【负根号负343的立方根是多少】在数学中,涉及到根号与立方根的问题时,常常会因为符号和运算顺序而产生混淆。今天我们就来探讨一个具体的问题:“负根号负343的立方根是多少”。
一、问题解析
题目是“负根号负343的立方根是多少”,我们可以将其拆解为以下几个部分:
1. 负根号负343:即 $ -\sqrt{-343} $
2. 立方根:对上述结果再求立方根,即 $ \sqrt[3]{-\sqrt{-343}} $
需要注意的是,平方根(√)在实数范围内仅对非负数有定义,因此 $ \sqrt{-343} $ 在实数范围内是没有意义的。但如果我们在复数范围内进行计算,则可以继续分析。
二、分步计算
第一步:计算 $ \sqrt{-343} $
由于 $ -343 = -1 \times 343 $,所以:
$$
\sqrt{-343} = \sqrt{-1 \times 343} = \sqrt{-1} \times \sqrt{343}
$$
我们知道 $ \sqrt{-1} = i $,而 $ \sqrt{343} = \sqrt{7^3} = 7\sqrt{7} $,所以:
$$
\sqrt{-343} = i \cdot 7\sqrt{7} = 7i\sqrt{7}
$$
接着,加上负号:
$$
-\sqrt{-343} = -7i\sqrt{7}
$$
第二步:计算 $ \sqrt[3]{-7i\sqrt{7}} $
我们要求的是 $ \sqrt[3]{-7i\sqrt{7}} $,这是一个复数的立方根。为了简化计算,我们可以将这个复数表示为极坐标形式。
首先,计算模长:
$$
$$
角度(幅角):因为该数位于虚轴负方向,即 $ -i $ 方向,所以角度为 $ -\frac{\pi}{2} $ 或 $ \frac{3\pi}{2} $。
于是,复数可以表示为:
$$
7\sqrt{7} \cdot \left( \cos\left(-\frac{\pi}{2}\right) + i\sin\left(-\frac{\pi}{2}\right) \right)
$$
接下来,求其立方根:
$$
\sqrt[3]{7\sqrt{7}} \cdot \left( \cos\left(\frac{-\frac{\pi}{2} + 2k\pi}{3}\right) + i\sin\left(\frac{-\frac{\pi}{2} + 2k\pi}{3}\right) \right), \quad k=0,1,2
$$
这里我们只取主根(k=0):
$$
\sqrt[3]{7\sqrt{7}} \cdot \left( \cos\left(-\frac{\pi}{6}\right) + i\sin\left(-\frac{\pi}{6}\right) \right)
$$
计算得:
$$
\sqrt[3]{7\sqrt{7}} = (7)^{1/3} \cdot (7)^{1/6} = 7^{1/2} = \sqrt{7}
$$
所以:
$$
\sqrt[3]{-7i\sqrt{7}} = \sqrt{7} \cdot \left( \cos\left(-\frac{\pi}{6}\right) + i\sin\left(-\frac{\pi}{6}\right) \right)
$$
进一步化简:
$$
\cos\left(-\frac{\pi}{6}\right) = \frac{\sqrt{3}}{2}, \quad \sin\left(-\frac{\pi}{6}\right) = -\frac{1}{2}
$$
因此:
$$
\sqrt[3]{-7i\sqrt{7}} = \sqrt{7} \left( \frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{1}{2}i \right)
$$
三、总结表格
| 步骤 | 计算内容 | 结果 |
| 1 | 计算 $ \sqrt{-343} $ | $ 7i\sqrt{7} $ |
| 2 | 加上负号 | $ -7i\sqrt{7} $ |
| 3 | 求立方根 $ \sqrt[3]{-7i\sqrt{7}} $ | $ \sqrt{7} \left( \frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{1}{2}i \right) $ |
四、结论
“负根号负343的立方根”是一个涉及复数的运算问题。在实数范围内无法直接计算,但在复数范围内可以得出答案。最终结果为:
$$
\sqrt{7} \left( \frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{1}{2}i \right)
$$
这是一个复数,包含实部和虚部,表明原题在实数域内无解,但在复数域中有明确的表达式。
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