Корице уџбеника

I.5. Рачунске Операције У Скупу Реалних Бројева

Изабери решење задатка:

Задатак 18

Кратко решење

Збир квадрата два реална броја једнак је нули само ако су оба броја нула. а) \( x = 0 \) и \( y - 1 = 0 \), дакле \( x = 0,\ y = 1 \). б) \( 2x - 3 = 0 \) и \( y + 5 = 0 \), дакле \( x = \frac{3}{2} = 1,5 \) и \( y = -5 \).

Детаљно решење

Користимо тврђење из Примера 17: за сваки реалан број важи \( a^2 \ge 0 \), а из \( a^2 = 0 \) следи \( a = 0 \). Зато је збир квадрата два реална броја једнак нули само ако су оба броја једнака нули. Наиме, када би један од сабирака био позитиван, збир би такође био позитиван, јер је други сабирак ненегативан.

а) \( x^2 + (y-1)^2 = 0 \)

На левој страни је збир квадрата бројева \( x \) и \( y - 1 \). Тај збир је нула само ако је сваки од њих нула: \[ x = 0 \qquad \text{и} \qquad y - 1 = 0. \] Из друге једнакости добијамо \( y = 1 \). Провера: \( 0^2 + (1-1)^2 = 0 + 0 = 0 \). Решење је уређени пар \( (x, y) = (0, 1) \).

б) \( (2x-3)^2 + (y+5)^2 = 0 \)

И овде је реч о збиру квадрата два реална броја, па оба морају бити једнака нули: \[ 2x - 3 = 0 \qquad \text{и} \qquad y + 5 = 0. \] Из прве једначине је \( 2x = 3 \), односно \[ x = \frac{3}{2} = 1,5, \] а из друге је \( y = -5 \). Провера: \( (2 \cdot 1,5 - 3)^2 + (-5+5)^2 = 0^2 + 0^2 = 0 \). Решење је \( (x, y) = \left( \frac{3}{2}, -5 \right) \).

Кратак запис решења:

Из \( a^2 + b^2 = 0 \) следи \( a = 0 \) и \( b = 0 \): а) \( x = 0,\ y = 1 \); б) \( x = 1,5,\ y = -5 \).

Најважније из лекције

Кључна правила која олакшавају рад са реалним бројевима и коренима:
  • Сабирање и множење су комутативни и асоцијативни. Нула не мења збир, јединица не мења производ.
  • Дистрибутивност повезује множење и сабирање: \(a(b+c) = ab+ac\).
  • Множење/Дељење корена: Може се извршити под једним кореном: \(\sqrt{2} \cdot \sqrt{8} = \sqrt{16} = 4\).
  • Делимично кореновање: Извлачење потпуног квадрата испред корена (\(\sqrt{50} = \sqrt{25 \cdot 2} = 5\sqrt{2}\)).
  • Рационалисање: Проширивање разломка ради уклањања корена из имениоца (\(\frac{a}{\sqrt{b}} \cdot \frac{\sqrt{b}}{\sqrt{b}}\)).
Сва својства рачунских операција која важе у скупу рационалних бројева наслеђују се и у скупу реалних бројева (\(\mathbb{R}\)).
За сабирање реалних бројева важе следећа својства:
  • Комутативност: \( a + b = b + a \)
  • Асоцијативност: \( (a + b) + c = a + (b + c) \)
Број 0 је неутрални елемент за сабирање, јер за свако \(a \in \mathbb{R}\) важи \(a + 0 = 0 + a = a\).
За сваки реалан број \(a\) постоји супротан елемент \(-a\), тако да је \(a + (-a) = 0\).
Одузимање се своди на сабирање са супротним бројем: \[ a - b = a + (-b) \] Број супротан збиру једнак је збиру супротних бројева: \[ -(a + b) = -a - b \]
Упрости израз ослобађањем од заграда: \( \sqrt{5} - (\sqrt{5} + 3) \).
Применом правила за супротан збир добијамо:
\( \sqrt{5} - \sqrt{5} - 3 = 0 - 3 = -3 \).
За множење реалних бројева важе следећа својства:
  • Комутативност: \( a \cdot b = b \cdot a \)
  • Асоцијативност: \( (a \cdot b) \cdot c = a \cdot (b \cdot c) \)
  • Дистрибутивност множења према сабирању: \( a \cdot (b + c) = a \cdot b + a \cdot c \)
Број 1 је неутрални елемент за множење (\(a \cdot 1 = a\)). Ако је један од чинилаца 0, производ је 0 (\(a \cdot 0 = 0\)).
Дељење се своди на множење реципрочном вредношћу. За \(b \neq 0\) важи: \(a : b = a \cdot \frac{1}{b}\).
За свако \(a, b \in \mathbb{R}\) важи:
\( (-a) \cdot b = a \cdot (-b) = -ab \)
\( (-a) \cdot (-b) = ab \)
Уобичајено је да се знак за множење изоставља испред корена. На пример: \(3 \cdot \sqrt{13} = 3\sqrt{13}\).
Корен производа: \(\sqrt{a \cdot b} = \sqrt{a} \cdot \sqrt{b}\) (за \(a \ge 0, b \ge 0\))
Корен количника: \(\sqrt{\frac{a}{b}} = \frac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}}\) (за \(a \ge 0, b > 0\))
Ова својства важе у оба смера, што омогућава спајање корена при множењу и дељењу, или њихово раздвајање.
\(a\) \(b\) \(\sqrt{a \cdot b}\) \(\sqrt{a} \cdot \sqrt{b}\)
\(4\) \(9\) \(\sqrt{4 \cdot 9} = \sqrt{36} = 6\) \(\sqrt{4} \cdot \sqrt{9} = 2 \cdot 3 = 6\)
\(0.25\) \(0.04\) \(\sqrt{0.01} = 0.1\) \(0.5 \cdot 0.2 = 0.1\)
За свако \(a \in \mathbb{R}\) важи \(\sqrt{a^2} = |a|\).
За свако \(a \ge 0\) важи \((\sqrt{a})^2 = a\).
Делимично кореновање је поступак при коме се поткорена величина представља као производ чинилаца од којих је бар један потпун квадрат, како би се корен упростио.
Делимично кореновање броја 8: \[ \sqrt{8} = \sqrt{4 \cdot 2} = \sqrt{4} \cdot \sqrt{2} = 2\sqrt{2} \]
Рационалисање имениоца је поступак проширивања разломка тако да се у имениоцу елиминише корен.
Рационалисање разломка: \[ \frac{1}{\sqrt{2}} = \frac{1}{\sqrt{2}} \cdot \frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{2}}{(\sqrt{2})^2} = \frac{\sqrt{2}}{2} \]

Задаци за вежбање

Лак: Користећи својство корена производа и количника, израчунај вредност израза:
а) \(\sqrt{2} \cdot \sqrt{18}\)
б) \(\frac{\sqrt{75}}{\sqrt{3}}\)
а) \(\sqrt{2} \cdot \sqrt{18} = \sqrt{2 \cdot 18} = \sqrt{36} = 6\)
б) \(\frac{\sqrt{75}}{\sqrt{3}} = \sqrt{\frac{75}{3}} = \sqrt{25} = 5\)
Средњи: Упрости израз применом делимичног кореновања и својстава сабирања:
\(\sqrt{12} + \sqrt{27} - \sqrt{3}\)
Прво применимо делимично кореновање:
\(\sqrt{12} = \sqrt{4 \cdot 3} = 2\sqrt{3}\)
\(\sqrt{27} = \sqrt{9 \cdot 3} = 3\sqrt{3}\)
Сада заменимо у израз:
\(2\sqrt{3} + 3\sqrt{3} - \sqrt{3} = (2 + 3 - 1)\sqrt{3} = 4\sqrt{3}\)
Средњи: Рационалиши имениоце следећих разломака:
а) \(\frac{6}{\sqrt{3}}\)
б) \(\frac{2\sqrt{5}}{\sqrt{2}}\)
а) \(\frac{6}{\sqrt{3}} \cdot \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{3}} = \frac{6\sqrt{3}}{3} = 2\sqrt{3}\)

б) \(\frac{2\sqrt{5}}{\sqrt{2}} \cdot \frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}} = \frac{2\sqrt{10}}{2} = \sqrt{10}\)
Тежак: Израчунај вредност израза применом дистрибутивности и правила за множење коренова:
\(\sqrt{2} \cdot (\sqrt{8} - \sqrt{2}) + \frac{10}{\sqrt{5}}\)
Први део (дистрибутивност):
\(\sqrt{2} \cdot \sqrt{8} - \sqrt{2} \cdot \sqrt{2} = \sqrt{16} - \sqrt{4} = 4 - 2 = 2\)
Други део (рационализација):
\(\frac{10}{\sqrt{5}} \cdot \frac{\sqrt{5}}{\sqrt{5}} = \frac{10\sqrt{5}}{5} = 2\sqrt{5}\)
Резултат: \(2 + 2\sqrt{5}\)

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: