فصل چهارم: توان و ریشه
رادیکالها · ریشهگیری · سادهسازی عبارتهای رادیکالی
۳³ = ۳ × ۳ × ۳ = ۲۷
۵² = ۵ × ۵ = ۲۵
(−۲)³ = (−۲) × (−۲) × (−۲) = −۸
- هر عددی به توان صفر برابر ۱ است: a⁰ = ۱ (به شرطی که a ≠ ۰)
- هر عددی به توان ۱ برابر خودش است: a¹ = a
- اگر پایه منفی باشد و توان زوج باشد، نتیجه مثبت است
- اگر پایه منفی باشد و توان فرد باشد، نتیجه منفی است
۵⁶ ÷ ۵² = ۵⁴ = ۶۲۵
(۳²)⁴ = ۳⁸ = ۶۵۶۱
(۲×۳)⁴ = ۲⁴ × ۳⁴ = ۱۶ × ۸۱ = ۱۲۹۶
۲⁻³ = ۱/۸
- قوانین ضرب و تقسیم فقط برای پایههای یکسان صدق میکنند
- در توان از توان، نماها را ضرب میکنیم نه جمع
- توان صفر همیشه ۱ است (غیر از حالت 0⁰ که نامعین است)
- توان منفی معنی وارون است، نه عدد منفی
نماد علمی: روشی برای نوشتن اعداد خیلی بزرگ یا خیلی کوچک در قالب a × 10ⁿ که در آن ۱ ≤ a < ۱۰ است.
۲⁻³ = ۱/۲³ = ۱/۸ = ۰٫۱۲۵
۱۰⁻² = ۱/۱۰۰ = ۰٫۰۱
نماد علمی:
۳۴۵۰۰۰ = ۳٫۴۵ × ۱۰⁵
۰٫۰۰۰۰۴۷ = ۴٫۷ × ۱۰⁻⁵
فاصله زمین تا خورشید ≈ ۱٫۵ × ۱۰⁸ km
- در نماد علمی، ۱ ≤ a < ۱۰ (قسمت اعشاری باید بین ۱ و ۱۰ باشد)
- اگر عدد بزرگتر از ۱۰ باشد، توان ۱۰ مثبت است
- اگر عدد کمتر از ۱ باشد، توان ۱۰ منفی است
- توان منفی عدد را «کوچک» نمیکند، فقط معکوسش میکند
ریشه nام: n√a عددی است که اگر n بار در هم ضرب شود برابر a میشود.
√۱۴۴ = ۱۲ (چون ۱۲² = ۱۴۴)
³√−۸ = −۲ (چون (−۲)³ = −۸)
√۰ = ۰ | √۱ = ۱
⁴√۱۶ = ۲ (چون ۲⁴ = ۱۶)
- ریشه دوم اعداد منفی در اعداد حقیقی تعریف نمیشود: √(−۴) تعریف ندارد
- ریشه سوم اعداد منفی تعریف دارد: ³√(−۸) = −۲
- √a² = |a| (قدر مطلق a، نه خود a!)
- جواب √ همیشه غیرمنفی است (ریشه اصلی)
- اعداد مربع کامل: ۱، ۴، ۹، ۱۶، ۲۵، ۳۶، ۴۹، ۶۴، ۸۱، ۱۰۰
۴۸ = ۱۶ × ۳ = ۴² × ۳
√۴۸ = √(۱۶ × ۳) = √۱۶ × √۳ = ۴√۳
مثال ۲: ساده کنید √۷۲
۷۲ = ۳۶ × ۲ = ۶² × ۲
√۷۲ = ۶√۲
مثال ۳: ساده کنید √۱۸۰
۱۸۰ = ۴ × ۴۵ = ۴ × ۹ × ۵ = ۳۶ × ۵
√۱۸۰ = ۶√۵
۷۲ = ۲³ × ۳² → √۷۲ = √(۲² × ۲ × ۳²) = ۲ × ۳ × √۲ = ۶√۲
- یک رادیکال ساده است وقتی هیچ عامل مربع کاملی داخل آن نباشد
- برای سادهسازی: بزرگترین مربع کامل عامل عدد را پیدا کنید
- از تجزیه به عوامل اول استفاده کنید: هر جفت فاکتور یکسان از رادیکال خارج میشود
- رادیکالهای ساده شده ضریب ثابت خارج از √ دارند
مثال ۲: ۸√۳ − ۲√۳ = ۶√۳
مثال با سادهسازی:
√۱۲ + √۷۵ − √۲۷
= ۲√۳ + ۵√۳ − ۳√۳
= (۲+۵−۳)√۳ = ۴√۳
رادیکالهای غیرهمنوع:
√۲ + √۳ → قابل سادهسازی نیست!
- قبل از جمع/تفریق، حتماً رادیکالها را ساده کنید
- فقط رادیکالهای همنوع (عدد داخل یکسان) قابل جمع/تفریق هستند
- √۲ + √۳ ≠ √۵ (این اشتباه رایج است!)
- مثل جملات جبری: ۳a + ۵a = ۸a → ۳√۲ + ۵√۲ = ۸√۲
√۳ × √۱۲ = √۳₆ = ۶
۲√۵ × ۳√۵ = ۶ × (√۵)² = ۶ × ۵ = ۳۰
ضرب با سادهسازی:
۲√۳ × ۳√۶ = ۶√۱۸ = ۶ × ۳√۲ = ۱۸√۲
تقسیم:
√۵۰ / √۲ = √(۵۰/۲) = √۲۵ = ۵
۶√۱۵ / ۲√۳ = ۳√۵
اتحاد مزدوج:
(√a + √b)(√a − √b) = a − b
- ضرایب را در هم ضرب کنید، عدد زیر رادیکال را هم در هم ضرب کنید
- بعد از ضرب، حتماً سادهسازی کنید
- اتحاد مزدوج کاربرد زیادی در گویا کردن مخرج دارد
- √a × √a = a (نه √(a²)!)
۳/√۵ = (۳×√۵)/(√۵×√۵) = ۳√۵/۵
حالت ۲:
۱/(۲+√۳) = (۲−√۳)/((۲+√۳)(۲−√۳)) = (۲−√۳)/(۴−۳) = ۲−√۳
حالت ۳:
۱/(√۵+√۳) = (√۵−√۳)/((√۵)²−(√۳)²) = (√۵−√۳)/(۵−۳) = (√۵−√۳)/۲
- مزدوج عبارت (a + √b)، عبارت (a − √b) است
- ضرب مزدوجها: (a+√b)(a−√b) = a²−b (رادیکال حذف میشود!)
- گویا کردن مخرج جواب را تغییر نمیدهد، فقط شکل آن را عوض میکند
- بعد از گویا کردن، کسر را ساده کنید
³√۸ = 8^(1/3) = ۲
8^(2/3) = (³√8)² = 2² = ۴
³√a² = a^(2/3)
a^(3/4) = ⁴√a³ = (⁴√a)³
سادهسازی با توان کسری:
a^(1/2) × a^(1/2) = a^1 = a → یعنی √a × √a = a ✓
- در a^(m/n)، n درجه رادیکال است و m توان داخل رادیکال
- میتوان ابتدا ریشه گرفت سپس توان زد، یا برعکس
- قوانین توانها برای توانهای کسری هم برقرار است
- این مفهوم در پایه دهم بسیار استفاده میشود
- ❌ √(a+b) ≠ √a + √b (ریشه جمع، جمع ریشهها نیست!)
- ❌ √(a²+b²) ≠ a+b (این اشتباه بسیار رایج است!)
- ❌ (√a)² ≠ √(a²) در همه حالات یکسان نیستند
- ❌ √(−۴) در اعداد حقیقی معنی ندارد
- ✅ √a × √a = a همیشه درست است (a ≥ 0)
- ✅ √(a²) = |a| نه a (ممکن است a منفی باشد)
مسئله ۲: (۲√۳ + √۵)² = ۱۲ + ۴√۱۵ + ۵ = ۱۷ + ۴√۱۵
مسئله ۳: گویا کن: (۳+√۲)/(√۲−۱)
= (۳+√۲)(√۲+۱) / ((√۲−۱)(√۲+۱))
= (۳√۲+۳+۲+√۲) / (۲−۱)
= ۴√۲ + ۵
مرور سریع شب امتحان
مهمترین نکات و فرمولها برای مرور آخر
فصل پنجم: عبارتهای جبری
آموزش کامل، فرمولها، مثالها و مرور شب امتحان
پیشرفت کلی یادگیری
هنوز بخشی را کامل نکردهای. شروع کن! 🚀
تعریف عبارت جبری
عبارت جبری ترکیبی از اعداد، متغیرها (حروف) و عملهای ریاضی (+، −، ×، ÷) است. متغیر نشاندهندهی یک عدد ناشناخته است که با حروف لاتین مثل x، y، a نمایش داده میشود.
• 3x + 5 → یک جملهای با ضریب ۳ و عدد ثابت ۵
• 2x² − 4x + 1 → سهجملهای (درجه ۲)
• a + b − c → سهجملهای با سه متغیر
اجزای عبارت جبری
- جمله: هر بخش جدا از + یا −
- ضریب: عدد کنار متغیر (مثلاً ۳ در ۳x)
- متغیر: حرف نامعلوم (x، y، …)
- توان: نمایی که روی متغیر مینشیند
- عدد ثابت: جملهای که متغیر ندارد
انواع بر اساس تعداد جمله
- تکجملهای: مثل 5x²
- دوجملهای: مثل 3x + 2
- سهجملهای: مثل x² + 2x + 1
- چندجملهای: چهار جمله یا بیشتر
جملههای همانند چیست؟
جملههایی که متغیر و توان یکسان دارند:
✗ 3x² و 5x → ناهمانند (توان فرق دارد)
✗ 2x و 2y → ناهمانند (متغیر فرق دارد)
مراحل سادهسازی
- جملههای همانند را کنار هم بنویس
- ضرایب را با هم جمع یا تفریق کن
- متغیر و توان را همان بنویس
- جملههای ناهمانند را نمیتوان ساده کرد
(3x² + 2x − 5) + (x² − 4x + 3)
= (3x² + x²) + (2x − 4x) + (−5 + 3)
= 4x² − 2x − 2
(5x² − 3x + 4) − (2x² + x − 1)
= 5x² − 3x + 4 − 2x² − x + 1 ← علامتها برعکس میشوند
= 3x² − 4x + 5
قوانین توان
ضرب تکجملهای در چندجملهای
هر جمله از داخل پرانتز را در تکجملهای ضرب کن:
= 6x³ − 10x² + 2x
ضرب دوجملهای در دوجملهای (FOIL)
= 2x·x + 2x·(−4) + 3·x + 3·(−4)
= 2x² − 8x + 3x − 12
= 2x² − 5x − 12
مربع مجموع
(2x + 5)² = 4x² + 20x + 25
مربع تفاضل
(3x − 2)² = 9x² − 12x + 4
فرق دو مربع (مهمترین اتحاد!)
مجموع مکعبها
تفاضل مکعبها
روش ۱: فاکتور مشترک
بزرگترین عامل مشترک همهی جملهها را بیرون بکش:
= 3x(2x² + 3x − 1)
روش ۲: گروهبندی
جملهها را دوبهدو گروه کرده و فاکتور مشترک بگیر:
= a(x+y) + b(x+y)
= (a+b)(x+y)
روش ۳: استفاده از اتحادها
= x² − 3²
= (x+3)(x−3) ← فرق مربعات
= x² + 2·x·3 + 3²
= (x+3)² ← مربع کامل
مراحل تجزیه (ترتیب صحیح)
- ابتدا فاکتور مشترک بگیر
- سپس ببین آیا از اتحادها استفاده میشود؟
- در صورت نیاز گروهبندی کن
- تجزیه را تا جایی ادامه بده که دیگر نتوانی
جدول قوانین توان
- aᵐ × aⁿ = aᵐ⁺ⁿ
- aᵐ ÷ aⁿ = aᵐ⁻ⁿ (m > n)
- (aᵐ)ⁿ = aᵐⁿ
- (ab)ⁿ = aⁿbⁿ
- (a/b)ⁿ = aⁿ/bⁿ
توان صفر
هر عدد غیرصفر به توان صفر برابر ۱ است.
مثالهای ترکیبی
(-3y²)² = (-3)² · y⁴ = 9y⁴
(x²y³)⁴ = x⁸y¹²
جایگذاری مقدار عددی
وقتی مقدار متغیر را میدانیم، آن را در عبارت قرار میدهیم:
2(3)² − 3 + 1 = 18 − 3 + 1 = 16
محاسبه هوشمند با اتحاد
به جای ضرب دستی از اتحادها استفاده کن:
= (100 − 2)(100 + 2)
= 100² − 4 = 9996
کاربردهای عملی
- محاسبه مساحت اشکال هندسی با ابعاد متغیر
- نوشتن فرمولهای علمی (فیزیک، شیمی)
- مدلسازی مسائل روزمره
- حل معادلات و نامعادلات
نکات ضروری
- فقط جملههای همانند را میتوان جمع/تفریق کرد
- (a+b)² هرگز برابر a²+b² نیست
- هر عدد ≠0 به توان صفر برابر ۱ است
- در تفریق پرانتز، علامت برعکس میشود
- درجهی چندجملهای = بالاترین توان
اشتباهات رایج
- x² + y² ≠ (x+y)² ← درست: (x+y)² = x²+2xy+y²
- −x² ≠ (−x)² ← (−x)² = x²
- 3x² ≠ (3x)² ← (3x)² = 9x²
- ضرب توان در توان نه ضرب پایه
فرمولهای مهم فصل پنجم
سوالات تستی
چکلیست مرور سریع
- ۱فقط جملههای همانند (توان و متغیر یکسان) را میتوان با هم جمع یا تفریق کرد.
- ۲(a+b)² = a² + 2ab + b² — جملهی وسط را فراموش نکن!
- ۳(a−b)² = a² − 2ab + b² — توجه: جملهی آخر همیشه مثبت است.
- ۴(a+b)(a−b) = a² − b² — فرق دو مربع، پرکاربردترین اتحاد!
- ۵در ضرب توانها با پایه مشترک: توانها را جمع کن (aᵐ×aⁿ = aᵐ⁺ⁿ)
- ۶در تفریق پرانتز، علامت تمام جملههای درون پرانتز برعکس میشود.
- ۷هر عدد غیرصفر به توان صفر برابر ۱ است: a⁰ = 1
- ۸برای تجزیه: ابتدا فاکتور مشترک، سپس اتحادها، سپس گروهبندی.
- ۹مراقب اشتباه رایج: (−a)² = a² ولی −a² = −a²
- ۱۰درجهی چندجملهای برابر بالاترین توانی است که در آن وجود دارد.
فصل ۷: عبارتهای گویا
خلاصه جامع و تعاملی برای مرور سریع و مطالعه شب امتحان
عبارت گویا کسری است که صورت و مخرج آن چندجملهای هستند. مخرج این عبارت نمیتواند صفر باشد. به بیان ساده، هر عبارتی که بتوان آن را به شکل کسر P(x)/Q(x) نوشت — که P و Q چندجملهای و Q ≠ ۰ باشد — یک عبارت گویاست.
عبارت زیر را در نظر بگیرید:
در این کسر، صورت: x² - ۴ و مخرج: x - ۲ چندجملهای هستند. شرط معنادار بودن: x ≠ ۲
- همیشه ابتدا مقادیری را که مخرج را صفر میکنند، پیدا کنید و جداگانه ذکر نمایید.
- اعداد صحیح و کسرهای معمولی زیرمجموعه عبارات گویا هستند.
- دامنه عبارت گویا شامل تمام اعداد حقیقی است، بهجز مقادیری که مخرج را صفر میکنند.
- اگر مخرج یک جملهای مانند x باشد، فقط x = ۰ از دامنه حذف میشود.
برای ساده کردن عبارت گویا، عوامل مشترک صورت و مخرج را پیدا کرده و حذف میکنیم. این کار با تجزیه (فاکتورگیری) صورت و مخرج شروع میشود. پس از تجزیه، عوامل مشترک حذف میشوند.
ساده کنید:
گام ۱ — تجزیه صورت: x² - 4 = (x+2)(x-2)
گام ۲ — تجزیه مخرج: x² - x - 2 = (x-2)(x+1)
گام ۳ — حذف عامل مشترک (x-2):
- پس از سادهسازی، شرط دامنه عبارت اولیه حفظ میشود — شرطهای حذفشده را فراموش نکنید!
- عبارت -(a-b) = (b-a) را بشناسید؛ مثلاً: (x-3)/(3-x) = -1
- همیشه صورت و مخرج را کاملاً تجزیه کنید، نه فقط بخشی از آن را.
- فقط عوامل مشترک حذف میشوند، نه جملات تکی!
جمع:
ضرب:
تقسیم:
- در جمع و تفریق، مخرجها باید یکسان شوند — همیشه م.م.م را پیدا کنید.
- در تقسیم، همیشه کسر دوم را وارونه کنید و سپس ضرب کنید.
- پس از هر عملیات، نتیجه را ساده کنید.
- شرط دامنه برای تمام عملیات اعمال میشود.
کسر مرکب کسری است که صورت یا مخرج آن (یا هر دو) خود دارای کسر باشند. برای سادهسازی دو روش داریم: روش ۱: صورت را بر مخرج تقسیم کنید. روش ۲: در م.م.م تمام کسرهای داخلی ضرب کنید.
ساده کنید:
روش آسانتر: در x ضرب کن → (x+1)/(x-1)
- روش م.م.م (ضرب در م.م.م همه مخرجهای داخلی) سریعترین روش است.
- ابتدا صورت و مخرج اصلی را جداگانه ساده کنید.
- دقت کنید که شرط دامنه از هر دو بخش صورت و مخرج استخراج میشود.
معادله گویا معادلهای است که در آن متغیر در مخرج ظاهر میشود. برای حل، از هر دو طرف معادله میخواهیم که در م.م.م مخرجها ضرب کنیم تا کسرها حذف شوند. در پایان، جوابها را در معادله اولیه بررسی میکنیم.
حل کنید:
م.م.م = x(x-1)؛ در هر دو طرف ضرب میکنیم:
بررسی: x = 4/3 باعث صفر شدن مخرج نمیشود ✓
- ⚠️ حتماً جواب را در دامنه اولیه بررسی کنید — جوابهای اضافی (ناجور) رایجترین اشتباه است!
- جوابی که مخرج را صفر کند باید حذف شود.
- م.م.م صحیح = نتیجه درست؛ اگر م.م.م اشتباه باشد، همه چیز اشتباه میشود.
- پس از حذف کسرها، یک معادله چندجملهای معمولی بهدست میآید.
مسائل کلامی فصل ۷ معمولاً شامل موارد زیر هستند: مسائل سرعت-زمان-مسافت، مسائل کار-زمان، و مسائل نسبت و تناسب. در هر صورت، ابتدا متغیر تعریف میشود، سپس معادله نوشته میشود.
علی یک کار را در ۶ ساعت و رضا همان کار را در ۴ ساعت انجام میدهند. اگر با هم کار کنند، چند ساعت طول میکشد؟
جواب: ۲ ساعت و ۲۴ دقیقه
- ابتدا متغیر مجهول را نامگذاری کنید (مثل: سرعت = x)
- در مسائل کار: سهم هر نفر در یک واحد زمان = کسری از کار کل
- در مسائل سرعت: معمولاً از t = d/v استفاده میشود
- واحدها را یکسان کنید — کیلومتر/ساعت یا متر/ثانیه
- ترفند -(a-b): عبارت (a-b) = -(b-a) — اگر در مخرج (x-3) و در صورت (3-x) دیدید، نتیجه -۱ است.
- اشتباه رایج: هرگز صورت و مخرج را با هم جمع نزنید! فقط عوامل مشترک حذف میشوند.
- شرط دامنه: تمام مقادیری که هر مخرج را صفر میکنند باید گفته شوند — نه فقط مخرج آخر!
- تجزیه سریع: a²-b² = (a+b)(a-b) و a²+2ab+b² = (a+b)² را حفظ کنید.
- بررسی پایانی: در معادلات گویا، همیشه جواب را جایگزین کنید و بررسی کنید!
- ۱. عبارت گویا = P(x)/Q(x) که Q(x) ≠ ۰
- ۲. سادهسازی: ابتدا تجزیه، سپس حذف عامل مشترک
- ۳. جمع/تفریق: مخرج مشترک (م.م.م) پیدا کنید
- ۴. ضرب: صورتها × صورتها، مخرجها × مخرجها
- ۵. تقسیم: ضرب در وارون کسر دوم
- ۶. کسر مرکب: ضرب در م.م.م مخرجهای داخلی
- ۷. معادله گویا: م.م.م × هر دو طرف → حل → بررسی
- ۸. a²-b² = (a+b)(a-b) — این تجزیه در همه جا استفاده میشود!
- ۹. (a-b) = -(b-a) — این ترفند سادهسازی را آسان میکند
- ۱۰. شرط دامنه را همیشه بنویسید — نمره کامل با آن است!
روی هر مورد کلیک کنید تا وقتی یاد گرفتید علامت بزنید:



