請輸入「幾次方根(根指數 n)」和「根號裡的數 a」。下方的數學式和輸入欄是連動的,直接改寫根號左上方的根指數或裡面的數也能計算。根指數填 2 就是平方根(√a),填 3 就是立方根(∛a)。
這個頁面可以做什麼
- 只要輸入「幾次方根(根指數 \(n\))」和「根號裡的數 \(a\)」,從 \(\sqrt{27}\) 這樣的平方根到立方根、\(n\) 次方根,都能在這一頁算出來
- 根指數填 2 就是平方根(\(\sqrt{a}\)),填 3 就是立方根(\(\sqrt[3]{a}\))。也支援 2.5 這樣的小數或負數的根指數
- 像 \(\sqrt[3]{-8} = -2\) 這樣「負數的奇數次方根」也能直接計算
- 淺顯易懂的公式解說,以及可直接複製到 Excel、Google 試算表、Python 的公式,也都整理在這個頁面
這個計算有什麼用?
想做一個面積 27 m² 的正方形花圃時,邊長是 \(\sqrt{27} \approx 5.2\)(約 5.2 m)。容量 64 L(=64000 cm³)的正方體水族箱,邊長是 \(\sqrt[3]{64000} = 40\)(40 cm)。
從「相乘的結果」回到「原來的長度」的計算全都是方根,在佈置庭院、收納、挑選水族箱等面積或體積先決定的場合都用得到。
資產 10 年變成 2 倍時,等於每年增加多少 %?——答案是 10 次方根,\(\sqrt[10]{2} \approx 1.0718\),也就是年平均約 7.2%。
基金的績效報告和企業的營收成長率(CAGR=年複合成長率),正是用這個「n 年倍率的 n 次方根」計算。可以親手確認複利的世界,是和理財判斷直接相關的式子。
A 系列、B 系列的紙張,長寬比設計成 \(1 : \sqrt{2}\)(約 1.414 倍)。這個比例對折後(A3→A4→A5…)形狀完全相同,所以放大、縮小影印都能剛好放進去。
這是「平方後等於 2 的數」這個平方根的性質,決定了文具這種日常用品尺寸的例子。
高八度的音,頻率剛好是 2 倍。現代的樂器把中間平均分成 12 個半音,每升高一個半音,頻率就變成 \(\sqrt[12]{2} \approx 1.0595\) 倍(十二平均律)。
鋼琴的調音和合成器的音色製作,都以這個「2 的 12 次方根」為基準。KTV 按一次升降 Key 的按鈕,換算成頻率也是這個倍率。
分析考試成績、工廠品管用的標準差,是用「變異數(差距平方的平均)的平方根」計算。變異數是 9 分² 的話,標準差就是 \(\sqrt{9} = 3\) 分。
要把平方計算出來的量換回原本的單位,一定要用平方根。民意調查的誤差、產品的規格範圍等,凡是用到統計的地方,都在進行這個計算。
公式
符號與用語解說
符號
| \(\sqrt{a}\) | 根號 a | \(a\) 的平方根(平方後等於 \(a\)、大於或等於 0 的數)。根號左上方的 2 依慣例省略。(例:\(\sqrt{27} \approx 5.196\)) |
| \(\sqrt[3]{a}\) | a 的立方根 | 3 次方後等於 \(a\) 的數。(例:\(\sqrt[3]{27} = 3\),\(\sqrt[3]{-8} = -2\)) |
| \(\sqrt[n]{a}\) | a 的 n 次方根 | \(n\) 次方後等於 \(a\) 的數。根號左上方的小 \(n\) 是根指數(幾次方根)。 |
| \(a^{1/n}\) | a 的 n 分之 1 次方 | 把和 \(\sqrt[n]{a}\) 相同的值寫成指數的形式。計算機和程式語言用這個形式計算。 |
| \(b'\) | b prime | 手算反覆法中的「新的估計值」。表示把 \(b\) 改良一步後的值,在符號加上撇號(prime)來區別。 |
用語
| 乘方 (次方) |
把同一個數連乘好幾次的計算。像 \(2^3 = 2 \times 2 \times 2 = 8\) 這樣,右上方的小數字(指數)表示相乘的次數。 |
| 方根 | \(n\) 次方後等於 \(a\) 的數(\(\sqrt[n]{a}\)),是平方根、立方根、\(n\) 次方根的總稱,剛好是乘方的反向計算。 |
| 平方根 | 平方後等於 \(a\) 的數。正數的平方根有 \(+\sqrt{a}\) 和 \(-\sqrt{a}\) 兩個,根號 \(\sqrt{a}\) 表示正的那一個。求平方根的計算叫做開平方。在國中八年級學到。 |
| 立方根 | 3 次方後等於 \(a\) 的數(\(\sqrt[3]{a}\))。由正方體的體積求邊長時會用到。 |
| 根指數 | 表示「幾次方根」的數 \(n\),寫在根號的左上方。根指數 2 是平方根,根指數 3 是立方根。 |
| 指數 | 寫在數的右上方、表示「乘幾次」的小數字。把指數推廣到 \(\frac{1}{n}\) 這樣的分數,就能把方根寫成乘方的形式(\(a^{1/n}\))。 |
| 開平方 | 求平方根的計算,也就是俗稱的「開根號」。用直式求平方根的傳統方法叫做「開平方法」。 |
| 無理數 | 像 \(\sqrt{2} = 1.41421356\cdots\) 這樣,無法用分數表示(小數無限延續且不循環)的數。開不盡的方根就是無理數。 |
| 牛頓法 | 「用公式一點一點改良估計值並反覆進行」來逼近方程式答案的計算方法,是電腦快速求平方根和方根的基礎。 |
建議先了解的基礎知識
為了能「理解意義」地使用這個頁面的計算,這裡整理了建議先了解的基礎知識。
| 乘方與指數(國中七年級以上,12 歲~) |
|
| 平方根(國中八年級,13~14 歲) |
|
| 負數的乘法(國中七年級,12~13 歲) |
|
| 小數的乘法(國小五~六年級,10~12 歲) |
|
用 Excel 計算的方法
| 根號裡的數 a | 27 |
| 平方根 √a | =SQRT(B1) |
| 根號裡的數 a | 27 |
| 立方根 | =B1^(1/3) |
