18 的平方根,也就是求一个数 x,使得它乘以它自己等于 18。就像你要找到一个正方形的边长,它的面积是 18 平方单位,这个边长自然不是一个整数。 在数轴上,18 的平方根是两个彻底反之的正数值,正数叫它 $x_1$,负数叫它 $x_2$。它们加起来是 0,像是一对对立的兄弟。算出正根后,负根自然就出来了,出于 $x_2 = -x_1$。

这就像你身高 185 厘米,体重 70 公斤,这两个数据是绝对独立的,但算个 $x_1$ 的时候,顺便滚出个 $-x_1$ 罢了,不用特意去推导。 让我们试着算一下如何求。18 介于 3 和 4 之间,自然也介于 4 和 5 之间。出于 $3^2 = 9$,$4^2 = 16$,还没到 18。再试 $4.2$ 吧,$4.2 times 4.2 = 17.64$。

哎呀,还差一点点。

那就往大了,试 $4.3$,$4.3 times 4.3 = 18.49$。

这就超过啦。说明答案在 4.2 和 4.3 之间。 为了更精准,我们能够看看小数点后面第一位。18 减去 16 是 2,我们在 16 后面补个 2,变成 162。取个整数局部,把这个数除以它本身,就是 101,拿到 101。

然后在 101 后面补个 2,变成 1012。取个整数局部,除以它本身,拿到 101,再补 2,变回 1012。

看来这就是重复过程了,但要是你用计算器按一遍,结局就是 $4.242640687...$。 这里有个有趣的点,大量人好办搞混平方根和算术平方根。算术平方根特指那个正的,故此 $x_1$ 就是算术平方根,约等于 4.24。而 $pmsqrt{18}$ 才是整个的平方根集合。

要是不带那个正负号,你只拿到了一局部,就像只看到白天,忘了黑夜一样。 算数平方根这个概念实际上挺有意思的,出于它在几何里有个完美的解释。

要是你画一个边长为 $x$ 的正方形,面积是 $x^2$。

要是想要面积正好是 18,你得画一个 $x$ 和 $y$ 两个正方形拼起来,让总面积等于 18。

这时候,$sqrt{18}$ 这个数实际上代表啥?它代表直角三角形的一条直角边长度,要么说是那个正方形的边长。 这个数还能够用勾股定理来理解。想象一个直角三角形,斜边长是 18,一条直角边是 3,那另一条直角边就是 $sqrt{18^2 - 3^2}$,也就是 $sqrt{259}$。

要是斜边是 4,直角边是 3,那另一条直角边是 $sqrt{16}$,也就是 4。

实际上不管如何搭积木,只要面积是 18,那个正的边长就是 $sqrt{18}$,负的边长就是它的反之数,这样拼出来的图形才能彻底重合,要么在数轴上相对。 在工程要么编程里,有时候会遇到这个难题。

比如你要初始化一个变量,赋值是 18。

要是你只写 `val = 18`,变量里存的是 18。

要是要存的是平方根,你得写 `val = sqrt(18)`,这时候值才变成 4.24。

要是你要存绝对值也是正的,那还是 4.24。

要是你要存负数,就得写 `-sqrt(18)`,变成 -4.24。 还有一个角度,平方根在计算机科学里有个特性。对于任何正数 $n$,$sqrt{n} times sqrt{n} = n$,而 $-sqrt{n} times -sqrt{n} = n$。

这就像乘法里的零因子性质,除了 0 之外,任何数乘以它的反之数都等于它本身。

故此在浮点数运算里,要是你直接取 $sqrt{18}$ 然后强制让它为负,结局会变回一个正数,出于计算机的平方根函数默认回正值。要拿到负根,务必手动加个负号。 实际上,$sqrt{18}$ 这个数字在简化后能够写成 $3sqrt{2}$。出于 $18 = 9 times 2$,而 9 是个彻底平方数,能够开出来去掉。$sqrt{18} = sqrt{9} times sqrt{2} = 3sqrt{2}$。

要是你想知道 $sqrt{2}$ 是多少,那它约等于 1.414,故此 $3 times 1.414 = 4.242$。

这个形式看起来更简洁,但在日常计算里,小数形式 $4.2426...$ 更实用。 想想看,$sqrt{1}$ 是 1,$sqrt{4}$ 是 2,$sqrt{9}$ 是 3,$sqrt{16}$ 是 4。到了 18,它略微大一点,故此平方根也略微大一点,肯定在 4 和 5 之间,接近 4.2 多一点。

要是非要找一个比它小的整数,那就是 3,但 3 的平方是 9,还没到 18。

要是找一个比它大的,那就是 4,4 的平方是 16,也差得远。

故此 4.2 左右挺合理。 有时候人们会混淆平方平方根平方是把数扩大,比如 $x^2$ 像平方电池,容量变大;平方根是开方,像开电池,容量变回原来的数值。

要是你想知道 18 的平方,那是 $324$,这比 18 大得多。

要是你问 18 的平方根,那是把大数变成了小数,大小变得挺小。 在数学课本上,你可能会看到 $pmsqrt{x}$ 这种写法,表示正负两个根。在维基百科要么数学软件的公式编辑器里,输入 $sqrt{18}$ 会自动算出 $3sqrt{2}$ 要么小数近似值。但在初中数学里,我们可能只要求写出 $pmsqrt{18}$ 要么近似到十位数的 $4.2$,不需求写那么多。 总而言之,18 的平方根就是 $+sqrt{18}$ 和 $-sqrt{18}$ 这两个数。它们互为反之数,绝对值相等,加起来是 0。正的那个叫算术平方根,是 4.2426...;负的那个是它的反之数。在计算器上输入根号 18,直接拿到的就是正数局部。

要是需求负数,得自己补上负号。

这就是数学最简洁也最有趣的地方了,一个数,有两个代表它的“面孔”。