Como calcular uma raiz quadrada à mão
Nos dias anteriores às calculadoras, estudantes e professores tinham que calcular raízes quadradas à mão. Vários métodos diferentes evoluíram para atacar este processo assustador, alguns dando uma aproximação aproximada, outros dando um valor exato. Para aprender a encontrar uma raiz quadrada de um número usando apenas operações simples, consulte a etapa 1 abaixo para começar.
Passos
Método 1 de 2:
Usando a Factorização Prime1. Divida seu número em fatores quadrados perfeitos. Este método usa os fatores de um número para encontrar a raiz quadrada de um número (dependendo do número, esta pode ser uma resposta numérica exata ou uma estimativa próxima). Um número Fatores são qualquer conjunto de outros números que se multiplicam para torná-lo. Por exemplo, você poderia dizer que os fatores de 8 são 2 e 4 porque 2 × 4 = 8. Quadrados perfeitos, por outro lado, são números inteiros que são o produto de outros números inteiros. Por exemplo, 25, 36 e 49 são quadrados perfeitos porque são 5, 6 e 7, respectivamente. Fatores quadrados perfeitos são, como você pode ter adivinhado, fatores que também são quadrados perfeitos. Para começar a encontrar uma raiz quadrada via Factorização Prime, primeiro, tente reduzir seu número em seus fatores quadrados perfeitos.
- Vamos usar um exemplo. Queremos encontrar a raiz quadrada de 400 à mão. Para começar, dividiríamos o número em fatores quadrados perfeitos. Desde 400 é um múltiplo de 100, sabemos que é uniformemente divisível por 25 - um quadrado perfeito. Divisão mental rápida nos permite saber que 25 vai em 400 16 vezes. 16, coincidentemente, é também um quadrado perfeito. Assim, os fatores quadrados perfeitos de 400 são 25 e 16 Porque 25 × 16 = 400.
- Nós escreveríamos isso como: sqrt (400) = sqrt (25 × 16)
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2. Pegue as raízes quadradas de seus fatores quadrados perfeitos. A propriedade do produto das raízes quadradas afirma que para qualquer número uma e B, Sqrt (× b) = sqrt (a) × sqrt (b). Porque esta propriedade, podemos agora levar as raízes quadradas de nossos fatores quadrados perfeitos e multiplicar-os para obter a nossa resposta.
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3. Reduza sua resposta a termos mais simples, se o seu número não fortalecer perfeitamente. Na vida real, mais frequentemente do que não, os números que você precisa para encontrar raízes quadradas para não ser um bom número redondo com fatores quadrados quisos quisos óbvios como 400. Nestes casos, pode não ser possível encontrar a resposta exata como um inteiro. Em vez disso, encontrando quaisquer fatores quadrados perfeitos que você puder, você pode encontrar a resposta em termos de uma raiz quadrada menor, mais simples e fácil de gerenciar. Para fazer isso, reduza seu número para uma combinação de fatores quadrados perfeitos e fatores quadrados não perfeitos, então simplifique.
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4. Estimativa, se necessário. Com a sua raiz quadrada em termos mais simples, geralmente é bastante fácil obter uma estimativa aproximada de uma resposta numérica adivinhando o valor de quaisquer raízes quadradas restantes e multiplicar através de. Uma maneira de orientar suas estimativas é encontrar os quadrados perfeitos em ambos os lados do número na sua raiz quadrada. Você saberá que o valor decimal do número na sua raiz quadrada é em algum lugar entre esses dois números, então você será capaz de adivinhar entre eles.
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5. Reduza seu número para o seu menores fatores comuns Como primeiro passo. Encontrar fatores quadrados perfeitos não é necessário se você puder determinar facilmente os fatores primos de um número (fatores que também são números primos)). Escreva seu número em termos de seus fatores comuns mais baixos. Então, procure pares de pares de números primos entre seus fatores. Quando você encontrar dois fatores primos que correspondem, remova esses dois números da raiz e do lugar quadrado 1 desses números fora da raiz quadrada.
Método 2 de 2:
Encontrando raízes quadradas manualmenteUsando um algoritmo de longa divisão
1. Separe os dígitos do seu número em pares. Este método usa um processo semelhante à longa divisão para encontrar um exato Raiz quadrada dígito-por-dígito. Embora não seja essencial, você pode achar que é mais fácil realizar esse processo se você organizar visualmente seu espaço de trabalho e seu número em pedaços viáveis. Primeiro, desenhe uma linha vertical que separe sua área de trabalho em duas seções, depois desenhe uma linha horizontal mais curta perto da parte superior da direita para dividir a seção direita em uma seção superior pequena e uma parte inferior maior. Em seguida, separe os dígitos do seu número em pares, a partir do ponto decimal. Por exemplo, seguindo esta regra, 79.520,789,182.47897 se torna "7 95 20 78 91 82. 47 89 70". Escreva seu número no topo do espaço esquerdo.
- Como exemplo, vamos tentar calcular a raiz quadrada de780.14. Desenhe duas linhas para dividir seu espaço de trabalho como acima e escreva "7 80. 14" No topo do espaço esquerdo. É O.K. que o pedaço mais à esquerda é um número solitário, em vez de um par de números. Você vai escrever sua resposta (a raiz quadrada de 780.14.) No espaço superior direito.
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2. Encontre o maior inteiro n cuja praça é menor ou igual ao número mais à esquerda (ou par). Comece com o mais à esquerda "pedaço" do seu número, se este é um par ou um único número. Encontre o maior quadrado perfeito que é menor ou igual a este pedaço, então pegue a raiz quadrada deste quadrado perfeito. Este número é n. Escreva n no espaço superior direito e escreva o quadrado de n no quadrante inferior direito.
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3
Subtrair o número que você acabou de calculado a partir do par mais à esquerda. Tal como acontece com a longa divisão, o próximo passo é subtrair o quadrado que acabamos de encontrar do pedaço que acabamos de analisar. Escreva este número embaixo do primeiro pedaço e subtraia, escrevendo sua resposta por baixo.
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4. Descer o próximo par. Mova o próximo "pedaço" No número cuja raiz quadrada você está resolvendo para baixo ao lado do valor subtraído que você acabou de encontrar. Em seguida, multiplique o número no quadrante superior direito por dois e escreva no quadrante inferior direito. Ao lado do número que você acabou de escrever, reserve o espaço para um problema de multiplicação que você fará no próximo passo escrevendo `"_ × _ ="`.
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5. Preencha os espaços em branco no quadrante direito. Você deve preencher cada espaço em branco que acabou de escrever no quadrante direito com o mesmo inteiro. Este inteiro deve ser o maior inteiro que permite o resultado do problema de multiplicação no quadrante direito a ser menor ou igual ao número atual à esquerda.
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6. Subtrair o número que você acabou de calculado a partir do número atual à esquerda. Continue com a cadeia de longa divisão de subtração. Aproveite o resultado do problema de multiplicação no quadrante direito e subtrai-o do número atual à esquerda, escrevendo sua resposta abaixo.
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7. Repita a etapa 4. Largue o próximo pedaço do número que você encontra a raiz quadrada de baixo. Quando você atingir o ponto decimal em seu número, escreva um ponto decimal na sua resposta no quadrante superior direito. Em seguida, multiplique o número no canto superior direito por 2 e escreva ao lado do problema de multiplicação em branco ("_ × _") Como acima.
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8. Repita o passo 5 e 6. Encontre o maior dígito para preencher os espaços em branco à direita que dá uma resposta menor ou igual ao número atual à esquerda. Então, resolva o problema.
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9. Continue a calcular dígitos. Soltar um par de zeros à esquerda e repita as etapas 4, 5 e 6. Para maior precisão, continue repetindo este processo para encontrar o centésimo, milésimo, etc. lugares na sua resposta. Prossiga este ciclo até encontrar sua resposta para o lugar decimal desejado.
Entendendo o processo
- 1. Considere o número que você está calculando a raiz quadrada de como a área s de um quadrado. Porque a área de um quadrado é l onde l é o comprimento de um dos seus lados, portanto, tentando encontrar a raiz quadrada do seu número, você está tentando calcular o comprimento l do lado daquele quadrado.
- 2. Especifique as variáveis de carta para cada dígito da sua resposta. Atribuir a variável A como o primeiro dígito de L (a raiz quadrada que estamos tentando calcular). B será seu segundo dígito, c é o terceiro, e assim por diante.
- 3. Especifique as variáveis de carta para cada "pedaço" do seu número inicial. Atribuir a variável sumapara o primeiro par de dígitos em s (seu valor inicial), sB o segundo par de dígitos, etc.
- 4. Entenda a conexão desse método com a longa divisão. Este método de encontrar uma raiz quadrada é essencialmente um grande problema de divisão que divide seu número inicial pela raiz quadrada, portanto dando sua raiz quadrada como resposta. Assim como em um longo problema de divisão, em que você só está interessado com o próximo dígito de cada vez, aqui, você está interessado pelos próximos dois dígitos de cada vez (que correspondem ao próximo dígito de cada vez para a raiz quadrada ).
- 5. Encontrar o maior número cujo quadrado é menor ou igual a suma. O primeiro dígito A em nossa resposta é então o maior inteiro onde o quadrado não excede suma (ou seja, um para que um ² ≤ sa < (A + 1) ²). Em nosso exemplo, suma = 7 e 2² ≤ 7 < 3², então a = 2.
