является целым алгебраическим числом. Множество чисел вида , где — рациональные числа, образует алгебраическое поле. Оно обозначается и является подполем поля вещественных чисел.
Доказательство иррациональности
Применим доказательство от противного: допустим, рационален, то есть представляется в виде несократимой дроби , где и — целые числа. Возведём предполагаемое равенство в квадрат:
- .
Отсюда следует, что чётно, значит, чётно и . Пусть , где целое. Тогда
Следовательно, чётно, значит, чётно и . Мы получили, что и чётны, что противоречит несократимости дроби . Значит, исходное предположение было неверным, и — иррациональное число.
Непрерывная дробь
Квадратный корень из двух может быть представлен в виде непрерывной дроби:
Подходящие дроби данной непрерывной дроби дают приближённые значения, быстро сходящиеся к точному квадратному корню из двух. Способ их вычисления прост: если обозначить предыдущую подходящую дробь , то последующая имеет вид . Скорость сходимости здесь меньше, чем у метода Ньютона, но вычисления гораздо проще. Выпишем несколько первых приближений:
Квадрат последней приведенной дроби равен (округлённо) 2,000000177.
Размер бумаги
Квадратный корень из двух является пропорцией формата бумаги ISO 216. Соотношение сторон таково, что при разрезании листа пополам параллельно его короткой стороне получатся два листа той же пропорции.
Квадратный корень из числа 5 — положительное действительное число, которое при умножении само на себя даёт число 5. Это иррациональное и алгебраическое число.[1]
Его приблизительное значение с 59 цифрами после запятой является:
Округлённое значение 2.236 является правильным с точностью до 0,01 %. Компьютерная вычисленная точность составляет не менее 1 000 000 знаков.[2]
Может быть выражено в виде непрерывной дроби [2; 4, 4, 4, 4, 4, 4, …], последовательно это дроби:
Вавилонский метод
Вычисление корня из 5, начиная с r0 = 2, где rn+1 = (rn + 5/rn) / 2:
Золотое сечение
√5/2 — диагональ половины квадрата, представляет собой геометрическое представление о золотом сечении.Золотое сечение φ — среднее арифметическое 1 и корня из 5.[3]
() алгебраически можно выразить так:
Числа Фибоначчи могут быть выражены через корень из 5 так:
Отношение √5 к φ и наоборот дают интересные зависимости непрерывных дробей с числами Фибоначчи и числами Люка:[4]
Алгебра
Кольцо содержит числа вида , где a и b целые числа и мнимое число . Это кольцо является примером области целостности, не являющейся факториальным кольцом.
Число 6 представляется в данном кольце двумя способами:
Поле — абелево расширение рациональных чисел.
Теорема Кронекера — Вебера утверждает, что корень из 5 можно выразить линейной комбинацией корней из единицы:
Тождества Рамануджана
Корень из 5 появляется во множестве тождеств Рамануджана с непрерывными дробями. [5][6]
Например, случай непрерывных дробей Роджерса-Рамануджана:
Как вычислить корень из числа без калькулятора? —
Как извлечь квадратный корень из числа без калькулятора?
Рекомендуемый клип · 108 сек.
Как вычислять корни без Калькулятора ЕГЭ Математика 2018
YouTube
Начало рекомендуемого клипа
Конец рекомендуемого клипа
Как вычислить корень из числа?
0:33
2:28
Рекомендуемый клип · 77 сек.
Как извлечь квадратный корень — YouTube
YouTube
Начало рекомендуемого клипа
Конец рекомендуемого клипа
Как вычислить квадратный корень из числа?
0:13
1:48
Рекомендуемый клип · 91 сек.
Как найти квадратный корень — YouTube
YouTube
Начало рекомендуемого клипа
Конец рекомендуемого клипа
Как решать без калькулятора?
Рекомендуемый клип · 79 сек.
Как научиться считать без калькулятора | Осторожно, спойлер
YouTube
Начало рекомендуемого клипа
Конец рекомендуемого клипа
Как взять кубический корень из числа?
Запишите задачу.
- Запишите число, из которого нужно извлечь кубический корень. Число разбейте на группы по три цифры, причем отсчет начните с десятичной запятой.
- Возле и над числом нарисуйте знак корня.
- Над горизонтальной линией поставьте десятичную запятую.
Как извлечь квадратный корень из Пятизначного числа?
Рекомендуемый клип · 98 сек.
Извлечение квадратного корня из пятизначного числа — YouTube
YouTube
Начало рекомендуемого клипа
Конец рекомендуемого клипа
Как вычислить корень из 100?
0:44
1:48
Рекомендуемый клип · 48 сек.
Как найти квадратный корень — YouTube
YouTube
Начало рекомендуемого клипа
Конец рекомендуемого клипа
Какой корень из 6?
Корень квадратный из 6 равен 2. 4494897427832
степени→ числа↓ | 7 | 8 |
---|---|---|
6 | 1.29171 | 1.25103 |
7 | 1.32047 | 1.27537 |
8 | 1.3459 | 1.29684 |
9 | 1.36874 | 1.31607 |
Ещё 6 строк
Как извлечь корень из десятичного числа?
Рекомендуемый клип · 118 сек.
Квадратный корень из десятичной дроби без калькулятора
YouTube
Начало рекомендуемого клипа
Конец рекомендуемого клипа
Как решить корень?
Рекомендуемый клип · 80 сек.
Математика | Корни — YouTube
YouTube
Начало рекомендуемого клипа
Конец рекомендуемого клипа
Как извлечь квадратный корень в столбик?
Рекомендуемый клип · 105 сек.
#140. КАК ИЗВЛЕКАТЬ КОРНИ В СТОЛБИК? В ШКОЛЕ НЕ
YouTube
Начало рекомендуемого клипа
Конец рекомендуемого клипа
youtube.com/embed/9COuGTvCfjs» frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»/>
Что такое корень из числа?
Квадра́тный ко́рень из числа (корень 2-й степени, ) — число , дающее при возведении в квадрат. Равносильное определение: квадратный корень из числа — решение уравнения Операция вычисления значения называется «извлечением квадратного корня» из числа .
Как вычислить квадратный корень числа в Excel —
Микрофост Эксель это чрезвычайно мощный инструмент, который можно использовать для решения сложных расчетов. Однако многие случайные пользователи используют Excel только для базовых потребностей в табулировании, не используя его для выполнения даже самых простых математических операций. Но есть ситуации, когда вы вынуждены делать вычисления в Excel, чтобы ускорить процесс. Один из наиболее распространенных расчетов, которые пользователи Excel должны сделать, это выяснение квадратного корня числа.
Имея это в виду, мы создали статью с пятью различными методами, которые помогут вам вычислить квадратный корень из числа в Excel. Все они приведут к одному и тому же результату, но некоторые из них легче, чем другие. Приведенные ниже методы упорядочены по сложности, поэтому попробуйте придерживаться первых трех методов, если вы не заядлый пользователь Excel.
Давай начнем!
Метод 1: Расчет квадратного корня с использованием функции SQRTИспользование функции SQRT — один из самых простых способов узнать квадратный корень числа. Его чрезвычайно легко использовать, поскольку все, что вам нужно сделать, это передать номер (или ссылку) ячейки, содержащей номер, в функцию SQRT.
Синтаксис для этого метода есть:
SQRT (число)
Заметка: число является заполнителем для фактического номера или для ссылки на ячейку, которая содержит номер.
пример
Для простоты, скажем, мы хотим узнать квадратный корень из числа 9 (расположен на A2). Чтобы сделать это с помощью функции SQRT, все, что нам нужно сделать, это вставить следующую формулу в ячейку результата (БИ 2): ‘= SQRT (А2)».
Использование функции SQRTЗамечания: Имейте в виду, что мы могли бы также использовать номер напрямую, вместо ссылки на ячейку —= SQRT (9)
Тем не менее, есть одна небольшая проблема в использовании функции SQRT напрямую — если вы попытаетесь передать отрицательное число, он покажет #NUM! ошибка вместо фактического результата.
Пример #NUM! ошибкаИзбежать #NUM! При ошибках при использовании функции SQRT рекомендуется использовать функцию ABS вместе с функцией SQRT. Функция ABS конвертирует число в абсолютное число. В нашем случае он преобразует отрицательные числа в положительные числа. Вот пример:
Пример с использованием функции ABSМетод 2: Расчет квадратного корня с использованием функции PowerИспользование функции POWER — это еще один способ вычисления квадратного корня числа в Excel. Тем не менее, он работает немного по-другому по сравнению с функцией SQRT. Используя функцию POWER, мы можем найти квадратный корень определенного числа, увеличив число до N-й степени.
Вот синтаксис для метода:
МОЩНОСТЬ (число, мощность)
Замечания: число является заполнителем для фактического номера или ссылки на ячейку, в то время как мощность это показатель, чтобы поднять число до этой степени.
Учитывая тот факт, что мы хотим найти квадратный корень числа, мы можем использовать атрибут power как «1/2». В этом случае формула становится МОЩНОСТЬ (число 1/2).
примерДля простоты давайте снова предположим, что нам нужно найти квадратный корень числа ячейки A2 (в нашем случае это 9). Чтобы сделать это, мы можем использовать аргумент власти как 1/2 в полученной ячейке (B2).
Пример использования функции Power для поиска квадратного корняМетод 3: Использование оператора экспоненты, чтобы найти квадратный корень числаМногие опытные пользователи Excel считают этот метод самым простым способом найти квадратный корень числа. (1/2) в ячейке результата даст нам число квадратного корня.
Пример использования оператора экспоненты для нахождения квадратного корня числаСпособ 4: использование сценариев VBA найти квадратный корень числаЭтот метод немного продвинут, поэтому, если вы не знакомы со сценариями VBA, попробуйте придерживаться первых трех методов. Четвертый способ найти квадратный корень числа — использовать коды VBA.
Для решения этого конкретного сценария есть два разных кода, которые вы можете использовать для возврата квадратного корня из числа. Продолжайте читать ниже для кодов, а также инструкции о том, как обеспечить их соблюдение.
Код VBA 1: возвращение квадратного корня при выделении ячейкиВсякий раз, когда вы запустите этот код VBA, он проверит значение выбранной ячейки. Если это значение является числом, оно непосредственно вычислит квадратный корень этого числа и покажет его в окне сообщения.
Но имейте в виду, что этот код будет работать только до тех пор, пока вы не выберете более одной ячейки
Код:
Sub getSquareRoot () Dim Rng As Range Dim sqr As Long Если Application. (1/2) MsgBox "Квадратный Корень" кв " является " sqr, vbOKOnly, "Квадратное корневое значение" еще MsgBox "Пожалуйста, введите номер.", VbOKOnly, "Ошибка" End If End SubКак вставить и запустить код VBA в Excel
Если вы решите использовать код VBA, вы можете выбрать один из двух приведенных выше вариантов — выбрать тот, который имеет больше смысла для всего, что вы пытаетесь сделать.
Но чтобы использовать этот код, вам нужно знать, как его вставить и запустить. Вот краткое руководство по всему на случай, если вам понадобится дальнейшее руководство:
- Откройте таблицу, к которой вы хотите применить код VBA, и нажмите Alt + F11 открыть Visual Basic Editor (VBE).
- Как только вы находитесь внутри Visual Basic Editor, щелкните правой кнопкой мыши таблицу, на которую вы нацеливаетесь, и выберите Вставить> Модуль (используя контекстное меню).
Вставка кода VBA - После того, как код был вставлен. Нажмите Ctrl + S сохранить изменения. Затем выберите местоположение для вашего измененного документа Excel и нажмите Сохранить кнопка.
Сохранение измененного документа Excel - Если вам будет предложено не сохранить проект VB как книгу без макросов, нажмите нет по подсказке.
Выбор типа файла с поддержкой макросов - Под Сохранить как тип, установите тип файла Книга с поддержкой макросов Excel.
Задание типа файла в качестве книги Excel с поддержкой макросов - После сохранения кода нажмите Alt + Q, чтобы закрыть редактор VBA и вернуться к своей книге.
- Теперь, чтобы открыть ранее созданный код VBA, нажмите Alt + F8 открыть макрос Диалог. Как только вы попадете туда, выберите макрос, который вы хотите запустить, и нажмите Бежать кнопка.
Выполнение кода VBA, который мы ранее создали - Через некоторое время вы увидите результат вашего кода VBA.
Результат кода VBA 1
Это самый продвинутый метод из множества, но у этой стратегии есть огромное преимущество — она позволяет конвертировать несколько чисел в их квадратные корни.
Создание мощного запроса, способного сделать это, немного трудоемко, но сэкономит вам много времени, если у вас много чисел, которые нужно преобразовать в квадратные корни.
Другое большое преимущество этого мощного запроса состоит в том, что вы получите динамический метод — это означает, что каждый раз, когда вы вводите новое значение в таблицу, он автоматически возвращает квадратный корень из этого числа.
Если вы решили создать мощный запрос, способный сделать это, следуйте инструкциям ниже:
- Сначала выберите любую ячейку в таблице и перейдите на ленту вверху, чтобы выбрать Данные> Получить Преобразовать данные, затем нажмите на Из таблицы.
Выбрав любую ячейку, перейдите к данным и нажмите «Из таблицы / диапазона» (в разделе «Получить»). Преобразовать данные) - Как только вы нажмете на это, Excel откроет мощный редактор запросов, который включает вашу таблицу. Нажмите Хорошо чтобы подтвердить создание вашей таблицы.
Создание таблицы из ваших чисел - В редакторе Power Query перейдите на ленту вверху и нажмите на Добавить столбец Вкладка. Затем нажмите на Пользовательский столбец.
Перейти к Добавить столбец и нажмите на Пользовательский столбец - Это откроет новое окно Custom Column. Как только вы попадете туда, введите Квадратный корень под Имя новой колонки. Затем перейдите вниз и вставьте следующую формулу в поле формулы столбца «Пользовательский»:
= Number.Sqrt ([Числа])
Квадратная формула для Power Query - Нажмите Хорошо подтвердить создание этого нового пользовательского столбца. Вы заметите, что таблица только что получила дополнительный столбец с квадратными корнями чисел, которые у нее были ранее.
Конечный результат запроса POWER квадратного корня
Извлечение квадратного корня из суммы или разности
При работе с иррациональными числами наибольшие затруднения возникают в случае, когда необходимо извлечь корень из суммы или разности двух чисел: чаще одного рационального, а другого — иррационального. Рассмотрим на примере:
Так как отсутствует формула, позволяющая разбить данный корень на разность двух корней,
мы воспользуемся следующими формулами:
иТаким образом, выделив под корнем три слагаемых и свернув их в формулу квадрата разности (в нашем случае), извлечем корень из квадрата, что упростит дальнейшие вычисления.
Итак, начнем с иррационального числа, в нашем случае это -16√3. То, что число отрицательное, показывает нам, что сворачивать будем в квадрат разности. Число -16√3 содержит в себе удвоенное произведение двух чисел. Т.е. -16√3=-2ab. Это означает, что ab=8√3. Переберем все возможные варианты:
- 8√3=8*√3;
- 8√3=2*4√3;
- 8√3=4*2√3;
- 8√3=1*8√3.
Для формулы необходимо к удвоенному произведению добавить сумму квадратов выражений a и b. Выполним это для каждого из вариантов и определим, в каком из случаев сумма будет составлять 28, чего требует условие.
- -2*8*√3+64+3=67-16√3;
- -2*2*4√3+4+48=52-16√3;
- -2*4*2√3+16+12=28-16√3;
- -2*1*8√3+1+192=193-16√3.
Получается, что нам подходит третий случай, в котором выражение 28-16√3 раскладывается в формулу квадрата разности двух выражений: 4 и 2√3. Свернем по формуле и продолжим вычисления:
Теперь необходим раскрыть модуль, используя определения модуля. Для этого нужно определить знак подмодульного выражения. Т.к. 4>2√3 (чтобы узнать, какое число больше, можно просто возвести оба этих числа в квадрат. И т.к. квадрат 4 равен 16, а квадрат 2√3 равен 12 и 16>12, то и 4>2√3), то модуль раскрывается с тем же знаком, т. е. |4-2√3|=4-2√3.
Для закрепления данной темы предлагаю вам самостоятельно извлечь корень из следующих выражений:
чисел — квадратные корни — глубина
Многие математические операции имеют обратную или противоположную операцию. Вычитание противоположное сложения, деления является обратным умножению и т. д. Квадрат, о котором мы узнали на предыдущем уроке (экспоненты), есть и обратное, называемое «нахождение квадратного корня». Помните, квадрат числа — это число, умноженное на само число. Идеальные квадраты — это квадраты целых чисел: 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100Квадратный корень числа, n, написано
это число, которое дает n при умножении на себя.Например,
потому что 10 х 10 = 100
Примеры
Вот квадратные корни из всех полных квадратов от 1 до 100.
В поисках квадрата корни чисел, которые не являются точными квадратами без калькулятора
1. Оценка — во-первых, подойдите как можно ближе, найдя два идеальных квадратных корня из ваших число находится между.
2.Разделять — разделите ваше число на один из этих квадратных корней.
3. Среднее — возьмите среднее значение результата шага 2 и корень.
4. Используйте результат
шага 3, чтобы повторять шаги 2 и 3, пока не получите точное число
достаточно для вас.
Пример: Вычислите квадратный корень из 10 () до 2 знаков после запятой.
1. Найти
между двумя точными квадратами.
Решение:
3 2 = 9 и 4 2 = 16, поэтому
находится между 3 и 4.
2. Разделить 10 на 3. 10/3 = 3,33 (ответ можно округлить)
3. Среднее 3,33 и 3. (3,33 + 3) / 2 = 3,1667
Повторить шаг
2: 10 / 3,1667 = 3,1579
Повторите шаг 3: Среднее значение 3,1579 и 3,1667. (3,1579 + 3,1667) / 2 = 3,1623
Попробуй ответ -> Это 3.1623 в квадрате равно 10? 3,1623 x 3,1623 = 10,0001
Если это верно хватит тебе, можешь остановиться! В противном случае вы можете повторить шаги 2 и 3.
Примечание : Есть несколько способов вычислить квадратные корни без использования калькулятора. Это только один из них.
назад наверх
Как определить корни с помощью научного калькулятора — видео и стенограмма урока
Квадратный корень
Чтобы вычислить квадратный корень, воспользуйтесь кнопкой квадратного корня на вашем научном калькуляторе.Чтобы использовать эту кнопку, вам необходимо знать, как работает ваш калькулятор. В некоторых калькуляторах сначала нужно ввести число, а затем нажать кнопку извлечения квадратного корня. В других случаях вы сначала нажимаете кнопку извлечения квадратного корня, а затем свое число. Так, например, чтобы найти квадратный корень из 5, вы нажмете эти кнопки, если в калькуляторе вы сначала вводите число.
Квадратный корень из 5 должен быть около 2,236.
Пользовательская кнопка корня
Чтобы найти другие корни, вы воспользуетесь специальной кнопкой, которая позволит вам выбрать корень.Если вы не видите такой кнопки, возможно, она находится в меню одной из функциональных клавиш.
Вы можете использовать настраиваемую корневую кнопку , чтобы найти кубический, четвертый и пятый корни или любой положительный целочисленный корень. Чтобы использовать эту кнопку, вам нужно посмотреть руководство к своему калькулятору. В некоторых калькуляторах вы сначала вводите число, затем кнопку корня, а затем желаемый корень. В других случаях вы выполняете эти операции в обратном порядке, начиная с желаемого корня, за которым следует кнопка корня и номер.
Чтобы найти кубический корень из 5 с помощью калькулятора, в который вы вводите желаемый корень последним, вы нажимаете следующие кнопки:
Кубический корень из 5 должен быть около 1,7.
Кнопка экспоненты
Если в вашем калькуляторе нет настраиваемой кнопки корня, вы можете использовать кнопку настраиваемой степени, чтобы найти корень.
Чтобы использовать кнопку настраиваемой экспоненты , преобразуйте желаемый корень в показатель степени, инвертируя его или используя 1 в качестве числителя и корня в качестве знаменателя дроби.Таким образом, кубический корень становится показателем 1/3, квадратный корень становится показателем или степенью 1/2, а корень пятой степени становится 1/5 и так далее.
После преобразования желаемого корня используйте кнопки в круглых скобках, чтобы сообщить калькулятору, что у вас есть дробная экспонента. Итак, чтобы ввести квадратный корень из 9, вы должны нажать эти кнопки:
Помните, что в зависимости от вашего калькулятора вам может потребоваться сначала ввести дробную экспоненту, прежде чем нажимать кнопку настраиваемой степени.символ). Если у вас есть, вы можете использовать его вместо кнопки настраиваемой экспоненты. Обе кнопки означают, что базовое число взято в степень.
Практическая задача
Давайте попробуем вычислить седьмой корень из 24. Если в вашем калькуляторе вы выбираете корень в последнюю очередь, вы будете нажимать на такие кнопки.
Вы должны получить ответ около 1,5746.
Краткое содержание урока
На этом уроке вы узнали, как использовать научный калькулятор для вычисления корней. Корень в математике относится к этому символу:
Например, когда вы берете квадратный корень из числа, вы ищете число, которое при умножении само на себя дает заданное число. Например, квадратный корень из 9 равен 3, потому что 3 умножения на себя равно 9.
