घनमूल: Difference between revisions

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का प्लॉट

y = 3 \sqrt x

. कथानक उत्पत्ति के संबंध में सममित है, क्योंकि यह एक विषम फलनहै। पर

x = 0

इस ग्राफ में एक लंबवत स्पर्शरेखा है।

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एक इकाई घन (भुजा = 1) और एक घन जिसका आयतन दोगुना (भुजा = ³√2 = 1.2599... OEIS: A002580).

गणित में, किसी संख्या x का घनमूल एक संख्या y इस प्रकार $y 3 = x$ है| सभी गैर-शून्य वास्तविक संख्याओं में ठीक एक वास्तविक घनमूल और जटिल संयुग्मी घनमूलों की एक जोड़ी होती है, और सभी गैर-शून्य जटिल संख्याओं में तीन अलग-अलग जटिल घनमूल होते हैं। उदाहरण के लिए,8 का वास्तविक घनमूल 2 है, जिसे इस प्रकार ${\sqrt[{3}]{8}}$ निरूपित किया जाता है, क्योकि $23 = 8$ , जबकि 8 का अन्य घनमूल $-1+i{\sqrt {3}}$ तथा $-1-i{\sqrt {3}}$ है |−27i के तीन घनमूल हैं

3i,\quad {\frac {3{\sqrt {3}}}{2}}-{\frac {3}{2}}i,\quad {\text{and}}\quad -{\frac {3{\sqrt {3}}}{2}}-{\frac {3}{2}}i.

कुछ संदर्भों में, विशेष रूप से जब कोई संख्या जिसका घनमूल लिया जाना है, एक वास्तविक संख्या है, तो घनमूलों में से एक (इस विशेष मामले में वास्तविक) को मूल घनमूल के रूप में संदर्भित किया जाता है, जिसे मूल चिह्न ${\sqrt[{3}]{~^{~}}}.$ के साथ दर्शाया जाता है| घनमूल केवल वास्तविक संख्याओं पर विचार करने पर घन (बीजगणित) का व्युत्क्रम फलन है, लेकिन यदि जटिल संख्याओं पर भी विचार नहीं किया जाता है: हालांकि एक संख्या के पास हमेशा $\left({\sqrt[{3}]{x}}\right)^{3}=x,$ होता है, एक शून्येतर संख्या के घन में एक से अधिक सम्मिश्र घनमूल होते हैं और इसका मुख्य घनमूल वह संख्या नहीं हो सकती है जिसका घनीकरण किया गया था। उदाहरण के लिए, $(-1+i{\sqrt {3}})^{3}=8$ , लेकिन $-1+i{\sqrt {3}}\neq {\sqrt[{3}]{8}}=2.$

औपचारिक परिभाषा

किसी संख्या x का घनमूल संख्या y है जो समीकरण को संतुष्ट करती है

y^{3}=x.\

गुण

वास्तविक संख्या

किसी भी वास्तविक संख्या x के लिए, एक वास्तविक संख्या y, y³ = x इस प्रकार होती है| घन फलन(बीजगणित) बढ़ रहा है, इसलिए दो अलग-अलग आगत के लिए समान परिणाम नहीं देता है, और यह सभी वास्तविक संख्याओं को शामिल करता है। दूसरे शब्दों में, यह एक आक्षेप है, या एक-से-एक है। फिर हम एक विपरीत फलन परिभाषित कर सकते हैं जो एक-से-एक भी है। सभी वास्तविक संख्याओं के लिए, हम सभी वास्तविक संख्याओं के एक अद्वितीय घनमूल को परिभाषित कर सकते हैं। यदि इस परिभाषा का उपयोग किया जाता है, तो एक ऋणात्मक संख्या का घनमूल एक ऋणात्मक संख्या होती है।

File:3rd roots of unity.svg

1 के तीन घनमूल

यदि x और y सम्मिश्र संख्या है, तो इसके तीन समाधान हैं (यदि x गैर-शून्य है) और इसलिए x के तीन घनमूल हैं। एक वास्तविक संख्या में एक वास्तविक घनमूल और दो औरइसके अतिरिक्त घनमूल होते हैं जो एक जटिल संयुग्म जोड़ी बनाते हैं। उदाहरण के लिए, 1 का घनमूल हैं:

1,\quad -{\frac {1}{2}}+{\frac {\sqrt {3}}{2}}i,\quad -{\frac {1}{2}}-{\frac {\sqrt {3}}{2}}i.

