Корице уџбеника

I.6. Својства Операција С Реалним Бројевима

Изабери решење задатка:

Задатак 5

Кратко решење

а)

\[ (\sqrt{48} - 3\sqrt{12} + 7\sqrt{3}) : \sqrt{3} = \frac{\sqrt{48}}{\sqrt{3}} - \frac{3\sqrt{12}}{\sqrt{3}} + \frac{7\sqrt{3}}{\sqrt{3}} \] \[ = \sqrt{16} - 3\sqrt{4} + 7 = 4 - 3 \cdot 2 + 7 = 4 - 6 + 7 = 5 \]

б)

\[ \sqrt{11}(-\sqrt{11} + 4\sqrt{4 \cdot 11} - 9\sqrt{9 \cdot 11}) = \sqrt{11}(-\sqrt{11} + 8\sqrt{11} - 27\sqrt{11}) \] \[ = \sqrt{11} \cdot (-20\sqrt{11}) = -20 \cdot (\sqrt{11})^2 = -20 \cdot 11 = -220 \]

в)

\[ 5\sqrt{4 \cdot 5} + 2\sqrt{9 \cdot 5} - 4\sqrt{16 \cdot 5} = 10\sqrt{5} + 6\sqrt{5} - 16\sqrt{5} = 0 \]

г)

\[ (2\sqrt{3}) \cdot 3 - \frac{1}{3}(-6\sqrt{3}) = 6\sqrt{3} - (-2\sqrt{3}) = 6\sqrt{3} + 2\sqrt{3} = 8\sqrt{3} \]

д)

\[ (5 - 2\sqrt{9 \cdot 2})(3 + 2\sqrt{2}) = (5 - 6\sqrt{2})(3 + 2\sqrt{2}) \] \[ = 15 + 10\sqrt{2} - 18\sqrt{2} - 12 \cdot 2 = 15 - 8\sqrt{2} - 24 = -9 - 8\sqrt{2} \]

ђ)

\[ -2\sqrt{2} + \cancel{0,2\sqrt{6}} + 1,5\sqrt{2} - \cancel{0,2\sqrt{6}} = -0,5\sqrt{2} \]

е)

\[ \sqrt{\frac{1,96 \cdot 2,25}{0,49 \cdot 0,09}} = \sqrt{\frac{4,41}{0,0441}} = \sqrt{100} = 10 \]

ж)

\[ \frac{26 - 24}{\sqrt{100}} : \frac{\sqrt{169}}{7 - 6} = \frac{2}{10} : \frac{13}{1} = \frac{1}{5} \cdot \frac{1}{13} = \frac{1}{65} \]

Детаљно решење

Да бисмо решили ове задатке, користићемо својства квадратних корена, делимично кореновање (\( \sqrt{a^2 \cdot b} = a\sqrt{b} \)) и дистрибутивност множења према сабирању и одузимању.

а) \( (\sqrt{48} - 3\sqrt{12} + 7\sqrt{3}) : \sqrt{3} \)

Примена дистрибутивности дељења

Сваки члан унутар заграде поделићемо са \( \sqrt{3} \): \[ (\sqrt{48} : \sqrt{3}) - (3\sqrt{12} : \sqrt{3}) + (7\sqrt{3} : \sqrt{3}) \] Користимо правило \( \sqrt{a} : \sqrt{b} = \sqrt{a : b} \): \[ \sqrt{48 : 3} - 3\sqrt{12 : 3} + 7 \cdot 1 = \sqrt{16} - 3\sqrt{4} + 7 \] Израчунавамо корене: \[ 4 - 3 \cdot 2 + 7 = 4 - 6 + 7 = 5 \]

б) \( \sqrt{11}(-\sqrt{11} + 4\sqrt{44} - 9\sqrt{99}) \)

Множење корена и упрошћавање

Прво упростимо корене унутар заграде: \[ \sqrt{44} = \sqrt{4 \cdot 11} = 2\sqrt{11} \] \[ \sqrt{99} = \sqrt{9 \cdot 11} = 3\sqrt{11} \] Сада заменимо у израз: \[ \sqrt{11}(-\sqrt{11} + 4 \cdot 2\sqrt{11} - 9 \cdot 3\sqrt{11}) = \sqrt{11}(-\sqrt{11} + 8\sqrt{11} - 27\sqrt{11}) \] Саберемо сличне корене у загради: \[ \sqrt{11}(-1 + 8 - 27)\sqrt{11} = \sqrt{11}(-20\sqrt{11}) \] Помножимо: \[ -20 \cdot (\sqrt{11})^2 = -20 \cdot 11 = -220 \]

в) \( 5\sqrt{20} + 2\sqrt{45} - 4\sqrt{80} \)

Делимично кореновање и сабирање

Упростимо сваки сабирак: \[ 5\sqrt{4 \cdot 5} + 2\sqrt{9 \cdot 5} - 4\sqrt{16 \cdot 5} \] \[ 5 \cdot 2\sqrt{5} + 2 \cdot 3\sqrt{5} - 4 \cdot 4\sqrt{5} = 10\sqrt{5} + 6\sqrt{5} - 16\sqrt{5} \] Комбинујемо коефицијенте: \[ (10 + 6 - 16)\sqrt{5} = 0\sqrt{5} = 0 \]

г) \( (-\sqrt{3} + 3\sqrt{3}) \cdot 3 - \frac{1}{3}(-3\sqrt{3} - 3\sqrt{3}) \)

Операције са сличним коренима

Прво израчунамо вредности у заградама: \[ (2\sqrt{3}) \cdot 3 - \frac{1}{3}(-6\sqrt{3}) \] Помножимо коефицијенте: \[ 6\sqrt{3} - \frac{1}{\cancel{3}_1}(- \cancel{6}^2\sqrt{3}) = 6\sqrt{3} - (-2\sqrt{3}) \] Ослободимо се заграде: \[ 6\sqrt{3} + 2\sqrt{3} = 8\sqrt{3} \]

д) \( (5 - 2\sqrt{18})(3 + 2\sqrt{2}) \)

Упрошћавање и множење заграда

Прво упростимо \( \sqrt{18} = \sqrt{9 \cdot 2} = 3\sqrt{2} \): \[ (5 - 2 \cdot 3\sqrt{2})(3 + 2\sqrt{2}) = (5 - 6\sqrt{2})(3 + 2\sqrt{2}) \] Множимо сваки члан са сваким: \[ 5 \cdot 3 + 5 \cdot 2\sqrt{2} - 6\sqrt{2} \cdot 3 - 6\sqrt{2} \cdot 2\sqrt{2} \] \[ 15 + 10\sqrt{2} - 18\sqrt{2} - 12 \cdot 2 = 15 - 8\sqrt{2} - 24 \] \[ -9 - 8\sqrt{2} \]

ђ) \( -2\sqrt{2} + \frac{1}{5}\sqrt{6} + 1,5\sqrt{2} - 0,2\sqrt{6} \)

Груписање сличних корена

Претворимо разломак \( \frac{1}{5} \) у децимални број \( 0,2 \): \[ -2\sqrt{2} + 1,5\sqrt{2} + \cancel{0,2\sqrt{6}} - \cancel{0,2\sqrt{6}} \] Поништимо супротне бројеве и саберемо преостале: \[ (-2 + 1,5)\sqrt{2} = -0,5\sqrt{2} \]

е) \( \sqrt{\frac{1,96 \cdot 2,25}{0,49 \cdot 0,09}} \)

Сређивање израза под кореном

Цео разломак налази се под једним квадратним кореном, па прво израчунамо бројилац и именилац: \[ 1,96 \cdot 2,25 = 4,41 \qquad 0,49 \cdot 0,09 = 0,0441 \] Поделимо, па кореновамо: \[ \sqrt{\frac{4,41}{0,0441}} = \sqrt{100} = 10 \]

ж) \( \frac{\sqrt{676} - \sqrt{576}}{\sqrt{676 - 576}} : \frac{\sqrt{25 + 144}}{\sqrt{49} - \sqrt{36}} \)

Рачунање вредности израза

Израчунавамо појединачне корене: \( \sqrt{676} = 26 \), \( \sqrt{576} = 24 \), \( \sqrt{49} = 7 \), \( \sqrt{36} = 6 \): \[ \frac{26 - 24}{\sqrt{100}} : \frac{\sqrt{169}}{7 - 6} \] \[ \frac{2}{10} : \frac{13}{1} = \frac{1}{5} \cdot \frac{1}{13} = \frac{1}{65} \]

Кратак запис решења:

а)

\( \sqrt{16} - 3\sqrt{4} + 7 = 4 - 6 + 7 = 5 \)

б)

\( \sqrt{11}(-1 + 8 - 27)\sqrt{11} = -20 \cdot 11 = -220 \)

в)

\( 10\sqrt{5} + 6\sqrt{5} - 16\sqrt{5} = 0 \)

г)

\( 6\sqrt{3} + 2\sqrt{3} = 8\sqrt{3} \)

д)

\( 15 + 10\sqrt{2} - 18\sqrt{2} - 24 = -9 - 8\sqrt{2} \)

ђ)

\( -2\sqrt{2} + 0,2\sqrt{6} + 1,5\sqrt{2} - 0,2\sqrt{6} = -0,5\sqrt{2} \)

е)

\( \sqrt{\frac{4,41}{0,0441}} = \sqrt{100} = 10 \)

ж)

\( \frac{2}{10} : \frac{13}{1} = \frac{1}{5 \cdot 13} = \frac{1}{65} \)

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: