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根號化簡計算機(化成最簡根式、根號的加減乘除)

請選擇「化簡 1 個根號」或「2 個根號的四則運算」,再輸入根號前面的數和根號裡的數。下方的數學式和輸入欄是連動的,直接改寫式中的數字也能計算。

請用半形輸入數字。根號前面的數空白時當成 1,可以使用小數、負數和 3/4 這樣的分數。根號裡只能是 1 以上的整數。
計算結果與圖表
在左邊的輸入欄填入根號裡的數,按下「計算」,這裡就會顯示化簡後的形式和數線。

這個頁面可以做什麼

  • 可以把 \(\sqrt{48}\) 這樣的平方根化簡成 \(4\sqrt{3}\)(根號裡的數盡量小的整數)。也能看到根號裡的數的質因數分解,以及把平方因數提到外面的過程
  • 也能確認根號裡是完全平方數時,根號會消失變成整數,例如 \(\sqrt{36} = 6\)
  • 可以計算 \(3\sqrt{2} + 5\sqrt{2}\)、\(2\sqrt{6} \times 3\sqrt{2}\) 這樣根號之間的加減乘除,答案以化簡後的精確形式顯示
  • 除法中分母留下根號時,會以消去分母根號的形式(分母有理化後)作答。例如:\(6 \div \sqrt{3} = 2\sqrt{3}\)
  • 答案以精確形式為主,並附上小數值和「介於哪兩個整數之間」。也能在數線上確認大小
  • 計算機會顯示和手寫相同形式的根號式子,也可以直接改寫根號裡面或前面的數來計算
可以處理的是根號裡為正整數的平方根。不支援負數的平方根、立方根等 n 次方根,以及像 \(\sqrt{5 + 2\sqrt{6}}\) 這樣的雙重根號。

這個計算有什麼用?

影印紙 A4、A3 的長寬比(生活中的規格)

A4、A3 等 A 系列的紙張,長寬比規定為 \(1 : \sqrt{2}\)。這個比例把長邊對折後比例不變,所以 A3 對折剛好就是 A4。實際上 A4 是 210 mm × 297 mm,\(297 \div 210 \approx 1.4143\) 和 \(\sqrt{2} \approx 1.4142\) 幾乎一致。
規定 A0 的面積為 1 平方公尺,再套用這個比例,A0 就是 841 mm × 1189 mm。影印機放大縮小顯示「A4→A3 141%」,背後就是這個 \(\sqrt{2}\) 倍。

求斜邊的長度(建築、設計、測量)

由互相垂直的兩邊長求斜邊長時(畢氏定理),答案多半是根號的形式。邊長 1 m 的正方形對角線是 \(\sqrt{2} \approx 1.414\) m,長 3 m、寬 4 m 則是 \(\sqrt{25} = 5\) m。
在建築和木工現場,會量這條對角線的長度來確認是否成直角。設計圖上不要直接寫 \(\sqrt{18}\) 這樣的值,化成最簡根式 \(3\sqrt{2}\),就能馬上估計是 \(\sqrt{2} \approx 1.414\) 的 3 倍,大約 4.24 m。

表示資料分散程度的標準差(統計、品管)

標準差是把與平均數的差平方後再平均的值(變異數)的平方根。先平方再開根號,就能回到和原始資料相同的單位。
例如 4, 6, 8, 10, 12 這 5 個值,平均數是 8,變異數是 8,所以標準差是 \(\sqrt{8} = 2\sqrt{2} \approx 2.83\)。考試成績的分布、工廠產品的品質管理、健康檢查的參考值等,凡是處理資料的地方都會出現平方根。

求落下的時間、單擺的週期(物理)

從高度 \(h\) 公尺讓物體落下,到達地面的時間是 \(\sqrt{\dfrac{2h}{g}}\) 秒(\(g\) 是重力加速度,約 9.8),5 m 的話約 1.01 秒。單擺來回擺動一次的時間,也和擺長的平方根成正比(擺長 1 m 的單擺約 2.0 秒)。
「時間和距離的平方根成正比」這個關係,用在時鐘和遊樂設施的設計、墜落事故的調查等生活周遭的場合。

從煞車痕推算事故時的速度(交通事故鑑定)

由輪胎留在路面上的煞車痕(拖痕)長度,可以用 \(\sqrt{2\mu g d}\)(\(\mu\) 是路面與輪胎的摩擦係數,\(g\) 是重力加速度,\(d\) 是煞車痕的長度)推估開始煞車時的速度。乾燥柏油路面 \(\mu = 0.7\)、痕長 20 m 的話,是 \(\sqrt{274.4} \approx 16.6\) m/s,換算成時速大約 60 km。
這個推估實際用在交通事故鑑定中,也是「速度變成 2 倍,從煞車開始作用到停下的距離(煞車距離)會變成 4 倍(=煞車距離和速度的平方成正比)」這個安全駕駛觀念的依據。

公式與圖示

平方根與根號的意義
圖示
數學寫法 (一般的數學式)
\(\left(\sqrt{a}\right)^{2}\) \(=\) \(a\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
① 把平方後等於 \(a\) 的正數 \(\sqrt{a}\) 再平方 \(=\) ② \(a\):根號裡的數
用文字讀公式
① 設 \(a\) 為大於或等於 0 的數, 把平方後等於 \(a\) 的正數 \(\sqrt{a}\) 再平方 ,
② 就會變回 \(a\):根號裡的數 本身
簡單範例
\(2\) 的平方根 \(\sqrt{2}\),是邊長 \(1\) 的正方形的對角線長。把它平方:
對角線長 \(\sqrt{2}\) 的平方 \(=\) 根號裡的數 \(2\)
\(\left(\sqrt{2}\right)^{2} = \sqrt{2} \times \sqrt{2} = 2\)
\(\sqrt{2} \approx 1.41421356\)
思考重點
想像一個面積為 \(a\) 的正方形,它的邊長剛好就是 \(\sqrt{a}\)。把邊長平方就變回面積 \(a\),這就是根號的意義。 \(\sqrt{2}\)、\(\sqrt{3}\) 是無法用分數表示的數(無理數),寫成小數會無限延續而且不循環。所以不必一直寫 \(1.41421356\dots\),用 \(\sqrt{2}\) 一個符號就能表示精確的值。 另外,平方後等於 \(a\) 的數有 \(+\sqrt{a}\) 和 \(-\sqrt{a}\) 兩個。依約定,\(\sqrt{a}\) 這個符號只表示正的那一個。
根號化簡(把平方因數提到外面)
圖示
數學寫法 (一般的數學式)
\(\sqrt{a^{2}b}\) \(=\) \(a\) \(\sqrt{b}\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
③ 根號裡是「平方數 \(a^2\)」乘以「其餘的 \(b\)」的平方根 \(=\) ① \(a\):平方前的數(提到根號外) ② \(\sqrt{b}\):其餘的 \(b\) 的平方根(留在根號裡)
用文字讀公式
① 設 \(a\)、\(b\) 為大於或等於 0 的數,把根號裡分成「平方數 × 其餘」時, \(a\):平方前的數 提到根號外,
② \(\sqrt{b}\):其餘的 \(b\) 的平方根 留在根號裡,兩者相乘,就等於
③ 原來的平方根 \(\sqrt{a^2b}\)
簡單範例
\(48 = 2^4 \times 3 = 4^2 \times 3\),所以 \(\sqrt{48}\):
原來的平方根 \(\sqrt{48}\) \(=\) 提到外面的 \(4\) 留在裡面的 \(\sqrt{3}\)
\(48 = 2^{4} \times 3 = 4^{2} \times 3\)
\(\sqrt{48} = \sqrt{4^{2} \times 3} = 4\sqrt{3} \approx 6.9282\)
思考重點
為什麼可以提到外面?把它拆成 \(\sqrt{a^2b} = \sqrt{a^2} \times \sqrt{b}\) 就明白了。\(\sqrt{a^2}\) 是「平方後等於 \(a^2\) 的正數」,也就是 \(a\) 本身。所以只有 \(a\) 提到根號外,\(\sqrt{b}\) 留在根號裡。 找出平方因數最可靠的方法是質因數分解。相同的質因數每湊成一對,就有一個提到根號外,湊不成對的質因數才留在裡面。例如 \(72 = 2^3 \times 3^2\):2 有 3 個,湊成 1 對,所以 1 個 2 提到外面、1 個 2 留在裡面;3 有 2 個,剛好 1 對,所以 1 個 3 提到外面。因此 \(\sqrt{72} = 2 \times 3 \times \sqrt{2} = 6\sqrt{2}\)。 化簡的理由有兩個。第一,比較容易看出大小:\(\sqrt{48}\) 一眼看不出多大,但 \(4\sqrt{3}\) 是 \(\sqrt{3} \approx 1.73\) 的 4 倍,大約 6.9。第二,相同的值會變成相同的形式,方便核對答案、整理式子。
根號的加法與減法(合併同類項)
圖示
數學寫法 (一般的數學式)
\(p\sqrt{a}\) \(+\) \(q\sqrt{a}\) \(=\) \(\left(p+q\right)\sqrt{a}\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
① \(p\) 個 \(\sqrt{a}\) \(+\) ② \(q\) 個 \(\sqrt{a}\) \(=\) ③ \(p+q\) 個 \(\sqrt{a}\)
用文字讀公式
① 根號裡都是相同的 \(a\) 時, \(p\) 個 \(\sqrt{a}\)
② 加上 \(q\) 個 \(\sqrt{a}\) ,因為大小相同可以把個數相加,就得到
③ \(p+q\) 個 \(\sqrt{a}\)
簡單範例
\(3\sqrt{2} + 5\sqrt{2}\) 都是以 \(\sqrt{2}\) 為單位,所以
3 個 \(\sqrt{2}\) \(+\) 5 個 \(\sqrt{2}\) \(=\) 8 個 \(\sqrt{2}\)
\(3\sqrt{2} + 5\sqrt{2} = \left(3+5\right)\sqrt{2} = 8\sqrt{2} \approx 11.3137\)
思考重點
和「3 個蘋果 + 5 個蘋果 = 8 個蘋果」是同樣的想法。代數式合併 \(3x + 5x = 8x\) 時,這裡的 \(x\) 就是 \(\sqrt{2}\)。這叫做合併同類項。 反過來,根號裡不同的就不能合併成一個。最常見的錯誤是把裡面相加,寫成 \(\sqrt{a} + \sqrt{b} = \sqrt{a+b}\),這是不成立的。用整數的例子就很清楚:\(\sqrt{9} + \sqrt{16} = 3 + 4 = 7\),但 \(\sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5\),是完全不同的數。減法也一樣,\(\sqrt{a} - \sqrt{b}\) 也不等於 \(\sqrt{a-b}\)。 所以 \(\sqrt{2} + \sqrt{3}\) 不會變成 \(\sqrt{5}\)(實際上 \(\sqrt{2} + \sqrt{3} \approx 3.1463\),而 \(\sqrt{5} \approx 2.2361\))。答案就是 \(\sqrt{2} + \sqrt{3}\) 本身。不能合併的不要硬合併,才是正確的作答方式。 看起來不同的根號,化簡後也可能變成同類項。\(\sqrt{2} + \sqrt{8}\) 看似無法合併,但 \(\sqrt{8} = 2\sqrt{2}\),所以 \(\sqrt{2} + 2\sqrt{2} = 3\sqrt{2}\)。加減法的第一步,一定是先把兩邊化簡。
根號的乘法(根號裡相乘,合併成一個)
圖示
數學寫法 (一般的數學式)
\(\sqrt{a}\) \(\times\) \(\sqrt{b}\) \(=\) \(\sqrt{ab}\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
① \(a\) 的平方根 \(\times\) ② \(b\) 的平方根 \(=\) ③ 根號裡相乘後的數 \(ab\) 的平方根
用文字讀公式
① 設 \(a\)、\(b\) 都是大於或等於 0 的數, \(a\) 的平方根 \(\sqrt{a}\)
② 乘以 \(b\) 的平方根 \(\sqrt{b}\) ,根號裡相乘,就得到
③ \(ab\) 的平方根 \(\sqrt{ab}\)
簡單範例
\(\sqrt{3} \times \sqrt{6}\) 先把根號裡相乘變成 \(\sqrt{18}\),再化簡:
\(\sqrt{3}\) \(\times\) \(\sqrt{6}\) \(=\) \(\sqrt{18}\)(化簡後是 \(3\sqrt{2}\))
\(\sqrt{3} \times \sqrt{6} = \sqrt{3 \times 6} = \sqrt{18}\)
\(\sqrt{18} = \sqrt{3^{2} \times 2} = 3\sqrt{2} \approx 4.2426\)
思考重點
想成長 \(\sqrt{a}\)、寬 \(\sqrt{b}\) 的長方形面積是 \(\sqrt{ab}\),就很容易理解。和加法不同,乘法就算根號裡的數不同,也能合併成一個根號。 根號前面有數時,前面的數和前面的數、根號裡和根號裡分別相乘。例如 \(2\sqrt{6} \times 3\sqrt{2} = (2 \times 3)\sqrt{6 \times 2} = 6\sqrt{12}\),再化簡 \(\sqrt{12} = 2\sqrt{3}\),得 \(6 \times 2\sqrt{3} = 12\sqrt{3}\)。相乘後根號裡的數變大,常常含有完全平方數,最後別忘了化簡。 同一個數相乘,根號就會消失(\(\sqrt{5} \times \sqrt{5} = \sqrt{25} = 5\)),這和第一個公式 \(\left(\sqrt{a}\right)^2 = a\) 是同一件事。 另外,這個公式只在 \(a\)、\(b\) 都大於或等於 0 時才成立。負數的平方根(虛數)不能這樣算,根號裡有負數時不要使用。
根號的除法與分母有理化
數學寫法 (一般的數學式)
\(\dfrac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}}\) \(=\) \(\dfrac{\sqrt{a} \times \sqrt{b}}{\sqrt{b} \times \sqrt{b}}\) \(=\) \(\dfrac{\sqrt{ab}}{b}\)
文字寫法 (把符號換成文字的公式)
① 分母留有根號的形式 \(=\) ② 分子、分母同乘以 \(\sqrt{b}\) 的形式 \(=\) ③ 分母變成整數 \(b\) 的形式
用文字讀公式
① 設 \(a\) 為大於或等於 0 的數、\(b\) 為正數(是分母所以不能是 0),把除法寫成分數,就是 分母留有根號的形式 。
② 把它改寫成 分子、分母同乘以 \(\sqrt{b}\) 的形式 ,分母變成 \(\sqrt{b} \times \sqrt{b} = b\),根號就消失了,得到
③ 分母變成整數 \(b\) 的形式
簡單範例
把 \(1 \div \sqrt{3}\) 化成分母沒有根號的形式:
\(\dfrac{1}{\sqrt{3}}\) \(=\) 分子、分母同乘以 \(\sqrt{3}\) \(=\) \(\dfrac{\sqrt{3}}{3}\)
\(\dfrac{1}{\sqrt{3}} = \dfrac{1 \times \sqrt{3}}{\sqrt{3} \times \sqrt{3}} = \dfrac{\sqrt{3}}{3} \approx 0.5774\)
思考重點
分子和分母同乘以相同的數,分數的值不會改變。分母有理化就是利用這一點,只把分母的根號消去。改變的是外觀而不是值,所以 \(\dfrac{1}{\sqrt{3}}\) 和 \(\dfrac{\sqrt{3}}{3}\) 是同一個數(約 0.5774)。 答案統一寫成分母沒有根號的形式,是因為比較容易判斷大小、核對答案。\(\dfrac{1}{\sqrt{3}}\) 要用 1 除以 1.73…,而 \(\dfrac{\sqrt{3}}{3}\) 只要把 1.73…除以 3。 根號前面有數時步驟也一樣:前面的數相除,根號的部分再有理化(例如:\(6\sqrt{6} \div 3\sqrt{2} = 2\sqrt{3}\))。像 \(\sqrt{3} + 1\) 這樣分母有 2 項時,需要另一種方法(乘上共軛根式)。這個計算機只處理分母是單一根號的情況。
根號化簡,就是把根號裡的數做質因數分解,找出平方的部分,把平方前的數提到根號外(\(\sqrt{a^2b} = a\sqrt{b}\))。加減法只有根號裡相同的(同類項)才能合併,乘除法則可以把根號裡的數相乘、相除。除法的答案,約定要寫成分母不留根號的形式(分母有理化後的形式)。

