開始練習

根號2

根號 2 大約是 1.414,如果要更精確,可以寫成 1.41421356…,這些小數點後的數字會一直寫下去,永遠寫不完,而且不會出現重複的一串數字。它的意義是,有一個正數,自己乘自己剛好等於 2,我們把它寫成 √2。我們可以用近似值來檢查一下,1.414 × 1.414 = 1.999396,這個結果很接近 2,但並不會剛好等於 2,所以 1.414 只是個大概的數字,不是完全準確的答案。

按照 108 課綱的安排,我們會在國中二年級學習二次方根和它的近似值。2 的平方根其實有兩個,一個是正的 √2,另一個是負的 −√2,不過平常我們說根號 2 時,指的都是正的那一個。如果你畫一個邊長是 1 的正方形,從一個角連到對面那個角的直線叫做對角線,這條對角線的長度就是根號 2。關於根號的意義,還有其他常見的根號,都整理在根號裡面。

先看重點

  • √2 大約等於 1.414,如果算到小數點後第 6 位,就是 1.414214。
  • 大家常把 1.414 唸成「意思意思」,這樣記起來比較有趣。
  • √2 的大小在 1 和 2 之間,因為 1 × 1 = 1,而 2 × 2 = 4,√2 自己乘自己等於 2,所以它一定比 1 大,但比 2 小。
  • 邊長是 1 的正方形,它的對角線長度就是 √2;√2 沒辦法寫成兩個整數相除的分數,這種數叫做無理數。

根號2 近似值表

要找根號 2 的近似值,就是找一個數,讓它自己乘自己最接近 2。下表一位一位往下找,每一列都用平方檢查,左邊的數平方比 2 小、右邊的數平方比 2 大,根號 2 就夾在它們中間。

精確到夾在哪兩個數中間平方檢查四捨五入的近似值
個位1 和 21² = 1,2² = 41
小數第 1 位1.4 和 1.51.4² = 1.96,1.5² = 2.251.4
小數第 2 位1.41 和 1.421.41² = 1.9881,1.42² = 2.01641.41
小數第 3 位1.414 和 1.4151.414² = 1.999396,1.415² = 2.0022251.414
小數第 4 位1.4142 和 1.41431.4142² = 1.99996164,1.4143² = 2.000244491.4142

四捨五入要看下一位:根號 2 = 1.41421356…,所以取到小數第 1 位是 1.4、第 3 位是 1.414,取到第 6 位是 1.414214。

不用計算機怎麼算根號2:十分逼近法

十分逼近法是國中課本教的方法,一次確定一位數字。做法是先找出夾住的兩個整數,再把中間分成十等分一個一個試,平方超過 2 的前一個就是這一位的數字。

  1. 找整數:1 × 1 = 1 比 2 小,2 × 2 = 4 比 2 大,所以 √2 在 1 和 2 之間。
  2. 試小數第 1 位:1.4 × 1.4 = 1.96 比 2 小,1.5 × 1.5 = 2.25 比 2 大,所以 √2 是 1.4 多。
  3. 試小數第 2 位:1.41 × 1.41 = 1.9881 比 2 小,1.42 × 1.42 = 2.0164 比 2 大,所以 √2 是 1.41 多。
  4. 試小數第 3 位:1.414 × 1.414 = 1.999396 比 2 小,1.415 × 1.415 = 2.002225 比 2 大,所以 √2 是 1.414 多。
  5. 如果你想要知道更多位的小數,只要用剛剛同樣的方法一直算下去就好。你想要幾位,就多做幾輪計算。

根號計算機:輸入 2 試試看

用計算機算的話,只要輸入 2,螢幕上就會顯示 √2 ≈ 1.414214。計算機還會告訴你,2 裡面沒有大於 1 的平方因數,所以 √2 已經是最簡單的根式了,而且它的大小介於 1 和 2 之間。你也可以試試輸入 8、18、50,計算機會把它們化成 2√2、3√2、5√2。這樣你就會發現,它們其實都是根號 2 的倍數。

為什麼邊長 1 的正方形對角線是根號2

我們來看一個正方形。從一個角連到對面那個角的直線叫做對角線,它把正方形分成了兩個等腰直角三角形。這裡的直角就像書本或桌角那樣方方正正。這兩個三角形的兩條直角邊長度都是 1,而對角線就是斜邊。依照國中二年級學的畢氏定理,斜邊 × 斜邊 = 1 × 1 + 1 × 1 = 2。這表示斜邊是一個自己乘自己等於 2 的數,也就是 √2。

用同樣的道理,不管正方形的邊長是多少,它的對角線長度都是邊長的 √2 倍。舉個例子,如果正方形邊長是 5 公分,那對角線就是 5√2 公分,大約是 7.07 公分。生活中其實也看得到根號 2 的影子。比如 A4 紙,它的長是 297 毫米、寬是 210 毫米。我們算一下 297 ÷ 210,結果約是 1.414。這表示 A4 紙的長邊大約是短邊的根號 2 倍。

11√21 × 1 + 1 × 1 = 2
邊長 1 的正方形,對角線長 √2

根號2 的化簡和運算例題

根號 2 這個數字,常常會在我們把算式整理乾淨後出現。做題的時候,先保留著 √2 就好,不用急著換成小數。等到題目最後問你要「近似值」時,再拿 1.414 這個數值去替換它。

例 1請把 √8 整理成最簡單的樣子,然後算出它大約等於多少,答案要保留到小數點後面第 2 位。

  1. 我們知道 8 = 4 × 2,這裡的 4 是一個「平方數」,意思就是它剛好是某個整數乘以自己的結果。
  2. 所以 √8 = √4 × √2 = 2√2
  3. 2√2 ≈ 2 × 1.414 = 2.828,取到小數第 2 位是 2.83

答:√8 = 2√2,約 2.83

例 2請問 √2 × √2 等於多少?那 √2 + √2 又等於多少呢?

  1. √2 × √2 = 2,因為根號 2 的意思就是自己乘自己等於 2
  2. √2 + √2 = 2√2,就像 1 個蘋果加 1 個蘋果是 2 個蘋果
  3. 2√2 ≈ 2.828,不是 √4 = 2

答:√2 × √2 = 2,√2 + √2 = 2√2

例 3把 1/√2 化成分母沒有根號的樣子,並求近似值。

  1. 分子分母同乘 √2:1/√2 = √2/(√2 × √2) = √2/2
  2. √2/2 ≈ 1.414 ÷ 2 = 0.707

答:√2/2,約 0.707

例 4邊長 6 公分的正方形,對角線約幾公分?

  1. 對角線 × 對角線 = 6 × 6 + 6 × 6 = 72
  2. 對角線 = √72 = √36 × √2 = 6√2
  3. 6√2 ≈ 6 × 1.414 = 8.484,取到小數第 1 位約 8.5

答:6√2 公分,約 8.5 公分

根號2 是無理數:為什麼寫不完

像 1/2、0.75、3 這樣可以寫成兩個整數相除的數叫有理數,根號 2 不能寫成兩個整數相除,所以是無理數。它的小數一直寫下去不會結束,也不會出現一段數字一直重複,所以 1.414、1.4142 都只是近似值,寫等於要用「≈」或「約」。

國中二年級用根號 2 練習近似值和根式運算;為什麼根號 2 不能寫成分數的證明,108 課綱放在高中一年級。考試時題目沒有說要近似值,答案就保留 √2,不要自己改成 1.414。

先備練習:小數乘法試做 5 題

數學王的練習題目是給國小一到六年級讀的,沒有國中才會遇到的根號題目。不過,當我們用十分逼近法找近似值時,每一步都要算小數自己乘自己。例如 1.41 × 1.41 = 1.9881,這就是五年級學過的小數乘法。如果乘法算得又快又準,逼近的時候才不會卡住。不用登入,做完會告訴你答對幾題。

準備好就開始,一共 5 題。

常見問題

根號2等於多少?

根號 2 約等於 1.414,更精確是 1.41421356…,小數寫不完也不循環。精確到小數第 6 位是 1.414214。

2 的平方根是多少?

2 的平方根有兩個:√2 和 −√2,約是 1.414 和 −1.414。平常說根號 2,指的是正的 √2。

根號2 怎麼記?

常見的記法是把 1.414 唸成「意思意思」。記不起來也可以從 1.4 × 1.4 = 1.96 很接近 2 開始,用十分逼近法再往下算一位。

根號2 為什麼是正方形的對角線?

邊長 1 的正方形被對角線切成兩個等腰直角三角形。對角線是從一個角連到對面那個角的直線。依畢氏定理,對角線 × 對角線 = 1 × 1 + 1 × 1 = 2,所以對角線長是 √2。

延伸學習