इनमें से अंतिम दो मूल किसी भी वास्तविक या सम्मिश्र संख्या के सभी मूलों के बीच संबंध को दर्शाते हैं। यदि कोई संख्या किसी विशेष वास्तविक या सम्मिश्र संख्या का एक घनमूल है, तो अन्य दो घनमूल उस घनमूल को 1 के दो जटिल घनमूलों में से एक या दूसरे से गुणा करके प्राप्त किया जा सकता है।

जटिल संख्या

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इसके दो अतिरिक्त पत्तों के साथ जटिल घनमूल का प्लॉट। पहली छवि मुख्य शाखा को दिखाती है, जिसका वर्णन पाठ में किया गया है।

File:Riemann surface cube root.svg

घनमूल की रीमैन सतह। कोई देख सकता है कि तीनों पत्ते एक साथ कैसे फिट होते हैं।

सम्मिश्र संख्याओं के लिए, मुख्य घनमूल को आमतौर पर उस घनमूल के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसका सबसे बड़ा वास्तविक भाग होता है, या, समकक्ष रूप से, वह घनमूल जिसका तर्क (जटिल विश्लेषण) सबसे कम निरपेक्ष मान रखता है। यह सूत्र द्वारा प्राकृतिक लघुगणक के प्रमुख मान से संबंधित है

x^{\frac {1}{3}}=\exp \left({\frac {1}{3}}\ln {x}\right).

यदि हम x को इस रूप में लिखते हैं

x=r\exp(i\theta )\,

जहाँ r एक गैर-ऋणात्मक वास्तविक संख्या है और θ परिसर में स्थित है

-\pi <\theta \leq \pi

,

तो मुख्य जटिल घनमूल है

{\sqrt[{3}]{x}}={\sqrt[{3}]{r}}\exp \left({\frac {i\theta }{3}}\right).

इसका मतलब है कि ध्रुवीय निर्देशांक में, हम घनमूल को परिभाषित करने के लिए त्रिज्या का घनमूल ले रहे हैं और ध्रुवीय कोण को तीन से विभाजित कर रहे हैं। इस परिभाषा के साथ, एक ऋणात्मक संख्या का मुख्य घनमूल एक सम्मिश्र संख्या है, और उदाहरण के लिए ³√−8 -2 नहीं होगा, बल्कि होगा 1 + i√3 होगा|

घनमूल को बहु-मूल्यवान फलन के रूप में मानकर इस कठिनाई को भी हल किया जा सकता है: यदि हम मूल जटिल संख्या x को तीन समतुल्य रूपों में लिखते हैं, अर्थात्

