这个计算器能做什么
本工具可以求出任意实数 \(x\) 的平方根。对于正数,它会同时给出正根(主根)和负根,因为这两个数平方后都等于 \(x\)。对于负数,它会给出虚数结果;无论输入什么数,它都会告诉你 \(x\) 是否为完全平方数。
使用方法
在 x = 输入框中填入你的数字。它可以是正数、负数或零,也可以带小数。点击计算,即可看到主根、负根(如果 \(x\) 为负数则显示虚数根),以及该数是否为完全平方数的「是 / 否」判定。
公式解析
\(x\) 的平方根 \(r\) 满足 \(r^2 = x\)。当 \(x > 0\) 时存在两个实数解,即 \(+\sqrt{x}\) 和 \(-\sqrt{x}\),合写为 $$\sqrt{x} = \pm\sqrt{x}$$ 当 \(x = 0\) 时,唯一的根就是 0。当 \(x < 0\) 时不存在实数根,于是我们计算 \(\sqrt{\left|x\right|}\),并以 $$\sqrt{x} = \pm\sqrt{\left|x\right|}\,,\quad \text{imaginary if } x < 0:\; \sqrt{\left|x\right|}\,i$$ 的形式给出结果,其中 \(i\) 为虚数单位(\(i^2 = -1\))。
只有当一个数是非负整数,且它的平方根也是整数时,它才是完全平方数。为了避免浮点运算误差,我们会对求得的根四舍五入后再平方:如果 \(\text{round}(\sqrt{x})^2\) 恰好等于 \(x\),那么它就是完全平方数。
实例演示
以 \(x = 81\) 为例:\(\sqrt{81} = 9\),所以两个根为 \(\pm 9\)。由于 9 是整数且 \(9 \times 9 = 81\),因此 81 是完全平方数。再看 \(x = 10\):\(\sqrt{10} \approx 3.162278\),所以两个根为 \(\pm 3.162278\),而 10 不是完全平方数。对于 \(x = -9\):结果为 \(\pm 3i\)。
常见问题
为什么会有两个平方根? 因为平方运算会消去符号:\((+r)^2\) 和 \((-r)^2\) 都等于 \(x\)。
2.25 是完全平方数吗? 它的平方根 1.5 虽然是有理数,但 2.25 本身不是整数,所以本计算器判定为「否」。
负数怎么处理? 负数没有实数平方根,结果为虚数,以 \(\pm\sqrt{\left|x\right|}\,i\) 的形式显示。