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venerdì 25 gennaio 2008

Radici quadrate approssimate.Insieme I dei numeri irrazionali. Insieme R dei numeri reali assoluti.

Alessandra, Irene e Laura descrivono la procedura per il calcolo approssimato delle radici quadrate di numeri non quadrati perfetti....

In Excel la formula per l'estrazione di radice quadrata ci calcola la radice di un numero non quadrato perfetto.
Noi abbiamo provato a calcolare queste radici. Abbiamo approfondito il tema dell’approssimazione, che significa che devo trovare il numero che, per eccesso o per difetto, elevato alla seconda, si avvicini di più al radicando.
Abbiamo considerato per es. la radice quadrata del numero 2.
2 non è quadrato perfetto, la radice di 2 non è esatta ma approssimata, cioè ci si può avvicinare il più possibile al risultato, che però non sarà mai esatto.
Ricordiamo che si può approssimare:
a meno di un’unità;
• a meno di un decimo;
• a meno di un centesimo;
• a meno di un millesimo…e così via.
Più cifre decimali si considerano, migliore è l'approssimazione.
Per prima cosa troviamo tra quali 2 numeri interi è compresa la radice di 2.
Essa è compresa tra 1 e 2 perché 1^2=1, che è più piccolo di 2 e 2^2=4, che è più grande di 2.
In questo caso se diciamo che la radice di 2 è uguale a 1, per difetto, oppure, per eccesso, che è uguale a 2, facciamo un’approssimazione “grossolana”.
Cerchiamo le approssimazioni migliori facendo dei tentativi: eleviamo alla seconda numeri decimali, dapprima con una cifra, poi con due, tre cifre decimali ecc...
Abbiamo fatto i tentativi usando Excel. Questa è l'immagine:

Nel file approssimazioni.xls, si capisce come abbiamo proceduto!
Il nuovo insieme I, dei numeri irrazionali.
Tutti i nostri tentativi e il calcolo delle radici quadrate con Excel, ci dimostrano che anche continuando con un numero grandissimo di cifre decimali, non si ottiene mai la radice esatta.
Quindi le radici quadrate di numeri non quadrati perfetti sono dei numeri decimali, illimitati e non sono periodici! Non periodici, quindi non si possono rappresentare sotto forma di frazione.
Abbiamo così scoperto un nuovo insieme: l'insieme dei numeri irrazionali. Si indica con I.
L'insieme dei numeri Irrazionali con l'insieme dei Razionali, Q, costituiscono l'insieme R dei numeri Reali (noi abbiamo considerato per ora solo i Reali senza tener conto del segno: si dice numeri reali assoluti).
I numeri reali costituiscono l'insieme unione di I e Q:

Rappresentazione con il diagramma di Eulero Venn (in Q è incluso N, insieme dei naturali)

Ale, Irene, Laura II A
(Il file .xls da scaricare è quello di Alessandra,
il lavoro è stato realizzato correttamente anche da Irene e Nicola)

Ancora un lavoro in Excel, radq.xls, che esemplifica l'uso delle formule per il calcolo delle radici e riporta qualche particolare sulle approssimazioni...

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lunedì 21 gennaio 2008

Come si riconosce un quadrato perfetto, Funzione RADQ(), estrazione di radici in Excel

La nostra indagine sull'estrazione di radice continua...
Abbiamo potuto constatare che non tutti i numeri naturali sono quadrati di altri numeri.
I ragazzi, giustamente, pur non conoscendo la terminologia specifica, nel corso del lavoro hanno esclamato di aver costruito con 16 piantine un "quadrato perfetto"!
Hanno poi ricordato: "ah... i numeri quadrati...". Non è stato perciò difficile dedurre che con un numero di oggetti non quadrato, non è possibile costruire forme quadrate.

Abbiamo stabilito quindi che un numero è un quadrato perfetto se esso è il quadrato di un altro numero ovvero:
dato un numero razionale, esso è un quadrato perfetto se esiste un altro numero razionale che, elevato alla seconda potenza, ci da esattamente il numero dato.
Il concetto di "quadrato perfetto" si può infatti estendere anche ai numeri razionali che non sono naturali, Es: 2,25 è il quadrato di 1,5; 1,44 è il quadrato di 1,2, ecc...

Ci siamo occupati dunque di riconoscere i numeri quadrati perfetti.
Irene ci dice...

Abbiamo costruito una tabella, in una colonna i primi 10 numeri naturali, nell'altra i loro quadrati:


Osserviamo le ultime cifre a destra, dei numeri quadrati.
Siccome sappiamo come si esegue una moltiplicazione in colonna, anche con numeri di più cifre, possiamo dire che un numero quadrato perfetto può terminare, a destra, con una delle cifre: 0, 1, 4, 5, 6, 9.
Attenzione: se un numero termina con queste cifre NON vuol dire che sicuramente è quadrato perfetto! Es: 26 non è quadrato perfetto!
Possiamo invece dire che: un numero non è quadrato perfetto se l'ultima cifra a destra è: 2, 3, 7 o 8.
Altre osservazioni:
Se un numero naturale termina con uno zero, il suo quadrato termina con 2 zeri.
Es: 10, 10^2=100
Se un numero naturale termina con 2 zeri, il suo quadrato termina con 4 zeri.
Es: 100, 100^2=10.000
Se un numero naturale termina con 3 zeri, il suo quadrato termina con 6 zeri
Es: 1000, 1000^2=1.000.000
Insomma diciamo che:
un numero naturale che termina con un numero dispari di zeri NON è quadrato perfetto.
Es: 36.000 non è quadrato perfetto perché termina con 3 zeri.

... Siamo poi andati in aula informatica per lavorare con Excel sulle radici quadrate e scoprire come sono fatte le radici quadrate di numeri non quadrati perfetti.
Abbiamo fatto in tempo a conoscere e usare le formule che ci permettono in Excel di estrarre le radici.
Per la radice quadrata esiste la funzione: RADQ().
Es, se in cella A1 mettiamo un numero, la formula: =RADQ(A1) ci restituisce la radice quadrata di quel numero.
Poi abbiamo faticato un po', ma ci siamo arrivati, a scoprire un'altra formula.
La radice quadrata è l'operazione inversa dell'elevamento alla potenza 2.
Quindi possiamo scrivere che la radice è: numero ^(1/2), cioè il numero elevato all'esponente inverso del numero 2 [Emanuele ci ha aiutato dicendo: numero^(-2), ma -2 è l'opposto di 2!]
Possiamo scrivere anche: numero ^0,5
In Excel, le formule sono:
=A1^(1/2) oppure =A1^0,5
Nel primo caso bisogna stare attenti a mettere 1/2 dentro le parentesi tonde, perché l'elevamento a potenza ha la precedenza sulla divisione e Excel, senza le parentesi, =A1^1/2, farebbe: =A1^1, cioè A1 e poi diviso 2!
Per le altre estrazioni di radici non c'è una funzione apposita ma possiamo applicare le formule appena viste.
Es: come si trova la radice cubica di 8?
Radice cubica è inversa dell'elevamento alla potenza 3.
Formula in Excel: =8^(1/3)
In generale: =A1^(1/3)
Irene II A

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