平方根怎么算

平方根是一个数平方之后等于被开方数,正数有两个,互为相反数;算术平方根只取非负的那一个。两个概念只差一个符号,却是初中代数最高频的失分点。另外,负数在实数范围内没有平方根,准确说法是"没有实数平方根",而不是"没有平方根"。

平方根与算术平方根,差在一个 ±

若 x² = a(a ≥ 0),则 x 叫 a 的平方根,记作 ±√a。9 的平方根是 3 和 −3,写成 ±3。

记号本身也值得说一句:根号 √ 是 16 世纪欧洲数学家逐步固定下来的写法,早期版本还带一个上横线,后来才简化成今天的样子。中文教材把"求平方根的运算"叫开平方,把"求立方根的运算"叫开立方,两者合称开方,与乘方互为逆运算。

算术平方根只取非负的那个,记作 √a。√9 = 3,只有 3,不包括 −3。所以"9 的平方根是 3"这句话是错的,应该说"9 的算术平方根是 3"。

0 是唯一的例外:0 的平方根只有一个,就是 0,±√0 与 √0 都是 0。所以"正数有两个平方根"要补上"0 只有一个",才是完整表述。这个例外在选择题里反复出现。

还有一个相关的判断:√a 有意义的条件是 a ≥ 0。因为负数在实数范围内开不出平方根,所以看到 √(x−2) 就要立刻写出 x ≥ 2。这类定义域题在中考里几乎年年出现,错的人往往是把"有意义"和"能算出结果"混为一谈。

负数为什么没有实数平方根?

任何实数的平方都非负。正数平方是正,负数平方也是正,0 的平方是 0。所以不存在一个实数,平方之后等于 −4。

这一点与立方根正好相反。负数的立方根存在,且是负数:∛(−8) = −2,因为 (−2)³ = −8。原因在于奇次方保留符号,偶次方抹掉符号。把这两条放在一起记,比单独背"负数没有平方根"更牢。

到了高中引入虚数单位 i(i² = −1)之后,−4 的平方根可以写成 ±2i。这是另一套数系里的事。初中说"负数没有平方根",指的是实数范围,考试按这个口径答。

这里还有一个易错点:√(a²) 等于 |a|,不是 a。当 a = −3 时,√((−3)²) = √9 = 3,而不是 −3。这一步错,后面的化简会连环错,尤其在二次根式与绝对值结合的题里。

笔算开平方:以 √5 为例

规则四步:从小数点起,整数部分向左、小数部分向右,每两位分一段;对最高段试商,取平方不超过该段的最大整数;用已得结果乘以 20 作除数,试出下一位;减去乘积,落下下一段,重复。

步骤 操作 以 √5 为例
分段 每两位一段 5 只有一段
首商 平方不超过 5 的最大整数 2(2² = 4)
求余 5 − 4 1
补段 余数后补两个 0 100
试商 20×2 = 40,试除 100 2(42×2 = 84 ≤ 100)
得结果 商写在小数点后 2.2,余 16

继续补 00 得 1600,除数为 20×22 = 440,试 3 得 443×3 = 1329,商再添 3,得 2.23。再往下是 2.236。这套方法在计算器普及后很少手算,但它的逻辑就是 (20a + b)·b 的展开,理解了就不会忘。

如果被开方数是分数,先分别对分子分母开方再相除,比如 √(9/16) = 3/4。如果分母开不尽,先分母有理化再算。带小数点的数要先两位一段地分组,小数点位置决定结果的位数,这一步最容易数错。

常用近似值该背哪几个?

√2 ≈ 1.414,√3 ≈ 1.732,√5 ≈ 2.236,√7 ≈ 2.646,√10 ≈ 3.162。这几个值在估算、比较大小、化简结果取近似时反复用到,背下来省时间。

估算的方法是夹逼。判断 √5 在哪两个整数之间:2² = 4 < 5 < 9 = 3²,所以 2 < √5 < 3。再细分,2.2² = 4.84,2.3² = 5.29,所以 2.2 < √5 < 2.3。继续下去可以精确到任意位。

√2 是无理数,这个结论在公元前就由毕达哥拉斯学派发现。传说希帕索斯因泄露此事被同伴投入海中,这是数学史上第一次基础危机。它证明了并非所有长度都能写成两个整数之比,直接动摇了"万物皆数"的信念。

化简也靠这几个值。√50 = √(25×2) = 5√2,√12 = 2√3,√18 = 3√2。方法是从被开方数里拆出最大的完全平方因数,拆到不能再拆为止。判断拆得对不对,看根号里还有没有平方因数。

计算器与书写规范

科学计算器上,√ 键默认是算术平方根,只出正值。要得到两个平方根,前面加 ±。求立方根用 ∛ 或 x^(1/3),注意负数的立方根是负的,∛(−8) = −2,这与平方根不同。

书写时根号要覆盖整个被开方数。√2 + 3 与 √(2+3) 是两回事,前者约 4.414,后者约 2.236。手写时横线要拉够长度,这是被扣分的常见原因,也是阅卷时最容易看错的地方。

中学阶段的考试一般不允许使用计算器,所以近似值必须自己算或背。到了高中和大学,计算器、图形计算器乃至软件都可以用,但"结果是否合理"的判断能力反而更重要——算出 √2 ≈ 1.4142 之后,能不能立刻察觉 14.142 是把小数点挪错了,靠的是估算习惯而不是按键。

常见问题

√16 的平方根是多少?

先算 √16 = 4,再求 4 的平方根,答案是 ±2。这道题的陷阱在于题面问的是"√16 的平方根"而不是"16 的平方根"。16 的平方根是 ±4,两者差一层。

一个数的平方根和它的算术平方根可能相等吗?

只有 0 和 1。0 的平方根是 0,算术平方根也是 0;1 的平方根是 ±1,算术平方根是 1,但"平方根"取正值时与算术平方根相等。严格说,只有 0 和 1 这两个数的非负平方根等于它的算术平方根。

开平方和平方是互逆运算吗?

在非负实数范围内互逆。对任意 a ≥ 0,(√a)² = a 成立;但对任意实数 a,√(a²) = |a|,只有 a ≥ 0 时才等于 a。所以严格说,平方再开方会丢掉符号,这是它不能算作完全互逆的原因。

一个数的平方根可能是它自己吗?

可以,只有 0 和 1。设 x² = x,解得 x = 0 或 x = 1。0 的平方根是 0,1 的平方根是 ±1,其中 1 与自己相等。−1 不行,因为 (−1)² = 1 ≠ −1。这类"解方程找不动点"的思路,比逐个数试要快。