| 根指數 n(幾次方根) | 8 |
| 根號裡的數 a | 15 |
| n 次方根 | =B2^(1/B1) |
SQRT 是平方根專用的函數,立方根和 n 次方根要用「^(1/n)」(1/n 次方)。「^」是乘方(幾次方)的符號。
注意:根號裡的數是負數時,Excel 就算用「^(1/3)」也會出現錯誤(#NUM!)。負數的奇數次方根,請像「=-((-B1)^(1/3))」這樣先把負號拿掉再計算(Excel 會先計算負號再計算乘方,省略外側的括號仍會出現錯誤)。
用 Google 試算表計算的方法
| 根號裡的數 a | 27 |
| 平方根 √a | =SQRT(B1) |
| 根號裡的數 a | 27 |
| 立方根 | =B1^(1/3) |
| 根指數 n(幾次方根) | 8 |
| 根號裡的數 a | 15 |
| n 次方根 | =B2^(1/B1) |
Google 試算表也一樣,根號裡的數是負數時會出現錯誤。負數的奇數次方根,請像「=-((-B1)^(1/3))」這樣先把負號拿掉再計算(負號會比乘方先計算,省略外側的括號仍會出現錯誤)。
用 Python 計算的方法
number = 27 # 根號裡的數 a
degree = 3 # 幾次方根(根指數 n)
root = number ** (1 / degree) # n 次方根 = a 的 (1/n) 次方
print(f"{number} 的 {degree} 次方根:{root}")
# 負數的奇數次方根,要先把負號拿掉再計算
# (直接把負數做 (1/3) 次方,Python 會傳回複數)
negative_number = -8
odd_degree = 3
negative_root = -((-negative_number) ** (1 / odd_degree))
print(f"{negative_number} 的 {odd_degree} 次方根:{negative_root}")
用 LaTeX 等數學式語言的寫法(可直接複製)
ⁿ√a = b ⟺ bⁿ = a
\sqrt[n]{a} = b \iff b^{n} = a
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mroot><mi>a</mi><mi>n</mi></mroot>
<mo>=</mo>
<mi>b</mi>
<mo>⟺</mo>
<msup><mi>b</mi><mi>n</mi></msup>
<mo>=</mo>
<mi>a</mi>
</mrow>
</math>
root(n)(a) = b iff b^n = a
Surd[a, n]
b := root(a, n);
b = nthroot(a, n);
√(n&a) = b ⟺ b^n = a
ⁿ√a = a^(1/n)
\sqrt[n]{a} = a^{1/n}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mroot><mi>a</mi><mi>n</mi></mroot>
<mo>=</mo>
<msup>
<mi>a</mi>
<mrow><mn>1</mn><mo>/</mo><mi>n</mi></mrow>
</msup>
</mrow>
</math>
root(n)(a) = a^(1/n)
a^(1/n)
b := a^(1/n);
b = a^(1/n);
√(n&a) = a^(1/n)
ⁿ√(−a) = −(ⁿ√a)
\sqrt[n]{-a} = -\sqrt[n]{a}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mroot>
<mrow><mo>−</mo><mi>a</mi></mrow>
<mi>n</mi>
</mroot>
<mo>=</mo>
<mo>−</mo>
<mroot><mi>a</mi><mi>n</mi></mroot>
</mrow>
</math>
root(n)(-a) = -root(n)(a)
Surd[-a, n]
b := surd(-a, n);
b = nthroot(-a, n);
√(n&−a) = −√(n&a)
b′ = (b + a ÷ b) ÷ 2
b' = \dfrac{1}{2}\left( b + \dfrac{a}{b} \right)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msup><mi>b</mi><mo>′</mo></msup>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>b</mi>
<mo>+</mo>
<mfrac><mi>a</mi><mi>b</mi></mfrac>
</mrow>
<mn>2</mn>
</mfrac>
</mrow>
</math>
b' = (b + a/b)/2
(b + a/b)/2
bnew := (b + a/b)/2;
b_new = (b + a/b)/2;
b′ = (b + a/b)/2
請 ChatGPT 幫忙計算的方法
你是數字計算助理。請務必實際執行 Python 程式碼來進行以下計算,並只根據執行結果的數值回答(不要用心算或猜測作答)。 請分別求出以下的方根。 1. 27 的平方根 2. 10 的立方根 3. 15 的 8 次方根 4. −8 的立方根(負數的奇數次方根,請先把負號拿掉再計算) 請列出計算所用的公式和執行結果的數值。
使用方法
-
1輸入數值在輸入欄中輸入要計算的數值
-
2計算按下「計算」按鈕
-
3查看結果計算結果會立即顯示。計算的思路和公式的解說,也都能在同一個頁面查看
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