符號與用語解說

符號

\(\sqrt{\phantom{a}}\) 根號 表示平方根的符號,叫做根號。據說源自拉丁文 radix(根)的字首 r 變形而來。像 \(\sqrt{9} = 3\) 這樣,表示「平方後等於根號裡的數的正數」。
\(\sqrt{a}\) 根號 a \(a\) 的平方根中正的那一個。平方後會變回 \(a\)(\(\left(\sqrt{a}\right)^2 = a\))。根號裡的 \(a\) 只能是大於或等於 0 的數。
\(a\sqrt{b}\) a 根號 b \(a\) 乘以 \(\sqrt{b}\)(省略了乘號)。根號化簡的答案是這個形式,\(a\) 是提到根號外的數,\(b\) 是留在根號裡的數。
\(a^2\) a 的平方 \(a\) 乘 2 次(\(a \times a\))。右上方的小 2 表示「相乘的次數」。根號化簡的第一步,就是從根號裡找出這個形式。
\(\approx\) 約等於 表示大約相等的符號。根號的值開不盡,所以寫成小數時,要像 \(\sqrt{2} \approx 1.41421356\) 這樣使用這個符號。
\(p, q\) p、q 常用來表示乘在根號前面的數的文字。本頁像 \(p\sqrt{a} + q\sqrt{a}\) 這樣,用來表示「有幾個 \(\sqrt{a}\)」。
\(<\) 小於 表示左邊比右邊小的符號。本頁像 \(6 < 4\sqrt{3} < 7\) 這樣,用來表示根號的值介於哪兩個整數之間。

用語

平方根 平方後等於該數的數。\(9\) 的平方根是 \(3\) 和 \(-3\) 兩個,正的寫成 \(\sqrt{9}\),負的寫成 \(-\sqrt{9}\)。「平方」就是 2 次方。
根號 表示平方根的符號 √。像 \(\sqrt{5}\) 這樣,表示放在裡面的數的平方根(正的那一個)。
最簡根式 不改變值、化成最簡單的形式的根式。根號化簡時,把平方的部分提到根號外,讓根號裡的數變成盡量小的整數(\(\sqrt{48} \to 4\sqrt{3}\))。
完全平方數 像 \(1, 4, 9, 16, 25, 36, \dots\) 這樣,整數平方後得到的數。根號裡是這種數時,根號會消失變成整數(\(\sqrt{36} = 6\))。
平方因數 某數的因數中是完全平方數的那些。\(48\) 有 \(16 = 4^2\) 這個平方因數,所以可以化簡成 \(\sqrt{48} = 4\sqrt{3}\)。平方因數只有 \(1\) 的數(\(2, 3, 5, 6, 7, 10, \dots\))無法再化簡。
質因數分解 把整數寫成只有質數相乘的形式(\(48 = 2^4 \times 3\))。相同的質因數每湊成一對就有一個提到根號外,所以指數是偶數的質數全部提到外面,指數是奇數的會留 1 個在裡面。是找出平方因數最可靠的方法。
質數 像 \(2, 3, 5, 7, 11, \dots\) 這樣,只能被 1 和自己整除、2 以上的整數,是質因數分解的材料。
同類項 式子中文字部分完全相同的項,像 \(3x\) 和 \(5x\) 這樣的關係。根號則是像 \(3\sqrt{2}\) 和 \(5\sqrt{2}\) 這樣根號裡相同的為同類項(也叫同類方根),只有這種才能合併成一個。
分母有理化 把分母有根號的分數,分子、分母同乘以相同的數,化成分母沒有根號的形式。值不會改變(\(\dfrac{1}{\sqrt{3}} = \dfrac{\sqrt{3}}{3}\))。
有理數 能用兩個整數的分數表示的數。整數、有限小數、循環小數都是有理數。「有理」是指能用比(ratio)表示。
無理數 無法用分數表示的數。寫成小數會無限延續而且不循環。\(\sqrt{2}\)、\(\sqrt{3}\)、圓周率 \(\pi\) 等都是無理數。
實數 有理數和無理數合起來,和數線上的點一一對應的所有數。本頁處理的是實數範圍內的平方根。
近似值 代替精確值使用的大約的值。\(\sqrt{2} \approx 1.414\) 的右邊就是近似值。根號的值開不盡,所以寫成小數一定是近似值。
虛數 不是實數的數。規定平方後等於 \(-1\) 的數為 \(i\),\(-4\) 的平方根就是 \(2i\) 和 \(-2i\)。負數的平方根是虛數,無法放在數線上。在高中數學的複數單元學到。
雙重根號 像 \(\sqrt{5 + 2\sqrt{6}}\) 這樣,根號裡還有根號的式子。條件符合時,可以化成像 \(\sqrt{3} + \sqrt{2}\) 這樣只有一層根號的形式。這個計算機不處理。
數線 把數當成一條直線上的點排列的圖。可以直接看出根號的值大約多大、介於哪兩個整數之間。

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。
遇到卡關時,回頭複習表中的內容是最快的方法。

次方與平方(國中七年級,12~13 歲)
  • 知道右上方的小數字(指數)表示「相乘的次數」,例如 \(a^2 = a \times a\)
  • 一看就認得出到 100 為止的完全平方數(\(1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100\))(化簡時會順利很多)
質因數分解(國小六年級,11~12 歲)
  • 能把整數分解成只有質數相乘的形式,例如 \(48 = 2 \times 2 \times 2 \times 2 \times 3 = 2^4 \times 3\)
  • 知道質數(\(2, 3, 5, 7, 11, \dots\))是「只能被 1 和自己整除、2 以上的整數」
平方根的意義(國中八年級,13~14 歲)
  • 知道 \(\sqrt{a}\) 是「平方後等於 \(a\) 的正數」
  • 知道 \(9\) 的平方根有 \(3\) 和 \(-3\) 兩個,寫成 \(\sqrt{9}\) 時指的是正的 \(3\)
  • 對 \(\sqrt{2} \approx 1.41\)、\(\sqrt{3} \approx 1.73\)、\(\sqrt{5} \approx 2.24\) 的大小有概念
代數式的同類項(國中七年級,12~13 歲)
  • 知道文字部分相同的項,可以把係數相加合併,例如 \(3x + 5x = 8x\)
  • 知道像 \(3x + 5y\) 這樣文字不同的無法合併(和根號的加法無法合併是完全相同的道理)
分數的計算與約分(國小五年級~國中七年級,10~13 歲)
  • 知道分子和分母同乘以相同的數,分數的值不會改變(這是分母有理化的依據)
  • 會像 \(\dfrac{6}{3} = 2\) 這樣約分
畢氏定理(國中八年級,13~14 歲)
  • 知道直角三角形中 \(a^2 + b^2 = c^2\) 成立,求斜邊長時會出現平方根
  • 能從圖中理解邊長 \(1\) 的正方形對角線是 \(\sqrt{2}\)

用 Excel 計算的方法

把下方表格整個複製,貼到 Excel 的 A1 儲存格就能直接使用。
確認「平方根與根號的意義」的表格
根號裡的數 a 3
√a 的值 =SQRT(B1)
√a 平方後的值(變回 B1) =B2^2
確認「根號化簡」的表格
提到根號外的數 a 4
留在根號裡的數 b 3
原來的數 a²×b =B1^2*B2
√(a²b) 的值 =SQRT(B3)
a√b 的值(會是相同的值) =B1*SQRT(B2)
確認「根號的加法」的表格
根號裡的數 a 2
第 1 個根號前面的數 p 3
第 2 個根號前面的數 q 5
p√a + q√a 的值 =B2*SQRT(B1)+B3*SQRT(B1)
(p+q)√a 的值(會是相同的值) =(B2+B3)*SQRT(B1)
確認「根號的乘法」的表格
第 1 個根號裡的數 a 3
第 2 個根號裡的數 b 6
√a × √b 的值 =SQRT(B1)*SQRT(B2)
√(ab) 的值(會是相同的值) =SQRT(B1*B2)
化簡後的 3√2 的值(會是相同的值) =3*SQRT(2)
確認「分母有理化」的表格
根號裡的數 b 3
1 ÷ √b 的值 =1/SQRT(B1)
√b ÷ b 的值(會是相同的值) =SQRT(B1)/B1
把表格複製貼到 A1 儲存格,上方的列就是輸入欄,下方的列會自動算出結果。SQRT 是求平方根的函數,「^」是次方。
第一個表格在 a 填 3:√3 是 1.732050808…,平方後變回 3。
第二個表格在 a 填 4、b 填 3。原來的數是 48,√48 和 4√3 都是 6.928203230…。
第三個表格是 3√2 + 5√2,兩種算法都是 11.31370850…。第四個表格是 √3 × √6,三個式子都是 4.242640687…。
第五個表格是 1 ÷ √3,有理化後的 √3 ÷ 3 也是相同的 0.5773502692…。改寫數值,就能確認任何組合都成立。
另外,Excel 顯示的是小數的近似值。4√3 這樣的精確形式,請用本頁的計算機確認。

用 Google 試算表計算的方法

把下方表格整個複製,貼到 Google 試算表的 A1 儲存格就能直接使用。
確認「平方根與根號的意義」的表格
根號裡的數 a 3
√a 的值 =SQRT(B1)
√a 平方後的值(變回 B1) =B2^2
確認「根號化簡」的表格
提到根號外的數 a 4
留在根號裡的數 b 3
原來的數 a²×b =B1^2*B2
√(a²b) 的值 =SQRT(B3)
a√b 的值(會是相同的值) =B1*SQRT(B2)
確認「根號的加法」的表格
根號裡的數 a 2
第 1 個根號前面的數 p 3
第 2 個根號前面的數 q 5
p√a + q√a 的值 =B2*SQRT(B1)+B3*SQRT(B1)
(p+q)√a 的值(會是相同的值) =(B2+B3)*SQRT(B1)
確認「根號的乘法」的表格
第 1 個根號裡的數 a 3
第 2 個根號裡的數 b 6
√a × √b 的值 =SQRT(B1)*SQRT(B2)
√(ab) 的值(會是相同的值) =SQRT(B1*B2)
化簡後的 3√2 的值(會是相同的值) =3*SQRT(2)
確認「分母有理化」的表格
根號裡的數 b 3
1 ÷ √b 的值 =1/SQRT(B1)
√b ÷ b 的值(會是相同的值) =SQRT(B1)/B1
和 Excel 相同的公式可以直接使用。把表格整個複製貼到 A1 儲存格,再把數值改成您自己的數即可。

用 Python 計算的方法

from math import isqrt

def simplify_radical(n):
    # 把 √n 改寫成 a√b(b 沒有平方因數),傳回 (a, b)
    outside = 1
    inside = n
    d = 2
    while d * d <= inside:
        while inside % (d * d) == 0:
            inside //= d * d
            outside *= d
        d += 1
    return outside, inside

outside, inside = simplify_radical(48)
if inside == 1:
    print(f"√48 = {outside}")
else:
    print(f"√48 = {outside}√{inside}")

# 也用小數的值確認(兩者相同)
print(48 ** 0.5, outside * inside ** 0.5)

# 根號裡是完全平方數時,根號會消失
print(simplify_radical(36), isqrt(36))
只用標準函式庫就能寫。從 2 開始依序試 d,只要能被 d 的平方整除就一直除下去,每除一次就把一個 d 提到根號外。執行後會顯示「√48 = 4√3」,接著顯示兩次 6.928203230275509,確認化簡前後的值相同。最後一行是根號會消失的 √36,顯示 (6, 1) 和 6。請改寫數字試試看。

用 LaTeX 等數學式語言的寫法(可直接複製)

平方根與根號的意義
(√a)² = a
\left(\sqrt{a}\right)^{2} = a
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <msup>
      <mrow><mo>(</mo><msqrt><mi>a</mi></msqrt><mo>)</mo></mrow>
      <mn>2</mn>
    </msup>
    <mo>=</mo>
    <mi>a</mi>
  </mrow>
</math>
(sqrt(a))^2 = a
Sqrt[a]^2 == a
sqrt(a)^2 = a;
sqrt(a)^2 == a
(√a)^2 = a
根號化簡(把平方因數提到外面)
√(a²b) = a√b
\sqrt{a^{2}b} = a\sqrt{b}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <msqrt><mrow><msup><mi>a</mi><mn>2</mn></msup><mi>b</mi></mrow></msqrt>
    <mo>=</mo>
    <mi>a</mi>
    <msqrt><mi>b</mi></msqrt>
  </mrow>
</math>
sqrt(a^2 b) = a sqrt(b)
Sqrt[a^2 b] == a Sqrt[b]
sqrt(a^2*b) = a*sqrt(b);
sqrt(a^2*b) == a*sqrt(b)
√(a^2 b) = a√b
根號的加法與減法(合併同類項)
p√a + q√a = (p + q)√a
p\sqrt{a} + q\sqrt{a} = \left(p + q\right)\sqrt{a}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mi>p</mi><msqrt><mi>a</mi></msqrt>
    <mo>+</mo>
    <mi>q</mi><msqrt><mi>a</mi></msqrt>
    <mo>=</mo>
    <mo>(</mo><mi>p</mi><mo>+</mo><mi>q</mi><mo>)</mo>
    <msqrt><mi>a</mi></msqrt>
  </mrow>
</math>
p sqrt(a) + q sqrt(a) = (p + q) sqrt(a)
p Sqrt[a] + q Sqrt[a] == (p + q) Sqrt[a]
p*sqrt(a) + q*sqrt(a) = (p + q)*sqrt(a);
p*sqrt(a) + q*sqrt(a) == (p + q)*sqrt(a)
p√a + q√a = (p + q)√a
根號的乘法(根號裡相乘,合併成一個)
√a × √b = √(ab)
\sqrt{a} \times \sqrt{b} = \sqrt{ab}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <msqrt><mi>a</mi></msqrt>
    <mo>&#xD7;</mo>
    <msqrt><mi>b</mi></msqrt>
    <mo>=</mo>
    <msqrt><mrow><mi>a</mi><mi>b</mi></mrow></msqrt>
  </mrow>
</math>
sqrt(a) * sqrt(b) = sqrt(a b)
Sqrt[a] Sqrt[b] == Sqrt[a b]
sqrt(a)*sqrt(b) = sqrt(a*b);
sqrt(a)*sqrt(b) == sqrt(a*b)
√a × √b = √(ab)
根號的除法與分母有理化
√a ÷ √b = √(ab) / b
\frac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}} = \frac{\sqrt{a}\sqrt{b}}{\sqrt{b}\sqrt{b}} = \frac{\sqrt{ab}}{b}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
  <mrow>
    <mfrac><msqrt><mi>a</mi></msqrt><msqrt><mi>b</mi></msqrt></mfrac>
    <mo>=</mo>
    <mfrac>
      <mrow><msqrt><mi>a</mi></msqrt><msqrt><mi>b</mi></msqrt></mrow>
      <mrow><msqrt><mi>b</mi></msqrt><msqrt><mi>b</mi></msqrt></mrow>
    </mfrac>
    <mo>=</mo>
    <mfrac><msqrt><mrow><mi>a</mi><mi>b</mi></mrow></msqrt><mi>b</mi></mfrac>
  </mrow>
</math>
sqrt(a)/sqrt(b) = (sqrt(a) sqrt(b))/(sqrt(b) sqrt(b)) = sqrt(a b)/b
Sqrt[a]/Sqrt[b] == Sqrt[a b]/b
sqrt(a)/sqrt(b) = sqrt(a*b)/b;
sqrt(a)/sqrt(b) == sqrt(a*b)/b
√a/√b = √(ab)/b

請 ChatGPT  幫忙計算的方法

你是平方根的數學計算助理。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)。

1. 請把 √48 化簡成根號裡的數盡量小的整數的形式。
2. 也請列出過程中用到的 48 的質因數分解。
3. 請把 3√2 + 5√2、2√6 × 3√2、6 ÷ √3 分別化成最簡根式(除法的答案分母不留根號)。

請在 Python 中自己寫一個把根號裡的數做質因數分解、提出平方因數的函數,並確認化簡前後的小數值一致。請列出所用的程式碼和執行結果的數值。

使用方法
  1. 1
    輸入數值
    在輸入欄中輸入要計算的數值
  2. 2
    計算
    按下「計算」按鈕
  3. 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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