Кубический корень числа — это число, которое при трехкратном умножении на себя дает данное число. Кроме того, любое положительное целое число может иметь корень.
При использовании научного калькулятора для нахождения корня вам необходимо следовать его руководству и посмотреть, вводите ли вы сначала число, а затем нажимаете кнопку корня, или наоборот. Настраиваемая кнопка корня может использоваться для вычисления кубического, четвертого и пятого корней или любого положительного целочисленного корня. Используя кнопку настраиваемой экспоненты , вы можете преобразовать корень в дробь, инвертируя его. В некоторых калькуляторах также есть кнопка курсора (которая представляет символ вставки ^), которую можно использовать вместо кнопки настраиваемой экспоненты.
Функция квадратного корня Python — настоящий Python
Смотреть сейчас В этом руководстве есть связанный видеокурс, созданный командой Real Python. Посмотрите его вместе с письменным руководством, чтобы углубить свое понимание: Функция квадратного корня в Python
Вы пытаетесь решить квадратное уравнение? Возможно, вам нужно рассчитать длину одной стороны прямоугольного треугольника. Для этих и других типов уравнений функция квадратного корня Python sqrt ()
может помочь вам быстро и точно рассчитать ваши решения.
К концу этой статьи вы узнаете:
- Что такое квадратный корень
- Как использовать функцию квадратного корня Python,
sqrt ()
- Когда
sqrt ()
может быть полезным в реальном мире
Давайте нырнем!
Python Pit Stop: Этот учебник представляет собой быстрый и практический способ найти нужную информацию, так что вы вернетесь к своему проекту в кратчайшие сроки!
Квадратные корни в математике
В алгебре квадрат , x , является результатом умножения числа n на само себя: x = n²
Вы можете вычислить квадраты с помощью Python:
>>> >>> п = 5
>>> х = п ** 2
>>> х
25
Оператор Python **
используется для вычисления степени числа. В этом случае 5 в квадрате или 5 в степени 2 дает 25.
Таким образом, квадратный корень — это число n , которое при умножении само на себя дает квадрат x .
В этом примере n , квадратный корень, равен 5.
25 — это пример полного квадрата . Совершенные квадраты — это квадраты целых чисел:
>>> >>> 1 ** 2
1
>>> 2 ** 2
4
>>> 3 ** 2
9
Возможно, вы запомнили некоторые из этих совершенных квадратов, когда выучили свои таблицы умножения на уроках элементарной алгебры.
Если вам дан маленький точный квадрат, может быть достаточно просто вычислить или запомнить его квадратный корень. Но для большинства других квадратов этот расчет может стать немного более утомительным. Часто оценки бывает достаточно, когда у вас нет калькулятора.
К счастью, у вас, как у разработчика Python, есть калькулятор, а именно интерпретатор Python!
Функция квадратного корня Python
Модуль Python math
в стандартной библиотеке может помочь вам решить математические задачи в коде. Он содержит множество полезных функций, таких как restder ()
и factorial ()
. Он также включает функцию извлечения квадратного корня Python, sqrt ()
.
Вы начнете с импорта math
:
Вот и все, что нужно! Теперь вы можете использовать math.sqrt ()
для вычисления квадратных корней.
sqrt ()
имеет простой интерфейс.
Требуется один параметр, x
, который (как вы видели ранее) обозначает квадрат, для которого вы пытаетесь вычислить квадратный корень.В предыдущем примере это будет 25
.
Возвращаемое значение sqrt ()
— это квадратный корень из x
в виде числа с плавающей запятой. В примере это будет 5,0
.
Давайте рассмотрим несколько примеров того, как (и как не использовать) использовать sqrt ()
.
Квадратный корень положительного числа
Один из типов аргументов, который вы можете передать функции sqrt ()
, — это положительное число. Сюда входят типы int
и float
.
Например, вы можете найти квадратный корень из 49
, используя sqrt ()
:
Возвращаемое значение — 7,0
(квадратный корень из 49
) в виде числа с плавающей запятой.
Наряду с целыми числами вы также можете передавать значения с плавающей запятой
:
>>> math.sqrt (70.5)
8,396427811873332
Вы можете проверить точность этого квадратного корня, вычислив его обратную величину:
>>> >>> 8.396427811873332 ** 2
70,5
Квадратный корень нуля
Даже 0
— правильный квадрат для передачи функции квадратного корня Python:
Хотя вам, вероятно, не нужно часто вычислять квадратный корень из нуля, вы можете передать переменную в sqrt ()
, значение которой вы на самом деле не знаете. Итак, хорошо знать, что в таких случаях он может обрабатывать ноль.
Квадратный корень отрицательных чисел
Квадрат любого действительного числа не может быть отрицательным.Это потому, что отрицательный результат возможен только в том случае, если один фактор положительный, а другой отрицательный. Квадрат по определению представляет собой произведение числа и самого себя, поэтому получить отрицательный действительный квадрат невозможно:
>>> >>> math.sqrt (-25)
Отслеживание (последний вызов последний):
Файл "", строка 1, в
ValueError: ошибка математического домена
Если вы попытаетесь передать отрицательное число в sqrt ()
, то получите ValueError
, потому что отрицательные числа не входят в область возможных действительных квадратов.Вместо этого квадратный корень отрицательного числа должен быть сложным, что выходит за рамки функции квадратного корня Python.
Квадратные корни в реальном мире
Чтобы увидеть практическое применение функции квадратного корня Python, давайте обратимся к теннису.
Представьте, что Рафаэль Надаль, один из самых быстрых игроков в мире, только что ударил справа из заднего угла, где базовая линия пересекается с боковой линией теннисного корта:
Теперь предположим, что его противник нанес контратакующий удар (тот, который закроет мяч с небольшим ускорением вперед) в противоположный угол, где другая боковая линия встречается с сеткой:
Как далеко Надаль должен бежать, чтобы дотянуться до мяча?
Из нормативных размеров теннисного корта можно определить, что длина базовой линии составляет 27 футов, а длина боковой линии (на одной стороне сетки) — 39 футов.Итак, по сути, это сводится к решению гипотенузы прямоугольного треугольника:
Используя ценное уравнение из геометрии, теорему Пифагора, мы знаем, что a² + b² = c² , где a и b — катеты прямоугольного треугольника, а c — гипотенуза.
Таким образом, мы можем рассчитать расстояние, которое Надаль должен пробежать, переписав уравнение, чтобы найти c :
Вы можете решить это уравнение, используя функцию квадратного корня Python:
>>> >>> a = 27
>>> b = 39
>>> математика. sqrt (а ** 2 + b ** 2)
47.434164569
Итак, Надаль должен пробежать около 47,4 фута (14,5 метра), чтобы дотянуться до мяча и сохранить точку.
Заключение
Поздравляем! Теперь вы знаете все о функции квадратного корня Python.
Вы покрыли:
- Краткое введение в квадратные корни
- Особенности функции квадратного корня Python,
sqrt ()
- Практическое применение
sqrt ()
на реальном примере
Умение использовать sqrt ()
- это только половина дела.Другое дело - понять, когда его использовать. Теперь вы знаете и то, и другое, так что примените свое новое мастерство в использовании функции извлечения квадратного корня в Python!
