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輸入計算

輸入任意實數(正數、負數或零皆可)。

數學公式

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結果

0
Principal (positive) square root of 25
5
± 5 (both real roots)
主平方根(正根) 5
負平方根 -5
是否為完全平方數?

這個計算機能做什麼

這個工具可以求出任意實數 \(x\) 的平方根。當 \(x\) 為正數時,會同時回傳主平方根(正根)與負根,因為兩者平方後都等於 \(x\);當 \(x\) 為負數時,會回傳虛數結果;無論輸入哪種數值,它都會告訴你 \(x\) 是不是完全平方數。

使用方法

x = 欄位輸入你的數字,可以是正數、負數或零,也可以含有小數。按下計算後,就能看到主平方根、負根(若 \(x\) 為負數則顯示虛根),以及是否為完全平方數的「是/否」判斷。

公式說明

\(x\) 的平方根 \(r\) 必須滿足 \(r^2 = x\)。當 \(x > 0\) 時,會有兩個實數解,分別是 \(+\sqrt{x}\) 與 \(-\sqrt{x}\),合寫為:

$$\sqrt{x} = \pm\sqrt{x}$$

當 \(x = 0\) 時,唯一的根就是 \(0\);當 \(x < 0\) 時不存在實數根,因此我們計算 \(\sqrt{\left|x\right|}\),並回傳:

$$\sqrt{x} = \pm\sqrt{\left|x\right|}\,,\quad \text{imaginary if } x < 0:\; \sqrt{\left|x\right|}\,i$$

其中 \(i\) 為虛數單位(\(i^2 = -1\))。

只有當一個數是非負整數,且它的平方根也是整數時,它才算是完全平方數。為了避免浮點數誤差,我們會把求得的根四捨五入後再平方驗證:若 \(\operatorname{round}(\sqrt{x})^2\) 等於 \(x\),就是完全平方數。

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排成完整正方形網格的完全平方數與無法構成正方形網格的數的對比
完全平方數可以排成由單位格組成的完整正方形網格,其他數則不能。
數線顯示 x 的正負平方根,距零點等距
每個正數都有兩個實數平方根:主根 \(r\) 及其相反數 \(-r\)。

實際範例

以 \(x = 81\) 為例:\(\sqrt{81} = 9\),所以兩個根是 \(\pm 9\)。由於 \(9\) 是整數,而且 \(9 \times 9 = 81\),因此 \(81\) 是完全平方數。再以 \(x = 10\) 為例:\(\sqrt{10} \approx 3.162278\),所以兩個根是 \(\pm 3.162278\),而 \(10\) 不是完全平方數。至於 \(x = -9\),結果則為 \(\pm 3i\)。

常見問題

為什麼會有兩個平方根?因為平方運算會消去正負號:\((+r)^2\) 和 \((-r)^2\) 都等於 \(x\)。

2.25 是完全平方數嗎?它的平方根 \(1.5\) 雖然是有理數,但 \(2.25\) 本身不是整數,所以本計算機會判定為「否」。

負數該怎麼處理?負數沒有實數平方根,答案會是虛數,以 \(\pm\sqrt{\left|x\right|}\,i\) 的形式呈現。

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