0
EN
1
المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

قم بتسجيل الدخول اولاً لكي يتسنى لك الاعجاب والتعليق.

Square Root

المؤلف:  Landau, S.

المصدر:  "Simplification of Nested Radicals." SIAM J. Comput. 21

الجزء والصفحة:  ...

4-9-2019

2751

+

-

20

Square Root

 

SqrtReal
 
 
             
  Min Max      

A square root of x is a number r such that r^2=x. When written in the form x^(1/2) or especially sqrt(x), the square root of xmay also be called the radical or surd. The square root is therefore an nth root with n=2.

Note that any positive real number has two square roots, one positive and one negative. For example, the square roots of 9 are -3 and +3, since (-3)^2=(+3)^2=9. Any nonnegative real number x has a unique nonnegative square root r; this is called the principal square root and is written r=x^(1/2) or r=sqrt(x). For example, the principal square root of 9 is sqrt(9)=+3, while the other square root of 9 is -sqrt(9)=-3. In common usage, unless otherwise specified, "the" square root is generally taken to mean the principal square root. The principal square root function sqrt(x)is the inverse function of f(x)=x^2 for x>=0.

SqrtReImAbs
 
 
  Min   Max    
  Re    
  Im      

Any nonzero complex number z also has two square roots. For example, using the imaginary unit i, the two square roots of -9 are +/-sqrt(-9)=+/-3i. The principal square root of a number z is denoted sqrt(z) (as in the positive real case) and is returned by the Wolfram Language function Sqrt[z].

When considering a positive real number x, the Wolfram Language function Surd[x, 2] may be used to return the real square root.

The square roots of a complex number z=x+iy are given by

 sqrt(x+iy)=+/-(x^2+y^2)^(1/4)<span style={cos[1/2tan^(-1)(x,y)]+isin[1/2tan^(-1)(x,y)]}. " src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/SquareRoot/NumberedEquation1.gif" style="height:36px; width:406px" />

(1)

In addition,

 sqrt(x+iy)=1/2sqrt(2)[sqrt(sqrt(x^2+y^2)+x)+isgn(y)sqrt(sqrt(x^2+y^2)-x)].

(2)

As can be seen in the above figure, the imaginary part of the complex square root function has a branch cut along the negative real axis.

There are a number of square root algorithms that can be used to approximate the square root of a given (positive real) number. These include the Bhaskara-Brouncker algorithm and Wolfram's iteration. The simplest algorithm for sqrt(n) is Newton's iteration:

 x_(k+1)=1/2(x_k+n/(x_k))

(3)

with x_0=1.

The square root of 2 is the irrational number sqrt(2) approx 1.41421356 (OEIS A002193) sometimes known as Pythagoras's constant, which has the simple periodic continued fraction [1, 2, 2, 2, 2, 2, ...] (OEIS A040000). The square root of 3 is the irrational number sqrt(3) approx 1.73205081 (OEIS A002194), sometimes known as Theodorus's constant, which has the simple periodic continued fraction [1, 1, 2, 1, 2, 1, 2, ...] (OEIS A040001). In general, the continued fractions of the square roots of all positive integers are periodic.

A nested radical of the form sqrt(a+/-bsqrt(c)) can sometimes be simplified into a simple square root by equating

 sqrt(a+/-bsqrt(c))=sqrt(d)+/-sqrt(e).

(4)

Squaring gives

 a+/-bsqrt(c)=d+e+/-2sqrt(de),

(5)

so

a = d+e

(6)

b^2c = 4de.

(7)

Solving for d and e gives

 d,e=(a+/-sqrt(a^2-b^2c))/2.

(8)

For example,

 sqrt(5+2sqrt(6))=sqrt(2)+sqrt(3)

(9)

 sqrt(3-2sqrt(2))=sqrt(2)-1.

(10)

The Simplify command of the Wolfram Language does not apply such simplifications, but FullSimplify does. In general, radical denesting is a difficult problem (Landau 1992ab, 1994, 1998).

A counterintuitive property of inverse functions is that

 sqrt(z)sqrt(1/z)=<span style={-1 for I[z]=0 and R[z]<0; undefined for z=0; 1 otherwise, " src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/SquareRoot/NumberedEquation9.gif" style="height:62px; width:302px" />

(11)

so the expected identity (i.e., canceling of the sqrt(z)s) does not hold along the negative real axis.


REFERENCES:

Landau, S. "A Note on 'Zippel Denesting.' " J. Symb. Comput. 13, 31-45, 1992a.

Landau, S. "Simplification of Nested Radicals." SIAM J. Comput. 21, 85-110, 1992b.

Landau, S. "How to Tangle with a Nested Radical." Math. Intell. 16, 49-55, 1994.

Landau, S. "sqrt(2)+sqrt(3): Four Different Views." Math. Intell. 20, 55-60, 1998.

Sloane, N. J. A. Sequences A002193/M3195, A002194/M4326, A040000, and A040001 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Spanier, J. and Oldham, K. B. "The Square-Root Function sqrt(bx+c) and Its Reciprocal," "The bsqrt(a^2-x^2) Function and Its Reciprocal," and "The bsqrt(x^2+a) Function." Chs. 12, 14, and 15 in An Atlas of Functions. Washington, DC: Hemisphere, pp. 91-99, 107-115, and 115-122, 1987.

Williams, H. C. "A Numerical Investigation into the Length of the Period of the Continued Fraction Expansion of sqrt(D)." Math. Comput. 36, 593-601, 1981.

اخر الاخبار

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد