Ruut­juure ligi­kaudne väärtus. Irratsionaal­arvud

Vanni­toa seina uuendamiseks soovib pere osta klaasist mosaiik­plaate. Plaatide pakendil märgitud kogus on 2 m2. Millise külje­pikkusega ruudu saaks nende plaatidega katta?

Ruudu külje­pikkuse x saaksime leida võrrandist x2 = 2. Selle võrrandi lahendid on 2 ja -2. Kuna ruudu külje pikkus saab olla vaid positiivne arv, siis on meile sobivaks lahendiks vaid 2. See arv ei saa olla naturaal­arv, sest 12 = 1 ja 22 = 4. Järelikult on 2 väärtus arvude 1 ja 2 vahel olev murd­arv. Teame, et 1,52 = 2,25 ja 1,42 = 1,96, järelikult 1,4<2<1,5. Edasi saaksime proovimise teel, et  1,41<2<1,42,  1,414<2<1,415,  1,4142<2<1,4143 jne. Selliselt jõuaksime arvule, mille ruut on 2, järjest lähemale. Kuid nii­viisi lõputult jätkates ei osutu saadud arvu ruut ikka täpselt võrdseks 2-ga. Kontrolli, millega võrdub näiteks 1,4142135622.

Eelnevalt kirjeldatud protsessi käigus jõudsime sellise murd­arvuni, mis ei ole ratsionaal­arv. Meenutame, et ratsionaal­arvuks nimetatakse arvu, mida saab esitada kahe täis­arvu jagatisena kujul pq. Sellised arvud on näiteks 34173=31-0,28=-28100. Iga ratsionaal­arvu saab esitada kas lõpliku kümnend­murruna või lõpmatu perioodilise kümnend­murruna. Arv 2=1,414213562 ei ole perioodiline kümnend­murd.

Saab tõestada järgmise teoreemi:

kui ruut­juur naturaal­arvust a ei ole naturaal­arv,
​siis see ruut­juur ei ole ka ratsionaal­arv.

Et näiteks  1<2<2,  1<3<2,  2<5<3, siis ruut­juured naturaal­arvudest 2, 3 ja 5 ei kuulu naturaal­arvude hulka. Järelikult ei ole nende ruut­juurte väärtused ka ratsionaal­arvud. Kõiki selliseid ruut­juuri saab avaldada lõpmatu mitte­perioodilise kümnend­murruna. Näiteks

2=1,4142135623
3=1,7320508075
5=2,2360679774

Arvu, mida saab esitada lõpmatu mitte­perioodilise kümnend­murruna, nimetatakse irratsionaal­arvuks.

Irratsionaal­arvud on näiteks 25-17. Irratsionaal­arvud ei teki mitte ainult ruut­juure leidmisel. Kuuendas klassis saime teada, et ring­joone pikkuse ja diameetri jagatis väljendub lõpmatu mitte­perioodilise kümnend­murruna, mida tähistatakse tähega π, kus­juures π = 3,141592653… Ka arv π on irratsionaal­arv. Irratsionaal­arvude olemas­olu avastas vana­kreeka filosoof ja matemaatik Pythagoras (umbes 570–495 eKr) koos oma õpilastega. Selliste arvude olemas­olu tundus neile nii­võrd aru­saamatu, et avastusest otsustati vaikida.

irrationālis – ladina keeles mitte­mõistuslik, loogiliselt seletamatu

Irratsionaal­arve on lõpmata palju, pole olemas vähimat ega suurimat irratsionaal­arvu. Ratsionaal­arvude hulk koos irratsionaal­arvude hulgaga moodustavad reaal­arvude hulga. Reaal­arvude hulka on kujutatud joonisel.

Irratsionaal­arvude ehk lõpmatute mitte­perioodiliste kümnend­murdudega arvutamisel piirdutakse nende ligi­kaudsete väärtustega ehk lähenditega. Need esitatakse vajaliku täpsuseni ümardatult lõplike kümnend­murdude kujul.

Näide

Arvu 5 ligi­kaudne väärtus ümardatuna ühelisteni on 2 ehk 52.

Sajandikeni ümardatult on π ≈ 3,14 ja 21,41.

Ülesanded A

28 = 

2,37 = 

0,082 = 

1,0053 = 

Põhjenda, miks need arvud on ratsionaal­arvud.

–8 = 

–29 = 

423 = 

–0,0023 = 

Põhjenda, miks need arvud on ratsionaal­arvud.

      • 4,01
      • 58
      • π
      • -37
      • 85
      • -25
      • 427
      • 3,14

      16 < 19   See lause on .

      3 > 11   See lause on .

      6 > 40   See lause on .

      7 < 51   See lause on .

      2,4 < 6   See lause on .

      8 < 2,8   See lause on .

      11 < 3,4   See lause on .

      0,7 > 0,5   See lause on .

       < 27 < 

       < 12,8 < 

       < 70 < 

       < 120 < 

       < 205 < 

       < 234 < 

      3 ≈ 

      29 ≈ 

      40 ≈ 

      63 ≈ 

      89 ≈ 

      96 ≈ 

      125 ≈ 

      223 ≈ 

      7  3

       50

      5  2,2

      6,26  2,8

      4,21  2,1

      1. Arv 3,28 on reaal­arv. 
      2. Kõik täis­arvud on ratsionaal­arvud. 
      3. Naturaal­arvud ja täis­arvud kuuluvad ratsionaal­arvude hulka. 
      4. Irratsionaal­arvud kuuluvad reaal­arvude hulka. 
      5. Täis­arvud ei ole reaal­arvud. 
      6. 16 on irratsionaal­arv. 
      7. 0 ei kuulu ratsionaal­arvude hulka. 
      8. Ratsionaal­arvude hulga moodustavad naturaal­arvud ja täis­arvud. 

      Ülesanded B

      3 < 12 < 4.

      6 < 43 < 7.

      7,1 < 51 < 7,2.

       < 5 < 

       < -5 < 

       < 18 < 

       < -18 < 

       < 68 < 

       < -68 < 

      29  10+19

      27  20+7

      65  157-92

      53  70-17