x = {\begin{cases} r \exp (i θ), \\ r \exp (i θ + 2 i π \end{cases}

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 == [[कम्पास-एंड-सीधा निर्माण]] की असंभवता ==
-घन की जड़ें एक ऐसे कोण को खोजने की समस्या में उत्पन्न होती हैं जिसका माप एक दिए गए कोण (कोण त्रिभुज) का एक तिहाई है और एक घन के किनारे को खोजने की समस्या में जिसका आयतन किसी दिए गए किनारे के घन से दोगुना है (दोगुना करना) क्यूब)। 1837 में [[पियरे वांजेल]] ने साबित किया कि इनमें से कोई भी कम्पास-एंड-स्ट्रेटेज निर्माण के साथ नहीं किया जा सकता है।
+घनमूल द्वारा एक ऐसे कोण को खोजने में समस्या में उत्पन्न होती हैं जिसका माप एक दिए गए कोण (कोण त्रिभुज) का एक तिहाई है और एक घन के किनारे को खोजने में समस्या उत्पन्न हुई जिसका आयतन किसी दिए गए किनारे(घन को दुगुना करने पर)  के घन से दोगुना है । 1837 में [[पियरे वांजेल]] ने साबित किया कि इनमें से कोई भी कम्पास-एंड-स्ट्रेटेज निर्माण के साथ नहीं किया जा सकता है।
 == संख्यात्मक तरीके ==
-न्यूटन की विधि एक पुनरावृत्त विधि है जिसका उपयोग घनमूल की गणना के लिए किया जा सकता है। वास्तविक [[तैरनेवाला स्थल]] नंबरों के लिए यह विधि निम्नलिखित पुनरावृत्त एल्गोरिथम को कम कर देती है ताकि क्यूब रूट के क्रमिक रूप से बेहतर अनुमान लगाया जा सके:
+न्यूटन की विधि एक पुनरावृत्त विधि है जिसका उपयोग घनमूल की गणना के लिए किया जा सकता है। वास्तविक [[तैरनेवाला स्थल]] संख्याओं के लिए यह विधि निम्नलिखित पुनरावृत्त एल्गोरिथम को कम कर देती है ताकि घनमूल के क्रमिक रूप से बेहतर अनुमान लगाया जा सके:
 :<math>x_{n+1} = \frac{1}{3} \left(\frac{a}{x_n^2} + 2x_n\right).</math>
-विधि केवल ऐसे चुने गए तीन कारकों का औसत है
+विधि केवल ऐसे चुने गए तीन कारकों का औसत है जो इस प्रकार है
 :<math> x_n \times x_n \times \frac{a}{x_n^2}=a </math>
 प्रत्येक पुनरावृत्ति पर।
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 घनमूलों की गणना का पता 1800 ईसा पूर्व से ही [[बेबीलोनियन गणित]] में लगाया जा सकता है।<ref name="cbgr">{{cite book|last=Saggs|first=H. W. F.|title=ग्रीस और रोम से पहले की सभ्यता|url=https://archive.org/details/isbn_9780300050318|url-access=registration|year=1989|publisher=Yale University Press|isbn=978-0-300-05031-8|page=[https://archive.org/details/isbn_9780300050318/page/227 227]}}</ref> चौथी शताब्दी ईसा पूर्व में [[प्लेटो]] ने घन#इतिहास को दोगुना करने की समस्या पेश की, जिसके लिए एक दिए गए घन के दोगुने आयतन के साथ एक [[घन (ज्यामिति)]] के किनारे के कम्पास-और-सीधा निर्माण की आवश्यकता थी; इसके लिए लंबाई के निर्माण की आवश्यकता थी, जिसे अब असंभव माना जाता है {{radic|2|3}}.
-[[गणितीय कला पर नौ अध्याय]]ों में क्यूब जड़ों को निकालने की एक विधि दिखाई देती है, एक [[चीनी गणित]] का पाठ दूसरी शताब्दी ईसा पूर्व के आसपास संकलित किया गया था और तीसरी शताब्दी सीई में [[एल आईयू हुई]] द्वारा टिप्पणी की गई थी।<ref name="oxf">{{cite book|last=Crossley|first=John|last2=W.-C. Lun|first2=Anthony|title=गणितीय कला पर नौ अध्याय: सहयोगी और टिप्पणी|url=https://books.google.com/books?id=eiTJHRGTG6YC&pg=PA213|year=1999|publisher=Oxford University Press|isbn=978-0-19-853936-0|page=213}}</ref> अलेक्जेंड्रिया के [[ग्रीक गणित]] नायक ने पहली शताब्दी सीई में घनमूल की गणना के लिए एक विधि तैयार की। [[आर्किमिडीज]] पर एक टिप्पणी में यूटोकियोस द्वारा उनके सूत्र का फिर से उल्लेख किया गया है।<ref>{{cite journal|last=Smyly|first=J. Gilbart|title=घनमूल के लिए बगुले का सूत्र|journal=Hermathena|year=1920|volume=19|issue=42|pages=64–67|publisher=Trinity College Dublin|jstor=23037103}}</ref> 499 CE में, [[भारतीय गणित]] और [[भारतीय खगोल विज्ञान]] के शास्त्रीय युग के एक [[गणितज्ञ]]-खगोलविद, [[आर्यभट]] ने [[आर्यभटीय]] (खंड 2.5) में कई अंकों वाली संख्याओं के घनमूल को खोजने के लिए एक विधि दी।<ref>''[http://www.flipkart.com/aryabhatiya-mohan-apte-book-8174344802 Aryabhatiya] {{Webarchive|url=https://archive.today/20110815204559/http://www.flipkart.com/aryabhatiya-mohan-apte-book-8174344802 |date=15 August 2011 }} {{lang-mr|आर्यभटीय}}'', Mohan Apte, Pune, India, Rajhans Publications, 2009, p.62, {{ISBN|978-81-7434-480-9}}</ref>
+[[गणितीय कला पर नौ अध्याय]]ों में घनमूलजड़ों को निकालने की एक विधि दिखाई देती है, एक [[चीनी गणित]] का पाठ दूसरी शताब्दी ईसा पूर्व के आसपास संकलित किया गया था और तीसरी शताब्दी सीई में [[एल आईयू हुई]] द्वारा टिप्पणी की गई थी।<ref name="oxf">{{cite book|last=Crossley|first=John|last2=W.-C. Lun|first2=Anthony|title=गणितीय कला पर नौ अध्याय: सहयोगी और टिप्पणी|url=https://books.google.com/books?id=eiTJHRGTG6YC&pg=PA213|year=1999|publisher=Oxford University Press|isbn=978-0-19-853936-0|page=213}}</ref> अलेक्जेंड्रिया के [[ग्रीक गणित]] नायक ने पहली शताब्दी सीई में घनमूल की गणना के लिए एक विधि तैयार की। [[आर्किमिडीज]] पर एक टिप्पणी में यूटोकियोस द्वारा उनके सूत्र का फिर से उल्लेख किया गया है।<ref>{{cite journal|last=Smyly|first=J. Gilbart|title=घनमूल के लिए बगुले का सूत्र|journal=Hermathena|year=1920|volume=19|issue=42|pages=64–67|publisher=Trinity College Dublin|jstor=23037103}}</ref> 499 CE में, [[भारतीय गणित]] और [[भारतीय खगोल विज्ञान]] के शास्त्रीय युग के एक [[गणितज्ञ]]-खगोलविद, [[आर्यभट]] ने [[आर्यभटीय]] (खंड 2.5) में कई अंकों वाली संख्याओं के घनमूल को खोजने के लिए एक विधि दी।<ref>''[http://www.flipkart.com/aryabhatiya-mohan-apte-book-8174344802 Aryabhatiya] {{Webarchive|url=https://archive.today/20110815204559/http://www.flipkart.com/aryabhatiya-mohan-apte-book-8174344802 |date=15 August 2011 }} {{lang-mr|आर्यभटीय}}'', Mohan Apte, Pune, India, Rajhans Publications, 2009, p.62, {{ISBN|978-81-7434-480-9}}</ref>

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