Lecția II.3.1 conține următoarele grupuri de exerciții:

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 1 (gratuit)

Rezolvare scurtă

\( M = \left\{\sqrt{\frac{4}{9}}, -2, 3, \sqrt{25}, -\sqrt{\frac{98}{2}}, \sqrt{27}, -\sqrt{8}\right\} \) \( \sqrt{\frac{4}{9}} = \frac{2}{3} \in \mathbb{Q} \) \( -2 \in \mathbb{Z} \) \( 3 \in \mathbb{N} \) \( \sqrt{25} = 5 \in \mathbb{N} \) \( -\sqrt{\frac{98}{2}} = -\sqrt{49} = -7 \in \mathbb{Z} \) \( \sqrt{27} = 3\sqrt{3} \in \mathbb{R} \setminus \mathbb{Q} \) \( -\sqrt{8} = -2\sqrt{2} \in \mathbb{R} \setminus \mathbb{Q} \)
a)
Suma numerelor naturale
\( S_a = 3 + 5 = 8 \)
b)
Suma numerelor întregi
\( S_b = -2 + 3 + 5 - 7 = 1 + 5 - 7 = 6 - 7 = -1 \)
c)
Suma numerelor raționale
\( S_c = \frac{2}{3} - 2 + 3 + 5 - 7 = \frac{2}{3} - 1 = \frac{2}{3} - \frac{3}{3} = -\frac{1}{3} \)

Rezolvare detaliată

Pasul 1: Simplificarea elementelor mulțimii \( M \)

Vom analiza fiecare element din mulțimea \( M = \left\{\sqrt{\frac{4}{9}}, -2, 3, \sqrt{25}, -\sqrt{\frac{98}{2}}, \sqrt{27}, -\sqrt{8}\right\} \) pentru a le aduce la cea mai simplă formă: \( \bullet \) \( \sqrt{\frac{4}{9}} = \frac{\sqrt{4}}{\sqrt{9}} = \frac{2}{3} \) (număr rațional, nu este întreg) \( \bullet \) \( -2 \) (număr întreg negativ) \( \bullet \) \( 3 \) (număr natural) \( \bullet \) \( \sqrt{25} = 5 \) (număr natural) \( \bullet \) \( -\sqrt{\frac{98}{2}} = -\sqrt{49} = -7 \) (număr întreg negativ) \( \bullet \) \( \sqrt{27} = \sqrt{9 \cdot 3} = 3\sqrt{3} \) (număr irațional) \( \bullet \) \( -\sqrt{8} = -\sqrt{4 \cdot 2} = -2\sqrt{2} \) (număr irațional)

Pasul 2: Identificarea și însumarea numerelor naturale

Numerele naturale (\( \mathbb{N} \)) sunt numerele întregi pozitive și zero. Din lista de mai sus, avem: \( M \cap \mathbb{N} = \{3, 5\} \). Suma este: \( S_n = 3 + 5 = 8 \).

Pasul 3: Identificarea și însumarea numerelor întregi

Numerele întregi (\( \mathbb{Z} \)) includ numerele naturale și opusele lor. Din lista de mai sus, avem: \( M \cap \mathbb{Z} = \{-2, 3, 5, -7\} \). Suma este: \( S_z = -2 + 3 + 5 + (-7) = 1 + 5 - 7 = 6 - 7 = -1 \).

Pasul 4: Identificarea și însumarea numerelor raționale

Numerele raționale (\( \mathbb{Q} \)) includ toate numerele care pot fi scrise sub formă de fracție (inclusiv numerele întregi). Din lista de mai sus, avem: \( M \cap \mathbb{Q} = \left\{\frac{2}{3}, -2, 3, 5, -7\right\} \). Pentru a calcula suma, folosim rezultatul de la pasul anterior pentru numerele întregi: \( S_q = \frac{2}{3} + (-1) = \frac{2}{3} - \frac{3}{3} = -\frac{1}{3} \).

Rezolvare scurtă:

\( M = \{ \frac{2}{3}, -2, 3, 5, -7, 3\sqrt{3}, -2\sqrt{2} \} \) a) \( \mathbb{N} \cap M = \{3, 5\} \Rightarrow S = 3 + 5 = 8 \) b) \( \mathbb{Z} \cap M = \{-2, 3, 5, -7\} \Rightarrow S = -2 + 3 + 5 - 7 = -1 \) c) \( \mathbb{Q} \cap M = \{ \frac{2}{3}, -2, 3, 5, -7 \} \Rightarrow S = \frac{2}{3} - 1 = -\frac{1}{3} \)

Cele mai importante aspecte ale lecției

  • Rădăcina pătrată: Operația inversă ridicării la pătrat. \( \sqrt{x^2} = x \). Definită doar pentru numere pozitive.
  • Verificare rapidă: Niciun pătrat perfect nu are ultima cifră 2, 3, 7 sau 8.
  • Operații: Radicalul produsului/câtului se poate separa: \( \sqrt{p \cdot q} = \sqrt{p} \cdot \sqrt{q} \) și \( \sqrt{\frac{p}{q}} = \frac{\sqrt{p}}{\sqrt{q}} \).
  • Transformări:
    - Scoaterea factorilor: \( \sqrt{a^2 \cdot b} = a\sqrt{b} \)
    - Introducerea factorilor: \( a\sqrt{b} = \sqrt{a^2 \cdot b} \)
  • Clasificare: Radicalii din pătrate perfecte sunt numere raționale (\( \mathbb{Q} \)), restul sunt numere iraționale (\( \mathbb{R} \setminus \mathbb{Q} \)) și pot fi doar aproximate.
Dacă un număr natural \( p \) este pătratul unui număr natural \( x \) (\( p = x^2 \)), atunci \( p \) se numește pătrat perfect, iar \( x \) este rădăcina pătrată a lui \( p \).
Scriem: \( x = \sqrt{p} \) și citim „x este egal cu radical din p”.
\[ p = x^2 \Leftrightarrow x = \sqrt{p} \] \[ \sqrt{x^2} = x \] (oricare ar fi \( x \) număr rațional pozitiv)
Rădăcina pătrată a unui număr negativ nu se definește (dacă \( p < 0 \), \( \sqrt{p} \) nu are sens).
Deoarece \( 1764 = 42^2 \), numărul 1764 este pătrat perfect, iar \( \sqrt{1764} = 42 \).
Un număr natural a cărui ultimă cifră este 2, 3, 7 sau 8 NU poate fi pătrat perfect.
Analizând ultima cifră a unui număr \( n \) și a pătratului său \( n^2 \), observăm valorile posibile:
Ultima cifră a lui \( n \) ( \( u(n) \) ) 0123456789
Ultima cifră a lui \( n^2 \) ( \( u(n^2) \) ) 0149656941
Numărul 1762 nu este pătrat perfect deoarece se termină în cifra 2.
Arătați că numărul 543 nu este pătrat perfect.
Ultima cifră a numărului 543 este 3. Conform regulii, niciun pătrat perfect nu se termină în cifra 3, deci 543 nu este pătrat perfect.
Radicalul unui produs: Este egal cu produsul radicalilor. \[ \sqrt{p \cdot q} = \sqrt{p} \cdot \sqrt{q} \quad (p, q \geq 0) \]
Radicalul unui cât: Este egal cu câtul radicalilor. \[ \sqrt{\frac{p}{q}} = \frac{\sqrt{p}}{\sqrt{q}} \quad (p \geq 0, q > 0) \]
\( \sqrt{\frac{9}{16}} = \frac{\sqrt{9}}{\sqrt{16}} = \frac{3}{4} \)
Scoaterea factorilor: \( \sqrt{p^2 \cdot q} = p\sqrt{q} \) (pentru \( p, q \geq 0 \)). Se extrage radicalul din pătratul perfect și se înmulțește cu radicalul numărului rămas.
Pentru a scoate factorii de sub un radical mare (ex. \( \sqrt{48} \)), se descompune numărul în factori primi, se grupează factorii la puterea a doua și se aplică formula: \( 48 = 2^4 \cdot 3 = (2^2)^2 \cdot 3 = 16 \cdot 3 \). Deci, \( \sqrt{48} = \sqrt{16 \cdot 3} = 4\sqrt{3} \).
Introducerea factorilor: \( p\sqrt{q} = \sqrt{p^2 \cdot q} \) (pentru \( p, q \geq 0 \)). Factorul din fața radicalului se ridică la pătrat și se înmulțește cu numărul de sub radical.
Introducerea factorului: \( 2\sqrt{18} = \sqrt{2^2 \cdot 18} = \sqrt{4 \cdot 18} = \sqrt{72} \).
Scoateți factorii de sub radical pentru \( \sqrt{675} \) și introduceți factorul sub radical pentru \( 5\sqrt{3} \).
Scoatere: Descompunem \( 675 = 225 \cdot 3 = 15^2 \cdot 3 \). Deci, \( \sqrt{675} = 15\sqrt{3} \).
Introducere: \( 5\sqrt{3} = \sqrt{5^2 \cdot 3} = \sqrt{25 \cdot 3} = \sqrt{75} \).
Când un număr nu este pătrat perfect, rădăcina sa pătrată poate fi încadrată între două numere întregi consecutive, realizându-se astfel aproximarea prin lipsă și prin adaos.
Pentru \( \sqrt{40} \):
Știm că \( 36 < 40 < 49 \), adică \( 6^2 < 40 < 7^2 \).
Rezultă: \( 6 < \sqrt{40} < 7 \).
\( \sqrt{40} \approx 6 \) (aproximare prin lipsă la unități)
\( \sqrt{40} \approx 7 \) (aproximare prin adaos la unități)
Numere raționale (\( \mathbb{Q} \)): Radicalii din numere care sunt pătrate perfecte (rezultatul este un număr întreg sau fracție). Ex: \( \sqrt{25} = 5 \in \mathbb{Q} \), \( \sqrt{\frac{4}{9}} = \frac{2}{3} \in \mathbb{Q} \).
Numere iraționale (\( \mathbb{R} \setminus \mathbb{Q} \)): Radicalii din numere care NU sunt pătrate perfecte. Nu pot fi scrise ca fracții ordinare. Ex: \( \sqrt{7} \), \( 2\sqrt{3} \), \( \sqrt{12} \).

Probleme propuse

Ușoară: Calculați rădăcina pătrată pentru numerele raționale: \( \sqrt{81} \) și \( \sqrt{\frac{25}{64}} \).
\( \sqrt{81} = \sqrt{9^2} = 9 \)
\( \sqrt{\frac{25}{64}} = \frac{\sqrt{25}}{\sqrt{64}} = \frac{5}{8} \)
Medie: Se dă numărul \( \sqrt{250} \).
a) Scoateți factorii de sub radical.
b) Aproximați valoarea radicalului prin lipsă și prin adaos la nivel de unități.
a) Descompunem 250: \( 250 = 25 \cdot 10 = 5^2 \cdot 10 \). Deci, \( \sqrt{250} = 5\sqrt{10} \).
b) Căutăm pătratele perfecte vecine cu 250: \( 15^2 = 225 \) și \( 16^2 = 256 \).
Deoarece \( 225 < 250 < 256 \), obținem \( 15 < \sqrt{250} < 16 \).
Aproximarea prin lipsă este 15, iar prin adaos este 16.
Dificilă: Se consideră mulțimea \( M = \{ \sqrt{16}; -\sqrt{2}; \sqrt{45}; \sqrt{\frac{1}{4}}; -3\sqrt{5} \} \).
a) Determinați elementele mulțimii \( M \cap \mathbb{Q} \) (numerele raționale).
b) Introduceți factorul sub radical pentru numărul \( -3\sqrt{5} \).
a) Calculăm radicalii acolo unde este posibil:
\( \sqrt{16} = 4 \in \mathbb{Q} \)
\( \sqrt{\frac{1}{4}} = \frac{1}{2} \in \mathbb{Q} \)
Celelalte numere nu provin din pătrate perfecte, deci sunt iraționale.
\( M \cap \mathbb{Q} = \{ \sqrt{16}; \sqrt{\frac{1}{4}} \} \)
b) \( -3\sqrt{5} = -\sqrt{3^2 \cdot 5} = -\sqrt{9 \cdot 5} = -\sqrt{45} \).

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: