什麼是完全平方數?如何識別以及詳細範例

完全平方數是等於整數平方的數。下面我們就來了解平方數的性質、辨識和計算方法,以便更好地理解這種數。

什麼是完全平方數?如何識別以及詳細範例

目錄

什麼是完全平方數?

完全平方數是等於整數的平方的數。或者簡單地說,完全平方數是一個自然數,其平方根也是一個自然數。

整數包括正整數(1、2、3、…)、負整數(-1、-2、-3、…)和0,整數集記為Z。

然而,平方數的平方根只有自然值,即正整數。

例如:

數字 4 是完全平方數,因為數字 2 的平方是 4。

9 是完全平方數(因為 9 等於 3 的平方)。

如何辨識平方數

1.看最後一位數字:完全平方數的最後一位數字是0,1,4,5,6,9。以2,3,7,8結尾的數字不叫完全平方數。

2. 看最後一位數字:完全平方數只能有 2 種形式中的 1 種:4n 或 4n + 1,沒有完全平方數具有 4n + 2 或 4n + 3 的形式(其中 n € N)。

例如:假設 n = 1,則平方數的形式為 4 x n = 4。或 n = 2,則平方數的形式為 4 x 2 + 1 = 9。

它不能是 4 x 2 + 2 = 10 或 4 x 2 + 3 = 11 這種形式。

3. 即使完全平方數的最後一位數字是 1 或 9,它的十位數字也是偶數。

例如:平方數 81(9 的平方)。

4. 以 5 結尾的完全平方數的十位數是 2。

例如:平方數 225(15 的平方)。

5. 如果完全平方數的結尾是4,那麼十位數字就是偶數。

例如:平方數 64(8 的平方)。

6. 如果平方數的最後是6,那麼十位數字就是奇數。

例如:平方數 16(4 的平方)。

7. 當分解為質數時,完全平方數只包含指數為偶數的質因數。

例如:平方數 16 = 2 x 2 x 2 x 2 = 2 ^ 4。

平方數的可除性

一個能被質數 p 整除的完全平方數也能被 p^2 整除,反之亦然。

  • 能被 2 整除的完全平方數也能被 2^2 = 4 整除。
  • 能被 3 整除的完全平方數也能被 3^2 = 9 整除。
  • 能被 5 整除的完全平方數也能被 5^2 = 25 整除。
  • 能被 8(= 2^3)整除的完全平方數也能被 2^4 = 16(寫成數字的冪)整除。
  • 平方數 36 ( 6^2 ) 能被 2 整除 => 36 能被 4 ( 2^2 ) 整除
  • 平方數 144(12^2)能被 3 整除(144:3=48)=> 144 能被 9 整除(144:9=16)

最小平方數

完全平方數集合中最小的完全平方數是0,在0到100的數字範圍內,有10個小於100的完全平方數,它們包括:0、1、4、9、16、25、36、49、64、81。

最大平方數

  • 最大的一位數平方數是9。
  • 最大的兩位數平方數是81。
  • 最大的三位數平方數是312。
  • 最大的四位數平方數是9801
  • 最大的五位數平方數是99856

恆等常數計算兩個平方數的差

例如:

平方數的特徵

  • 計算兩個平方數差的公式:a^2 - b^2 = (ab)(a+b)。
  • 如果平方數可以被一個質數整除,那麼它也可以被該質數的平方整除。

例如:平方數18能被3整除,那麼它也一定能被3的平方整除,也就是9。

平方數

平方數有兩種:

偶數平方數 奇數平方數
完全平方數為偶數當且僅當它是偶數的平方。 一個完全平方數為奇數當且僅當它是奇數的平方。
例如,數字 36 是偶數平方數,因為它是數字 6(偶數)的平方。 例如,數字 25 是偶數平方數,因為它是數字 5(奇數)的平方。

完全平方數的例子

數字 4、9、16、25、36、49、64、81、100……都是完全平方數。

4 = 2² 是偶數平方數。

9 = 3² 是奇數平方數。

16 = 4² 是偶數平方數。

25 = 5² 是奇數平方數。

36 = 6² 是偶數平方數。

49 = 7² 是奇數平方數。

64 = 8² 是偶數平方數。

81 = 9² 是奇數平方數。

100 = 10² 是偶數平方數。

注意:數字 0 和 1 也是平方數。

平方數練習

第一課:在下列數字序列中,哪一個是完全平方數:9、81、790、408、121、380、2502、441、560。

答:完全平方數是 9 (3²)、81 (9²)、121 (11²)、441 (21²)。

第 2 課: 證明數字 1234567890 不是完全平方數。

答:數字 1234567890 可以被 5 整除(因為最後一位數字是 0),但不能被 25 整除(因為最後兩位數字是 90)。因此,數字 1234567890 不是完全平方數。

第 3 課:證明數字 B = 4n^4 + 4n³ + n² 是每個正整數 n 的完全平方數。

解決方案:

B = 4n^4 + 4n3 + n2= n2(4n2 + 4n + 1)= n2(2n + 1)2

我們看到 B 可以表示為兩個平方的乘積。或 B = [n(2n+1)]²,其中 n(2n + 1) 是整數。所以結論是B是完全平方數。

第四課: 

求自然數 n,使得下列數為完全平方數:B = n² + 4n + 1。

解決方案:

由於數字 B 為完全平方數,因此我們設 n² + 4n + 1 = b²

= 4n²+16n+4=4b²

= (4n²+16n+16)-16+4=4b²

= (2n+4)²- 4b² = 12

= (2n+4+2b)x(2n+4-2b)=12

注意 2n+4+2b 2n+4-2b,這些都是正整數。因此我們可以找到對應的數字對:(12, 1),(6, 2)和(4, 3)。您需要考慮每種情況來找到 n 和 b。具體來說:

  • 情況 1: (2n + 4 + 2b) (2n + 4 - 2b) = 12 = 12 x 1 = n = 5/4, b = 11/4
  • 情況 2: (2n + 4 + 2b) (2n + 4 - 2b) = 12 = 6 x 2 = n = 0, b = 1
  • 情況 3: (2n + 4 + 2b) (2n + 4 - 2b) = 12 = 4 x 3 = n = -1/4, b = 1/4

但 n 是自然數,因此只有答案 n = 0、b = 1 才令人滿意。且n=0,所以平方數B=1。

希望以上文章能幫助您了解什麼是完全平方數,0 是否是完全平方數,以及完全平方數的性質和特徵。從那裡,您將擁有更多知識來解決有關平方數的問題。

除了平方數,您還可以了解數學中的其他類型的數字,例如混合數分數

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