平方根計算機
任意の数を入力してください。非負の入力では、計算機は主平方根を小数で返します。正の整数では、可能な場合に簡約した根号表現も表示します: √72 = 6√2、√200 = 10√2。完全平方数は整数になります。負の入力は複素数として扱われ、下の説明では √(−x) が i√x になる理由を示します。
平方根の計算方法
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1
根号の中の数を入力
根号の下に入る数を入力します。正の数、負の数、0のいずれでもかまいません。
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2
小数の結果を確認
非負の入力では、標準的な浮動小数点の平方根計算により主平方根を返します。
-
3
簡約した根号表現を確認
正の整数では、完全平方数の因数を根号の外に出します。√72 = √(36 × 2) = 6√2。
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4
下の解説で検算
下の例では、因数分解の考え方、よく使う小数値、実数の平方根と複素数の平方根の違いを説明します。
覚えておきたい完全平方数
| n | n² | √(n²) |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 |
| 2 | 4 | 2 |
| 3 | 9 | 3 |
| 4 | 16 | 4 |
| 5 | 25 | 5 |
| 10 | 100 | 10 |
| 11 | 121 | 11 |
| 12 | 144 | 12 |
| 13 | 169 | 13 |
| 14 | 196 | 14 |
| 15 | 225 | 15 |
| 16 | 256 | 16 |
| 25 | 625 | 25 |
完全平方数ではない整数を簡約する
整数では、最も大きい完全平方数の因数を探します。
- √50 = √(25 × 2) = 5√2
- √72 = √(36 × 2) = 6√2
- √108 = √(36 × 3) = 6√3
- √500 = √(100 × 5) = 10√5
- √1000 = √(100 × 10) = 10√10
平方数ではない因数が残る場合は、そのまま根号の中に残します。たとえば √180 = √(36 × 5) = 6√5 であり、√(4 × 45) = 2√45 ではありません。45にはまだ完全平方数の因数9が含まれているためです。
よく使う小数値と用途
- √2 ≈ 1.41421 (学校の幾何: 1 × 1 の正方形の対角線)
- √3 ≈ 1.73205 (一辺1の立方体の空間対角線)
- √5 ≈ 2.23607 (黄金比 (1+√5)/2 に現れる)
- √7 ≈ 2.64575
- √π ≈ 1.77245 (統計やガウス積分)
- √10 ≈ 3.16228
- √(1000) ≈ 31.6228 (数を10倍にすると、平方根は約3.16倍になる)
建築や測量では、平方根が面積を一辺の長さに変える場面がよくあります。面積49 m²の正方形の中庭なら一辺は √49 = 7 m、面積80 m²の正方形なら一辺は √80 = 4√5 m ≈ 8.94 m です。
負の数と複素数の平方根
負の数の平方根は実数ではありません。複素数では、正の x に対して √(−x) = i√x なので、√(−4) = 2i です。この計算機は、負の入力を実数の小数として表示せず、複素数として示します。
平方根とn乗根の違い
この計算機は平方根、つまり2乗根を扱います。立方根、4乗根、その他の指数の根には、一般的なn乗根ツールを使ってください。重要な恒等式は次の通りです。
- √(ab) = √a × √b (a と b がともに非負の場合のみ)
- √(a/b) = √a / √b (b > 0 の場合のみ)
- (√a)² = a (a >= 0 の場合のみ)
歴史メモ
根号記号 √ は、16世紀にラテン語で根を意味する radix の頭文字 r から発展しました。17世紀には、根号の下に含まれる範囲を明確に示すため、横線である vinculum が加えられました。
よくある質問
正の数には2つの平方根、+r と −r があります。根号 √ は主平方根、つまり非負の平方根を返します。二次方程式を解くときは、通常どちらの根も考えます。
慣例上は5だけです。√ は主平方根を返します。x² = 25 を解く場合は、5 と −5 の両方が方程式を満たすため、x = ±5 と書きます。
よく使われる方法には、完全平方数を根号の外に出す方法、筆算による開平方、ニュートン法 x_new = (x + a/x)/2 があります。ニュートン法は収束が速く、授業での確認なら数回の反復で十分なことが多いです。
古典的な証明は背理法を使います。√2 = p/q が既約分数で表せるとすると、2q² = p² なので p は偶数です。p = 2k とおくと q² = 2k² となり、q も偶数になります。これは p/q が既約だったという仮定に反するため、√2 は分数では表せません。
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