平方根计算器
输入任意数字。对于非负输入,计算器会返回主平方根的小数值;对于正整数,还会在可能时显示简化根式:√72 = 6√2,√200 = 10√2。完全平方数会得到整数。负数输入会标记为复数,下面的说明会解释 √(−x) 如何变成 i√x。
平方根的计算方式
-
1
输入被开方数
输入根号下面的数字。它可以是正数、负数或零。
-
2
查看小数结果
对于非负输入,计算器使用标准浮点平方根运算返回主平方根。
-
3
检查简化根式
对于正整数,完全平方因子会被移到根号外。√72 = √(36 × 2) = 6√2。
-
4
用下方说明核对
下面的例子展示因数分解方法、常见小数值,以及实数根和复数根的区别。
值得记住的完全平方数
| n | n² | √(n²) |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 |
| 2 | 4 | 2 |
| 3 | 9 | 3 |
| 4 | 16 | 4 |
| 5 | 25 | 5 |
| 10 | 100 | 10 |
| 11 | 121 | 11 |
| 12 | 144 | 12 |
| 13 | 169 | 13 |
| 14 | 196 | 14 |
| 15 | 225 | 15 |
| 16 | 256 | 16 |
| 25 | 625 | 25 |
化简非完全平方数
对于整数,先寻找最大的完全平方因子:
- √50 = √(25 × 2) = 5√2
- √72 = √(36 × 2) = 6√2
- √108 = √(36 × 3) = 6√3
- √500 = √(100 × 5) = 10√5
- √1000 = √(100 × 10) = 10√10
如果还剩下不是平方数的因子,就把它留在根号下。例如 √180 = √(36 × 5) = 6√5,而不是 √(4 × 45) = 2√45,因为 45 里面仍然含有完全平方因子 9。
常见小数值和用途
- √2 ≈ 1.41421(课堂几何:1 × 1 正方形的对角线)
- √3 ≈ 1.73205(单位立方体的空间对角线)
- √5 ≈ 2.23607(出现在黄金比例 (1+√5)/2 中)
- √7 ≈ 2.64575
- √π ≈ 1.77245(统计学和高斯积分)
- √10 ≈ 3.16228
- √(1000) ≈ 31.6228(数值增加 10 倍,平方根约增加 3.16 倍)
在建筑或测量中,平方根常用来把面积换算成边长:面积为 49 m² 的正方形露台边长为 √49 = 7 m,而面积为 80 m² 的正方形空间边长为 √80 = 4√5 m ≈ 8.94 m。
负数和复数根
负数的平方根不是实数。在复数中,当 x 为正数时,√(−x) = i√x,所以 √(−4) = 2i。在线计算器会把负数输入标记为复数,而不是显示一个实数小数值。
平方根与 n 次根
此计算器处理平方根,也就是二次根。对于立方根、四次根和其他指数的根,请使用通用的 n 次根工具。关键恒等式:
- √(ab) = √a × √b(仅当 a 和 b 都非负时)
- √(a/b) = √a / √b(仅当 b > 0 时)
- (√a)² = a(仅当 a >= 0 时)
历史提示
根号符号 √ 在 16 世纪由字母 r 演变而来,r 来自拉丁语 radix,意思是“根”。17 世纪加入了称为 vinculum 的横线,用来准确标明哪些内容属于根号之下。
常见问题
每个正数都有两个平方根:+r 和 −r。根号 √ 返回主平方根,也就是非负的那个。解二次方程时,通常需要同时考虑两个根。
按约定只等于 5。√ 返回主平方根。解 x² = 25 时,5 和 −5 都满足方程,因此写作 x = ±5。
常见方法包括把完全平方数从根号下提出、逐位长除法开平方,以及牛顿法:x_new = (x + a/x)/2。牛顿法收敛很快,课堂验算通常迭代几次就够了。
经典证明使用反证法。假设 √2 = p/q 且已经约到最简,则 2q² = p²,所以 p 是偶数。令 p = 2k,就得到 q² = 2k²,因此 q 也是偶数。这与 p/q 已经是最简分数的假设矛盾,所以 √2 不能表示成分数。
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