- Note que, por exemplo, se você quisesse dividir 88962 por 7 via longa divisão, o primeiro passo seria semelhante: você estaria olhando para o primeiro dígito de 88962 (8) e você gostaria do maior dígito que, quando multiplicado por 7, é menor ou igual a 8. Essencialmente, você está encontrando D de modo que 7 × d ≤ 8 < 7 × (D + 1). Neste caso, D seria igual a 1.
- 6. Visualize o quadrado cuja área você está começando a resolver. Sua resposta, a raiz quadrada do seu número inicial, é l, que descreve o comprimento de um quadrado com área s (seu número inicial). Seus valores para A, B, C, representam os dígitos no valor l. Outra maneira de dizer isso é que, para uma resposta de dois dígitos, 10A + b = l, enquanto para uma resposta de três dígitos, 100A + 10b + c = L, e assim por diante.
- Em nosso exemplo, (10A + b) ² = l = S = 100A² + 2 × 10A × B + B². Lembre-se que a 10A + B representa nossa resposta l com B na posição das unidades e na posição das dezenas. Por exemplo, com A = 1 e B = 2, 10A + B é simplesmente o número 12. (10A + b) ² é a área de todo o quadrado, enquanto 100A² a área da maior praça dentro, B² é a área do menor quadrado, e 10A × B é a área de cada um dos dois retângulos restantes. Ao realizar este processo longo e convoluído, encontramos a área de todo o quadrado, somando as áreas dos quadrados e retângulos dentro dele.
- 7. Subtrair um ² de suma. Soltar um par (sB) de dígitos de s. Suma SB é quase a área total da praça, que você acabou de subtrair a área da maior praça interna de. O restante é pode ser como o número N1, que obtivemos no passo 4 (N1 = 380 em nosso exemplo). N1 é igual a 2 × 10A × B + B² (área dos dois retângulos mais área da pequena praça).
- 8. Procure por N1 = 2 × 10A × B + B², também escrito como N1 = (2 × 10A + B) × B. Em nosso exemplo, você já conhece N1 (380) e A (2), então você precisa encontrar B. B é mais provável que não seja um inteiro, então você deve na realidade Encontre o maior inteiro B de modo que (2 × 10A + B) × B ≤ N1. Então, você tem: n1 < (2 × 10A + (B + 1)) × (B + 1).)
- 9. Resolver. Para resolver esta equação, multiplique-se por 2, deslize-a na posição das dezenas (que equivale a multiplicar por 10), coloque B na posição das unidades, e multiplique o número resultante por b. Em outras palavras, resolva (2 × 10A + B) × B. Isso é exatamente o que você faz quando escreve "N_ × _ =" (com n = 2 × a) no quadrante inferior direito na etapa 4. No passo 5, você encontra o maior inteiro B que se encaixa no sublinhado de modo que (2 × 10A + B) × B ≤ N1.
- 10. Subtrair a área (2 × 10A + B) × B da área total. Isso lhe dá a área S- (10A + B) ² ainda não contabilizada (e que será usado para calcular os próximos dígitos de maneira semelhante).
- 11. Para calcular o próximo dígito C, repita o processo. Soltar o próximo par (sC) de S para obter N2 à esquerda, e procure o maior C para que você tenha (2 × 10 × (10A + B) + C) × C ≤ N2 (equivalente a escrever duas vezes o número de dois dígitos "A B" seguido pela "_ × _ =" . Procure o maior dígito que se encaixa nos espaços em branco que dá uma resposta menor ou igual a N2, como antes.
Vídeo
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Pontas
No exemplo, 1.73 pode ser considerado um "restante" : 780.14 = 27.9² + 1.73.
Este método funciona para qualquer base, não apenas na base 10 (decimal).
Movendo o ponto decimal por um incremento de dois dígitos em um número (fator de 100), move o ponto decimal por incrementos de um dígito em sua raiz quadrada (fator de 10).
Sinta-se à vontade para apresentar o cálculo de qualquer maneira você está mais confortável com. Algumas pessoas escrevem o resultado acima do número inicial.
Um método alternativo usando frações contínuas pode seguir esta fórmula: √z = √ (x ^ 2 + y) = x + y / (2x + y / (2x + y / (2x + + ...)))). Por exemplo, para calcular a raiz quadrada de 780.14, o inteiro cuja praça está mais próxima de 780.14 é 28, então z = 780.14, x = 28 e y = -3.86. Conectando e transportando a estimativa para apenas x + y / (2x) já rendimentos (em termos mais baixos) 78207/2800 ou cerca de 27.931 (1) - o próximo termo, 4374188/156607 ou cerca de 27.930986 (5). Cada termo adiciona quase 3 decimais de precisão ao anterior.
Avisos
Certifique-se de separar os dígitos em pares do ponto decimal. Separando 79.520,789,182.47897 As "79 52 07 89 18 2.4 78 97" vai render um número inútil.
Calculadora
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