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Quadrat- und n-te Wurzel

Ein Würfel fasst genau 64 cm³ — wie lang ist seine Kante, und welche Wurzel verrät es?

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Die Umkehrung des Potenzierens

Die n-te Wurzel beantwortet die Frage: Welche nicht negative Zahl ergibt hoch n den Radikanden?

  • Quadratwurzel:\(\sqrt{49}=7\), denn \(7^2=49\) — bekannt aus Klasse 9.
  • Kubikwurzel:\(\sqrt[3]{64}=4\), denn \(4^3=64\) — Würfel mit \(64\ \text{cm}^3\) hat die Kante \(4\ \text{cm}\).
  • n-te Wurzel:\(\sqrt[4]{81}=3\), denn \(3^4=81\).
  • Namen:in \(\sqrt[n]{a}\) heißt \(n\) Wurzelexponent, \(a\) Radikand.
Merke

n-te Wurzel: \(\sqrt[n]{a}=b\) bedeutet \(b^n=a\) mit \(a\ge0\) und \(b\ge0\)

Blende mehrere Kurven \(y=x^n\) übereinander ein und ziehe die waagerechte Linie \(y=a\) am Punkt auf der y-Achse. Vergleiche, wo die Linie die Kurven schneidet.

Kurven übereinander

Halte fest: Die n-te Wurzel ist der Schnittpunkt rechts der y-Achse. Bei geradem n gibt es links einen zweiten, negativen Schnittpunkt — bei ungeradem n nur einen.

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Gerade und ungerade Wurzelexponenten

Ob eine Gleichung \(x^n=a\) eine oder zwei Lösungen hat, hängt davon ab, ob n gerade ist.

  • n gerade:\(x^4=16\) hat \(x=2\) und \(x=-2\); die Wurzel \(\sqrt[4]{16}=2\) ist nur die positive.
  • n ungerade:\(x^3=-8\) hat genau \(x=-2=-\sqrt[3]{8}\).
  • Negativer Radikand:bei geradem n keine Lösung, z. B. \(x^4=-16\).
  • GTR:Casio fx-CG50: SHIFT ^ öffnet die Vorlage \(\sqrt[\square]{\square}\) — 4 eintragen, ► , 81, EXE → 3.
  • CAS:TI-Nspire CX CAS: ctrl ^ öffnet dieselbe Vorlage — 4 und 81 eintragen, enter → 3.
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Allgemeine Hinweise

\(\sqrt[4]{16}\) ist nicht 4

Der Wurzelexponent teilt nicht: \(16:4=4\) ist falsch, denn \(4^4=256\). Richtig: \(\sqrt[4]{16}=2\).

Rechner und negativer Radikand

Beide Rechner zeigen \(\sqrt[3]{-8}=-2\). Im Heft schreibst du die Lösung von \(x^3=-8\) als \(x=-\sqrt[3]{8}\).

Kubikzahlen kennen

\(1,\ 8,\ 27,\ 64,\ 125,\ 216,\ 343,\ 512,\ 729,\ 1000\) — damit gelingen Kubikwurzeln im Kopf.

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