Смотреть сейчас В этом руководстве есть связанный видеокурс, созданный командой Real Python. Посмотрите его вместе с письменным руководством, чтобы углубить свое понимание: Функция квадратного корня в Python
Как вычислить квадратный корень числа? - Метод Ньютона-Рафсона | Автор: Сурадж Регми
Учитывая общее количество учеников в школе, и вы хотите знать, все ли ученики вписываются в сборную площадку, вам нужно знать, сколько рядов нужно выстроить как минимум. Учитывая размер двери, вам нужно знать, какой размер фанеры можно пропустить через дверь. Вы не можете сделать это без одного - квадратного корня. Будь то нахождение квадратного корня из числа или квадратного корня из суммы квадратов, необходима функция (или команда) для нахождения квадратного корня из числа.
Легко?
Хорошо, легко. У нас есть встроенные функции (или команды / кнопки) в наших калькуляторах, компьютерах, языках программирования, мобильных телефонах и везде для вычисления квадратного корня.Да, это можно сделать простым способом. Но что, если вы находитесь в месте, где нет электричества, а ваши гаджеты мертвы?
Помогите мне…
Да, я выручаю вас из той ситуации, если настанет день. Я беру с собой твоего старого друга Ньютона (и Рафсона тоже), которого ты очень любил в школьные годы. Возможно, некоторые из вас тоже ненавидели видеть его имя повсюду - от учебника математики до учебника физики, от классической механики до тепла и термодинамики, от оптики до кубики. Я тоже помню его имя в книге ГК.
- Возьмите разумное предположение (приблизительный корень) для квадратного корня.
- Сложите приблизительный корень с исходным числом, разделенным на приблизительный корень, и разделите на 2.
x_i: = (x_i + n / x_i) / 2 - Продолжайте шаг 2, пока не будет разница в приблизительном корне на итерациях. меньше желаемого значения (или значения точности).
- Приблизительный корень - это квадратный корень, который нам нужен.
Демонстрация интерактивной доски
Давайте теперь посмотрим на нее на доске с n = 4 .
Метод Ньютона для вычисления квадратного корня из 4Хорошо известно, что есть два квадратных корня, и мы игнорируем здесь отрицательный квадратный корень. Отрицательный квадратный корень можно легко вычислить, взяв в первом приближении значение, близкое к отрицательному квадратному корню.
Итак, это он - рецепт спасения - но я не останавливаюсь на этом, поскольку мои любители информатики, питона и математики ждут большего. Начнем с кода Python.
Почему вы не внедрили это в свою систему?
Метод Ньютона, также известный как метод Ньютона-Рафсона, представляет собой алгоритм поиска корней, который последовательно обеспечивает более точное приближение корней вещественнозначной функции.Приближение корня выглядит следующим образом:
x_ (n + 1) = x_n - f (x_n) / f '(x_n)
x_0 - это грубое приближение корня, сделанное в первом и последующем приближения идут как x_1, x_2,….
f (x_n) - это функция, корень которой должен быть определен, а f ’(x_n) - производная функции.
Описание
Для достаточно близкого приближения x_n лучшее приближение корня обычно можно найти, нарисовав касательную к графику в точке x_n и определив, где касательная пересекает ось x .
Уравнение прямой с уклоном м , проходящей через (x_1, y_1) , будет:
y - y_1 = m (x - x_1)
Здесь тангенс - это прямая, производная, f '(x_n) - наклон, а (x_n, f (x_n)) - точка.
Итак, y - f (x_n) = f '(x_n) (x - x_n)
Поскольку лучшим приближением будет пересечение с x касательной, положим y = 0 и решим для х_н .
-f (x_n) = f '(x_n) (x - x_n)
or, x - x_n = -f (x_n) / f' (x_n)
Итак, x = x_n - f (x_n ) / f '(x_n) ………………. (1)
Это метод Ньютона для аппроксимации корня функции f (x).
Давайте теперь посмотрим, сможем ли мы придумать алгоритм, представленный выше, используя общую формулу.
Метод Ньютона для извлечения квадратного корня
Если нам нужно найти квадратный корень из числа n , функция будет иметь вид f (x) = x² - N , и нам нужно будет найти корень функции, ф (х).
Здесь значение f (x_n) при x = x_n равно:
f (x_n) = x_n² - N
И производная в точке:
f '(x_n) = 2 * x_n
Теперь лучшее приближение можно найти с помощью (1).
x_ (n + 1) = x_n - (x_n² - N) / (2 * x_n)
x_ (n + 1) = x_n - x_n² / (2 * x_n) + N / (2 * x_n)
x_ (n + 1) = x_n - x_n / 2+ N / (2 * x_n)
x_ (n + 1) = x_n / 2+ N / (2 * x_n)
x_ (n + 1) = ( x_n + N / x_n) / 2
Так получается алгоритм нахождения квадратного корня из числа.
Целочисленный квадратный корень из числа - это нижний предел квадратного корня. Алгоритм можно немного изменить, чтобы найти целочисленный квадратный корень из числа. Условие и здесь будет приблизительное * приблизительное > N . Алгоритм завершается, когда приблизительный квадрат меньше или равен N.
Итерационное соотношение здесь:
x_ (n + 1) = (x_n + N // x_n) // 2,
где // равно целочисленное деление.
Доказательство правильности
Сначала докажем правильность для условия while.
Итерационное отношение:
x_ (n + 1) = (x_n + N // x_n) // 2
Его можно записать как:
x_ (n + 1) = floor ((x_n + N / x_n) / 2)
Для a ≥ 0 и b ≥ 0, a + b ≥ 2 * sqrt (a * b) .
Итак, x_ (n + 1) ≥ этаж (2 * sqrt (x_n * N / x_n) / 2)
или, x_ (n + 1) ≥ этаж (sqrt (N))
Итак, x_ (n + 1) ≥ intsqrt (N)
Следовательно, значение приближения никогда не опускается ниже значения intsqrt (N) .
Теперь докажем, что приближение монотонно убывает .
Найдем разницу x_ (n + 1) - x_n.
x_ (n + 1) - x_n = (x_n + N // x_n) // 2 - x_n
As N // x_n меньше или равно x_n (на основе условия while ),
(x_n + N // x_n) // 2 ≤ (2 * x_n) // 2
Итак, x_ (n + 1) - x_n ≤ (2 * x_n) // 2 - x_n
Поскольку x_n является целым числом, (2 * x_n) // 2 = x_n.
то есть x_ (n + 1) - x_n ≤ x_n - x_n
Итак, x_ (n + 1) -x_n ≤ 0
Следовательно, последовательность {x_n} монотонно убывает.
Значения x_ (n + 1) и x_n равны только тогда, когда N // x_n равно x_n , и именно тогда мы находим решение и цикл while останавливается. Во всех остальных случаях последовательность {x_n} строго убывает.
Таким образом, корректность алгоритма вычисления целого квадратного корня доказана.
Численный анализ - это область алгоритмов, использующих численное приближение для задач математического анализа. От инженерных и физических наук до наук о жизни, социальных наук, медицины, бизнеса и искусства научные вычисления применяются повсюду. Рост вычислительной мощности стимулировал и позволил использовать реалистичные математические модели в науке и технике, а для детальной реализации требуется численный анализ.
Это пример численного анализа, в котором мы используем метод Ньютона для вычисления корня функции.В числовом анализе меня волнуют две вещи.
- Можно решить сложные функции и уравнения, которые в противном случае были бы неразрешимыми.
- Алгоритмы можно программировать и автоматизировать, что упрощает реализацию, воспроизведение и упаковку решения.
Вы тоже нашли численный анализ интересным? Если да, то прокомментируйте здесь свой любимый алгоритм численного анализа.
Как вычислить квадратный корень в Python? · Kodify
Квадратный корень из числа - это значение, которое при умножении на себя дает исходное число.Python может вычислить квадратный корень несколькими способами. Давайте взглянем.
# Получение квадратного корня в Python: три варианта
Квадратный корень из числа - это некоторое значение, которое при умножении само на себя возвращает то же самое число (Википедия, 2019). Например, 5 x 5 = 25, поэтому квадратный корень из 25 равен 5. Но -5 x -5 тоже равно 25, поэтому -5 также является квадратным корнем из 25.
Символ, который мы используем для квадратного корня, √, всегда означает положительный квадратный корень. Итак, √16 равно 4 (а не -4).
У Python есть три способа получить положительный квадратный корень из числа:
- Функция
math.sqrt ()
возвращает квадратный корень как точное значение с плавающей запятой. (Эта функция - то, что вам нужно в 95% случаев. ) - Функция
math.isqrt ()
возвращает квадратный корень в виде целого числа (то есть с округлением до целого числа в меньшую сторону). - И, когда мы возводим число в степень
0,5
, мы также получаем квадратный корень. Для этого мы можем использовать оператор экспоненты Python (**
) или функциюpow ()
.
Давайте посмотрим, как каждый подход работает в Python.
# Получите точный квадратный корень: функция Python
math.sqrt ()
Функция math.sqrt ()
возвращает точный квадратный корень из своего аргумента (Python Docs, n.d.). Итак, чтобы получить квадратный корень, мы просто передаем значение функции math.sqrt ()
.
Например:
импорт математики
math.sqrt (12)
# Возвращает: 3,464101615137755
Python math.Функция sqrt ()
требует положительного значения. Если мы используем отрицательное значение, функция генерирует исключение ValueError
. С помощью функции abs ()
вы можете убедиться, что функция работает с положительным значением.
# Пример: получить квадратный корень в Python с помощью
math.sqrt ()
Итак, чтобы получить квадратный корень, мы просто вызываем функцию math.sqrt ()
для значения. Вот небольшая программа на Python, которая показывает, как:
импорт математики
# Некоторые значения
значение A = 16
значениеB = 81
значениеC = 8301.430
значениеD = -98,25
# Получить квадратный корень из этих значений
sqrtA = math.sqrt (значениеA)
sqrtB = math.sqrt (значениеB)
sqrtC = math.sqrt (значениеC)
sqrtD = math.sqrt (абс (значениеD))
# Вывести результаты
print ("√", valueA, "=", sqrtA, sep = "")
print ("√", значениеB, "=", sqrtB, sep = "")
print ("√", valueC, "=", sqrtC, sep = "")
print ("√", abs (значениеD), "=", sqrtD, sep = "")
Сначала мы импортируем модуль math
. Это делает доступной функцию math.sqrt ()
. Затем мы составляем четыре разные переменные, от valueA до
до valueD
.К ним относятся положительные и отрицательные, а также целые числа и значения с плавающей запятой.
Затем мы вычисляем квадратный корень из каждого. Мы выполняем функцию math.sqrt ()
для каждой из переменных. Мы помещаем возвращенный квадратный корень в новую переменную для последующего использования (от sqrtA
до sqrtD
). Мы используем функцию abs ()
для отрицательной переменной. Таким образом, math.sqrt ()
не выдаст ошибку.
Затем мы отображаем как исходное значение, так и его квадратный корень.Для этого мы несколько раз вызываем функцию Python print ()
. Вот что там отображается:
√16 = 4,0
√81 = 9,0
√8301,43 = 91,11218359802382
√98,25 = 9,3800799505
Квадратный корень - это все равно что спросить себя: «Какое значение мы можем умножить само на себя, чтобы получить такой результат?». Само по себе это умножение также называется возведением в квадрат. Другими словами, 3 в квадрате равно 9, и поэтому квадратный корень из 9 равен 3. Подробнее см. Квадратные значения в Python.
# Получите целочисленный квадратный корень: математика Python
.isqrt ()
Другой способ вычислить квадратный корень - использовать функцию math.isqrt ()
. Эта функция всегда возвращает целое число квадратный корень (Python Docs, n.d.). То есть функция возвращает квадратный корень значения, округленный до целого числа.
Для функции нужен один аргумент: значение, из которого мы хотим получить целочисленный квадратный корень. Например:
импорт математики
math.isqrt (12)
# Возвращает: 3 (а не 3,464101615137755)
Python math.isqrt ()
требует аргумента, значение которого равно нулю или больше (Python Docs, n.d.). При отрицательном аргументе получаем ошибку Python. Используйте функцию Python abs ()
, чтобы убедиться, что math.isqrt ()
работает с неотрицательным значением.
# Пример: вычислить квадратный корень целого числа в Python
Чтобы наша программа извлекала целочисленный квадратный корень, мы просто вызываем функцию math.isqrt ()
для числового значения. Вот как это работает на практике:
импорт математики
# Некоторые значения
значение A = 16
значениеB = 81
значениеC = 8301.430
значениеD = -98,25
# Получить целочисленный квадратный корень из этих значений
isqrtA = math.isqrt (значениеA)
isqrtB = math.isqrt (значениеB)
isqrtC = math.isqrt (значениеC)
isqrtD = math.isqrt (абс (значениеD))
# Вывести результаты
print ("√", valueA, "=", isqrtA, sep = "")
print ("√", значениеB, "=", isqrtB, sep = "")
print ("√", значениеC, "=", isqrtC, sep = "")
print ("√", abs (значениеD), "=", isqrtD, sep = "")
Сначала мы импортируем модуль math
. Затем мы создаем четыре переменные со случайными значениями (от valueA
до valueD
).Здесь бывают целые числа и числа с плавающей запятой, а также положительные и отрицательные.
Затем мы получаем целочисленный квадратный корень из этих значений. Для этого мы вызываем функцию math.isqrt ()
для каждой переменной. Возвращенный квадратный корень - это то, что мы сохраняем в новых переменных от isqrtA
до isqrtD
.
Поскольку math.isqrt ()
не работает с отрицательными значениями, мы сначала оборачиваем переменную valueD
внутри функции abs ()
.Это извлекает квадратный корень из абсолютного положительного значения.
Последний бит программы выводит исходный и целочисленный квадратный корень с помощью функции print ()
. Вот что это дает:
√16 = 4
√81 = 9
√8301,43 = 91
√98,25 = 9
# Вычислить квадратные корни из значений списка Python
До сих пор мы вычисляли квадратный корень только для одного значения. Но, конечно, у нас также может быть список ценностей. Как нам получить из них квадратный корень? Давайте разберемся.
# Получение квадратного корня с пониманием списка
Так называемое понимание списка - это первый способ получить квадратный корень из списка. Эти эффективные конструкции кода могут управлять целым списком значений с помощью одной строчки кода.
Вот пример:
импорт математики
# Некоторые случайные положительные значения
значения = [
33, 81, 4,25,
16, 55, 12
]
# Создать новый список с квадратными корнями
squareRoots = [math.sqrt (число) для числа в значениях]
# Выходные данные
print ("Исходные значения: \ n", значения)
print ("Их квадратные корни: \ n", squareRoots)
Сначала мы импортируем модуль math
.Это делает доступной функцию math.sqrt ()
. Затем мы составляем список ( значения,
) со случайными числами.
Затем мы составляем еще один список с именем squareRoots
. Значения этого списка являются квадратными корнями из списка значений
, и мы генерируем эти значения с пониманием списка. Этот код вызывает функцию math.sqrt ()
для каждой переменной number
.
Переменная создается встроенным выражением цикла для
: для числа в значениях
.Это выполняет итерацию по всем элементам в списке значений
и делает по одному доступным через переменную number
.
Когда понимание этого списка завершено, список squareRoots
имеет квадратный корень для каждого числа в исходном списке значений . Чтобы проверить, мы выводим оба списка с помощью функции Python print ()
. Вот что там отображается:
Исходные значения:
[33, 81, 4,25, 16, 55, 12]
Их квадратные корни:
[5.744562646538029, 9,0, 2,0615528128088303, 4,0, 7,416198487095663, 3,4641016151377544]
Может ли ваш список содержать отрицательные значения? Тогда неплохо было бы также использовать функцию abs ()
. Таким образом вы предотвратите появление ошибки math.sqrt ()
. В этом случае состав списка становится:
# Создать новый список с квадратным корнем из каждого числа
squareRoots = [math.sqrt (abs (число)) для числа в значениях]
Кстати, если вам не нужно сохранять исходный список, вы также можете заменить его значения квадратными корнями.Для этого просто установите значение списка на результат понимания списка. Например:
# Извлекаем квадратный корень из каждого значения в 'values'
# list, перезаписывая исходный список
values = [math.sqrt (значение) для значения в значениях]
# Получение квадратного корня с правильным
для цикла
Второй вариант получения квадратного корня из списка - это цикл Python for
. По сравнению с пониманием списка, цикл для
требует немного больше кода.Но он также более гибкий и его легче читать, когда код становится сложным.
Вот как цикл для
извлекает квадратный корень из списка:
импорт математики
# Некоторые случайные значения
числа = [
12, 36, 45, 81,
122, 234, 450, 992
]
# Создать новый список
sqrtNumbers = []
# Прокрутите список, извлеките квадратный корень из каждого
# значение, округленное до 2 знаков после запятой
для числа в числах:
sqrtNumbers.append (круглый (math.sqrt (число), 2))
# Выходные данные
print ("Исходные значения: \ n", числа)
print ("Значения квадратного корня: \ n", sqrtNumbers)
Сначала мы импортируем модуль math
, чтобы получить math.sqrt ()
функция. Затем мы составляем список со случайными целыми числами. Этот список чисел
- это то, из чего мы хотим получить квадратные корни.
Прежде чем мы это сделаем, мы сначала составим список, который будет содержать эти квадратные корни. Этот список sqrtNumbers
изначально пуст ( []
).
Затем мы обрабатываем список номеров
с помощью цикла для
. Во время каждого цикла цикла переменная номер
ссылается на одно значение из этого списка.
Внутри цикла мы добавляем новое значение в список sqrtNumbers
с помощью его метода append ()
.Это значение является квадратным корнем из переменной number
, вычисленной с помощью функции math.sqrt ()
. Но прежде чем добавить это значение в список, мы сначала округляем его до двух десятичных знаков с помощью функции round ()
.
После того, как цикл выполнил эти задачи, у нас есть два списка: один с исходными значениями и квадратными корнями. Мы выводим оба с помощью функции print ()
:
Исходные значения:
[12, 36, 45, 81, 122, 234, 450, 992]
Значения квадратного корня:
[3.46, 6,0, 6,71, 9,0, 11,05, 15,3, 21,21, 31,5]
Не нужно хранить исходный список? В этом случае вы можете перезаписать список его квадратными корнями. В этом случае полезной функцией является функция Python enumerate ()
, которая генерирует как значение списка, так и его значение индекса. Например:
# Просмотрите исходный список номеров и
# заменяем каждое число его квадратным корнем
для индекса, число в перечислении (числа):
числа [индекс] = math.sqrt (число)
# Бонус: получить квадратный корень через возведение в степень
Python math.Функция sqrt ()
- это стандартный способ получения квадратного корня. Но знаете ли вы, что возведение значения в степень 0,5
также возвращает квадратный корень? Давайте взглянем.
# Получение квадратного корня в Python: оператор экспоненты (
**
) Первый способ поднять значение - использовать оператор экспоненты Python ( **
). Когда мы делаем значение в степени 0,5
, результатом является квадратный корень. Например:
12 ** 0. 5
# Возвращает: 3,464101615137755
Выражение ** 0,5
возвращает квадратный корень, только если основание возведения в степень неотрицательно. (В противном случае вместо этого мы получим комплексное число.) Используйте функцию Python abs ()
, чтобы получить абсолютное положительное значение числа.
# Пример: вычисление квадратных корней с помощью оператора экспоненты
Итак, чтобы получить квадратный корень, мы просто возводим значение в степень 0,5
. Вот пример быстрой программы на Python:
# Некоторые значения
значение A = 16
значениеB = 81
значениеC = 8301.430
значениеD = -98,25
# Получить квадратный корень из этих значений
sqrtA = значениеA ** 0,5
sqrtB = значениеB ** 0,5
sqrtC = значениеC ** 0,5
sqrtD = abs (значениеD) ** 0,5
# Вывести результаты
print ("√", valueA, "=", sqrtA, sep = "")
print ("√", значениеB, "=", sqrtB, sep = "")
print ("√", valueC, "=", sqrtC, sep = "")
print ("√", abs (значениеD), "=", sqrtD, sep = "")
Сначала мы создадим здесь четыре разные переменные (значение A,
- значение D
). Каждому присваивается случайное значение. У нас есть положительные и отрицательные, а также целые числа и значения с плавающей запятой.
Затем мы получаем квадратный корень из каждого. Для этого мы возводим каждое значение в степень 0,5
. Поскольку valueD
отрицательное, мы сначала получаем абсолютное значение и , затем возведение в степень. В противном случае мы получили бы комплексное число, а не квадратный корень. Мы сохраняем результаты в четырех новых переменных (от sqrtA
до sqrtD
).
Последний бит кода выводит результаты. Для этого мы неоднократно вызываем функцию Python print ()
.Вот как выглядит этот вывод:
√16 = 4,0
√81 = 9,0
√8301,43 = 91,11218359802382
√98,25 = 9,3800799505
# Вычислить квадратный корень в Python: функция
pow ()
Другой способ поднять значение до определенной степени - использовать функцию Python pow ()
. Эта функция принимает два аргумента: основание и показатель степени. Когда второй равен 0,5
, pow ()
возвращает квадратный корень. Например:
pow (12, 0.5)
# Возвращает: 3,464101615137755
# Пример: вычисление квадратных корней с помощью функции
pow ()
Итак, для получения квадратного корня возводим в степень 0,5
с помощью pow ()
. Вот как это работает в программе на Python:
# Некоторые значения
значение A = 16
значениеB = 81
значениеC = 8301,430
значениеD = -98,25
# Получить квадратный корень из этих значений
sqrtA = pow (значениеA, 0,5)
sqrtB = pow (значениеB, 0,5)
sqrtC = pow (значениеC; 0,5)
sqrtD = pow (значениеD, 0.5)
# Вывести результаты
print ("√", valueA, "=", sqrtA, sep = "")
print ("√", значениеB, "=", sqrtB, sep = "")
print ("√", valueC, "=", sqrtC, sep = "")
print ("√", abs (значениеD), "=", abs (sqrtD), sep = "")
Сначала сделаем четыре переменные. Мы называем эти значения A от
до значениемD
.
Затем мы получаем квадратный корень из них. Для этого мы вызываем функцию pow ()
с двумя аргументами. Первая - это переменная, из которой мы хотим получить квадратный корень. Второй - 0.5
. Мы помещаем результаты этого возведения в степень в переменных от sqrtA
до sqrtD
.
Третья часть отображает как исходный, так и квадратный корень. Для этого мы повторно выполняем функцию print ()
. Вот как выглядит этот вывод:
√16 = 4,0
√81 = 9,0
√8301,43 = 91,11218359802382
√98,25 = 9,3800799505
# Сводка
Квадратный корень из числа - это некоторое значение, которое при умножении само на себя возвращает это число.В Python есть несколько способов сделать это.
Первый и самый простой вариант - это функция math.sqrt ()
, которая возвращает квадратный корень из своего аргумента. Эта функция выдает ошибку с отрицательными значениями. В этих случаях мы вызываем функцию abs ()
, чтобы сначала получить абсолютное значение.
Мы также можем вычислить квадратный корень, возведя число в степень 0,5
. Для этого возведения в степень мы используем функцию Python pow ()
или оператор экспоненты ( **
).
Чтобы извлечь квадратный корень из каждого значения в списке (или массиве), мы либо используем понимание списка, либо для цикла
. Первый компактный, второй более гибкий и читаемый.
Опубликовано . «Все статьи по математике Python квадратных корней - объяснение и примеры
В математике квадратный корень из числа x таков, что число y является квадратом x, упрощение записывается как y 2 = x.
Например, 5 и - 5 являются квадратными корнями из 25, потому что:
5 x 5 = 25 и -5 x -5 = 25.
Квадратный корень числа x обозначается знаком корня √x или x 1/2 . Например, квадратный корень из 16 представлен как: √16 = 4. Число, квадратный корень которого вычисляется, называется подкоренным выражением. В этом выражении √16 = 4, число 16 - подкоренное выражение.
Что такое квадратный корень?
Квадратный корень - это операция, обратная возведению числа в квадрат. Другими словами, извлечение квадратного корня - это операция, которая отменяет показатель степени 2. Свойства
- Полное квадратное число имеет точный квадратный корень.
- Четное совершенное число имеет четный квадратный корень.
- Нечетное совершенное число имеет нечетный квадратный корень.
- Квадратный корень отрицательного числа не определен.
- Квадратные корни имеют только числа, оканчивающиеся четным числом нулей.
Как найти квадратный корень из чисел?
Есть несколько способов найти квадрат чисел. Мы увидим некоторые из них здесь.
Повторное вычитание
Этот метод включает в себя успешное и многократное вычитание нечетных чисел, таких как 1, 3, 5 и 7, из числа до тех пор, пока не будет достигнут ноль. Квадрат числа равен числу или частоте вычитания числа
Предположим, нам нужно вычислить квадрат совершенного числа, такого как 25, операция выполняется как:
25 - 1 = 24 24-3 = 21 21-5 = 16 16-7 = 9 9-9 = 0
Вы можете заметить, что частота вычитания равна 5, поэтому квадратный корень из 25 равен 5.
Факторизация на простые множители
В этом методе точное квадратное число факторизуется путем последовательного деления. Простые множители группируются в пары, и вычисляется произведение каждого числа. Следовательно, произведение представляет собой квадратный корень из числа. Чтобы найти квадрат совершенного числа, такого как: 144, выполняется как:
- 144 = 2 × 2 × 2 × 2 × 3 × 3.
- Соедините простые множители.
- Выбор одного числа из каждой пары.
- 2 × 2 × 3 = 12.
- Таким образом, √144 = 12.
Метод деления
Метод деления - это подходящий метод вычисления квадрата большого числа. Ниже приведены необходимые шаги:
- Полоса помещается над каждой парой цифр, начиная с правой стороны.
- Разделите число на левом конце на число, квадрат которого меньше или эквивалентен числам под левым концом.
- Возьмите это число в качестве делителя и частного. Аналогичным образом возьмите крайнее левое число в качестве делимого.
- Разделите, чтобы получить результат
- Потяните вниз следующее число с полосой справа от остатка
- Умножьте делитель на 2.
- Справа от нового делителя найдите подходящий дивиденд. Этот процесс повторяется до тех пор, пока мы не получим в качестве остатка ноль. Следовательно, квадрат числа равен частному.
Квадратный корень из 225 вычисляется как
- Начинайте деление с самого левого края.
- В этом случае 1 - это наше число, квадрат которого меньше 2.
- Если присвоить 1 в качестве делителя и частного и умножить его на 2, получим:
- Выполните шаги, чтобы получить 15 в качестве частного.
Практические вопросы
- Оценить √144 + √196
- Упростить √25 x √25
- Найти квадратный корень из 1000000.
- В школьной аудитории 3136 мест, если количество мест в ряду равно количеству мест в столбцах. Подсчитайте количество мест в ряду.
- Вычислить √5625.
- Квадратный сад площадью 16 квадратных метров. Рассчитайте периметр сада.
- Какое наименьшее число нужно прибавить к 570, чтобы получился полный квадрат.
- Оценить √0.9 + √2.5.
- Найдите квадратный корень из первого совершенного четырехзначного числа.
- Что такое √0,0025?
Ответы на практические вопросы
1. √144 + √196
= 12 + 13
= 25
2. (1/2)
Каковы свойства площади и использование квадратного корня?
Функция главного квадратного корня - это функция, которая отображает набор неотрицательных действительных чисел на себя.С геометрической точки зрения функция квадратного корня отображает площадь квадрата на длину его стороны. Квадратный корень из x является рациональным тогда и только тогда, когда x - рациональное число, которое может быть представлено как отношение двух полных квадратов. Функция квадратного корня отображает рациональные числа в алгебраические числа, которые являются надмножеством рациональных чисел).
Квадратный корень из неотрицательного числа используется в определении евклидовой нормы (и расстояния), а также в таких обобщениях, как гильбертовы пространства.(1/2) для вычисления квадратного корня числа. Квадратный корень числа определяется как значение, которое при умножении само на себя дает то же самое число.