Korenovanje je operacija suprotna stepenovanju. Kada pitamo "koji broj podignut na stepen n daje a?", tražimo n-ti koren iz a. Ova operacija se pojavljuje svuda u matematici, od rešavanja jednačina do uprošćavanja algebarskih izraza, i zahteva posebnu pažnju oko znakova, uslova definisanosti i tehnika uprošćavanja.
n-ti koren broja a je broj koji podignut na stepen n daje a:
na=b⟺bn=a
Veza između korena i stepena sa racionalnim izložiocem:
na=an1,nam=anm
Za kvadratni koren (n=2) zahtevamo a≥0 i rezultat je uvek nenegativan. Za neparne korene (n=3,5,…) koren je definisan i za negativne brojeve, i važi n−a=−na.
3−1=−1,3−8=−2,4=2
2. Uslovi definisanosti korena
Kvadratni koren f(x) je definisan u skupu realnih brojeva ako i samo ako je f(x)≥0.
Za koje x je 5−x definisan?
5−x≥0⟹x≤5,x∈(−∞,5]
Za koje x je −9x definisan?
−9x≥0⟹x≤0,x∈(−∞,0]
Za koje x je −36a2 definisan?
Pošto je a2≥0 uvek, sledi −36a2≤0. Jedina mogućnost je a=0.
Za razlomak ispod korena postavljamo i uslov da imenilac nije nula:
Oblast definisanosti f(x)=x+12−x:
Tražimo x+12−x≥0 uz x=−1. Rešenjem nejednačine dobijamo x∈(−1,2].
3. Pravila za računanje sa korenima
na⋅nb=na⋅b
nbna=nba
(na)m=nam
nma=n⋅ma
nan={a∣a∣ako je n neparanako je n paran
4. Izvlačenje činioca ispred korena
Da bismo izvukli činioce ispred korena, rastavimo potkorenu veličinu na činioce koji su potpuni kvadrati (ili n-ti stepeni za n-ti koren).
48a5b12c3=16⋅3⋅a4⋅a⋅b12⋅c2⋅c=4a2b6c3ac
327c4=333⋅c3⋅c=3c3c
8a7(a+b)4n=4⋅2⋅a6⋅a⋅((a+b)2n)2=2a3(a+b)2n2a
Kod parnih korena: stepen promenljive delimo sa indeksom korena. Celi broj koji dobijemo ide ispred, ostatak ostaje unutra. Na primer, a7=a3a jer je 7=2⋅3+1.
5. Unošenje činioca pod koren
Pravilo za unošenje pozitivnog činioca a pod kvadratni koren:
ab=a2⋅b,a>0
Za n-ti koren: anb=nan⋅b
57=25⋅7=175
3127=91⋅27=3
xx1=x2⋅x1=x,x>0
(x−1)x2−11=(x−1)(x+1)(x−1)2=x+1x−1,x>1
6. Svođenje na zajednički koren i poređenje
Kada poredimo korene različitih stepena ili ih sabiramo, svodimo ih na zajednički indeks (najmanji zajednički sadržalac indeksa).
Koji je veći: 2 ili 33?
NZS za 2 i 3 je 6:
2=623=68,33=632=69
Pošto je 9>8, sledi 33>2.
Koji je veći: 35 ili 53?
35=9⋅5=45,53=25⋅3=75
Pošto je 75>45, sledi 53>35.
7. Sabiranje i oduzimanje korena
Koreni se mogu sabirati i oduzimati samo ako su slični (isti koren i ista promenljiva). Najpre uprošćavamo svaki koren posebno, pa onda sabiramo.
218+38−50+332=62+62−52+122=192
534+2332−3108=534+434−334=634
Uvek najpre izvuci činioce ispred svakog korena, pa tek onda skupljaj slične. Korenovi kao 2 i 3 nisu slični i ne mogu se sabrati.
8. Racionalisanje imenioca
Imenilac oblika na
Množimo sa nan−1nan−1 da bismo dobili ceo broj u imeniocu.
mba=mbma⋅mbm−1=bambm−1
Imenilac oblika a±b
Množimo konjugovanim izrazom i koristimo razliku kvadrata.
a+b1⋅a−ba−b=a−ba−b
3+25⋅3−23−2=3−45(3−2)=−15(3−2)=10−53
Imenilac sa tri člana
Grupišemo dva člana i dvaput primenjujemo razliku kvadrata.
2+3+56
Prvo množimo sa (2+3)−5, pa imenilac postaje 26. Zatim ponovo racionalizujemo.
Konačno: 223+32−30.
Imenilac sa kubnim korenima
Za 3a+3b koristimo formulu za zbir kubova.
3a+3b1=a+b3a2−3ab+3b2
9. Kvadrat i koren kvadrata
a2=∣a∣={a,−a,a≥0a<0
Ovo je najčešći izvor grešaka. Rezultat kvadratnog korena je uvek nenegativan.
(−7)2=∣−7∣=7(ne −7!)
Uprostiti x2 za x≤0:
x2=∣x∣=−x(jer je x≤0)
Uprostiti x6 za x<0:
x6=(x3)2=∣x3∣=−x3(jer je x3<0 kada x<0)
Paran stepen pod kvadratnim korenom uvek daje nenegativan rezultat bez obzira na uslov. Na primer, x4=x2 za svako x, jer je x2≥0 uvek.
Ova tehnika se koristi i za uprošćavanje algebarskih izraza sa uslovima:
Uprostiti x2−6x+9+x2+6x+9 za −3≤x≤3:
=(x−3)2+(x+3)2=∣x−3∣+∣x+3∣
Za −3≤x≤3: x−3≤0, pa ∣x−3∣=3−x; i x+3≥0, pa ∣x+3∣=x+3.
=(3−x)+(x+3)=6
10. Dvostruki koreni
Izraz oblika a±2b pokušavamo da zapišemo kao kvadrat binoma (p±q)2=p2±2pq+q2, gde je pq=b i p2+q2=a.
7±43=4±43+3=(2±3)2=2±3
5−26:trazˇimo p2+q2=5,pq=6⟹p=3,q=2
5−26=(3−2)2=3−2
Ako je a±2b teško prepoznati, možemo koristiti formulu:
A±B=2A+C±2A−C,C=A2−B
4±23=4±12:C=16−12=2
24+2±24−2=3±1
11. Transformacija složenih iracionalnih izraza
Algebarski identiteti sa korenima
Koristimo poznate formule gde uloge a i b preuzimaju koreni:
Dokazati: (x31−y31)(x32+x31y31+y32)=x−y
Smenom a=x1/3, b=y1/3 prepoznajemo razliku kubova:
(a−b)(a2+ab+b2)=a3−b3=x−y✓
Smena za kompleksne razlomke
Kada izraz sadrži x1/4, x1/2, x3/4, uvodi se smena a=x1/4.
Uprostiti x+x1/4x−1 za x=16:
x1/4=2,x1/2=4,x3/4=8
16+216−1=1815=65
Izračunavanje kubnog korena iz iracionalnog broja
Proveravamo da li je potkorena veličina kub nekog binoma.
A=310+63−310−63
Proveravamo: (1+3)3=1+33+9+33=10+63 ✓
A=(1+3)−(1−3)=23
Kada izraz oblika 3p+qr ne možemo direktno prepoznati, kubiramo smenu x=3...±3... i rešavamo kubnu jednačinu po x, a zatim proveravamo koja realna rešenja odgovaraju.
Rezime najvažnijih formula
Formula
Napomena
na⋅nb=nab
Koren proizvoda
na:nb=na/b
Koren količnika
mna=mna
Koren korena
a2=∣a∣
Uvek apsolutna vrednost
nan=a za n neparan
Zadržava znak
ab=a2b za a>0
Unošenje pod koren
a±2b=p±q
Dvostruki koren, p+q=a, pq=b
(a+b)(a−b)=a−b
Racionalisanje
Tri najčešće greške: pisati a2=a bez apsolutne vrednosti, pokušavati sabrati 2+3 u jedan koren, i zaboraviti da proveriti znak pri oslobađanju apsolutne vrednosti.