Een volmaakt kwadraatgetal is een getal dat gelijk is aan het kwadraat van een geheel getal. In het onderstaande artikel gaan we dieper in op de eigenschappen, herkenning en berekeningen van kwadraten, zodat we dit type getallen beter kunnen begrijpen.

Inhoudsopgave
Wat is een perfect kwadraatgetal?
Een perfect kwadraatgetal is een getal dat gelijk is aan het exacte kwadraat van een geheel getal. Of simpel gezegd: een volkomen kwadraatgetal is een natuurlijk getal waarvan de vierkantswortel ook een natuurlijk getal is.
Gehele getallen omvatten positieve gehele getallen (1, 2, 3,…), negatieve gehele getallen (-1, -2, -3,…) en 0. De verzameling gehele getallen wordt aangeduid met Z.
De vierkantswortel van een kwadraatgetal heeft echter alleen natuurlijke waarden, dat wil zeggen positieve gehele getallen.
Bijvoorbeeld:
Het getal 4 is een volmaakt kwadraat, omdat het kwadraat van het getal 2 gelijk is aan 4.
9 is een volkomen kwadraatgetal (omdat 9 gelijk is aan het kwadraat van 3).
Hoe kwadratische getallen te identificeren
1. Kijk naar het laatste cijfer : Het laatste cijfer van een perfect kwadraatgetal is 0, 1, 4, 5, 6, 9. Getallen die eindigen op 2, 3, 7, 8 worden geen perfecte kwadraatgetallen genoemd.
2. Kijk naar het laatste cijfer: een perfect kwadraatgetal kan slechts 1 van de 2 vormen hebben: 4n of 4n + 1. Er bestaat geen perfect kwadraatgetal met de vorm 4n + 2 of 4n + 3 (met n € N).
Bijvoorbeeld: Stel dat n = 1, dan heeft het kwadraatgetal de vorm 4 x n = 4. Of stel dat n = 2, dan heeft het kwadraatgetal de vorm 4 x 2 + 1 = 9.
Het kan niet de vorm 4 x 2 + 2 = 10 of 4 x 2 + 3 = 11 hebben.
3. Het tiental van een perfect kwadraatgetal is even als het laatste cijfer 1 of 9 is.
Bijvoorbeeld: het kwadraat van 81 (het kwadraat van 9).
4. Het tiental van een perfect kwadraatgetal dat eindigt op 5 is 2.
Bijvoorbeeld: het kwadraat van 225 (het kwadraat van 15).
5. Als het volmaakte kwadraatgetal eindigt op een 4, dan is het tiental een even getal.
Bijvoorbeeld: het kwadraat van 64 (het kwadraat van 8).
6. Als het kwadraatgetal eindigt op een 6, dan is het tientallencijfer oneven.
Bijvoorbeeld: het kwadraat van 16 (het kwadraat van 4).
7. Wanneer een volmaakt kwadraatgetal in priemgetallen wordt ontbonden, bevat het alleen priemfactoren met even exponenten.
Bijvoorbeeld: Het kwadraatgetal 16 = 2 x 2 x 2 x 2 = 2 ^ 4.
Deelbaarheid van kwadraten
Een volkomen kwadraatgetal dat deelbaar is door een priemgetal p is ook deelbaar door p^2, en omgekeerd.
- Een volkomen kwadraatgetal dat deelbaar is door 2, is deelbaar door 2^2 = 4.
- Een volkomen kwadraatgetal dat deelbaar is door 3, is deelbaar door 3^2 = 9.
- Een volkomen kwadraatgetal dat deelbaar is door 5, is deelbaar door 5^2 = 25.
- Een volkomen kwadraatgetal dat deelbaar is door 8 (= 2^3) is ook deelbaar door 2^4 = 16 (geschreven als macht van een getal).
- Het kwadraatgetal 36 ( 6^2 ) is deelbaar door 2 => 36 is deelbaar door 4 ( 2^2 )
- Het kwadraatgetal 144 (12^2) is deelbaar door 3 (144:3=48) => 144 is deelbaar door 9 (144:9=16)
Kleinste kwadraatgetal
Het kleinste volmaakte kwadraatgetal in de verzameling van volmaakte kwadraatgetallen is 0. In het getallenbereik van 0 tot 100 zijn er 10 volmaakte kwadraatgetallen kleiner dan 100. Hieronder vallen de getallen: 0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81.
Grootste kwadraatgetal
- Het grootste 1-cijferige kwadraatgetal is 9.
- Het grootste tweecijferige kwadraatgetal is 81.
- Het grootste 3-cijferige kwadraatgetal is 312.
- Het grootste 4-cijferige kwadraatgetal is 9801
- Het grootste 5-cijferige kwadraatgetal is 99856
Identieke constante om het verschil van twee kwadraten te berekenen
Bijvoorbeeld:
Kenmerken van kwadraten
- Formule om het verschil tussen twee kwadraten te berekenen: a^2 - b^2 = (ab)(a+b).
- Als een kwadraatgetal deelbaar is door een priemgetal, dan is het ook deelbaar door het kwadraat van dat priemgetal.
Bijvoorbeeld: Als het kwadraat van 18 deelbaar is door 3, dan is het ook deelbaar door het kwadraat van 3, namelijk 9.
Kwadratische getallen
Er zijn twee soorten kwadraten:
Even kwadratengetal |
Oneven kwadraatgetal |
Een volmaakt kwadraatgetal is even als en alleen als het het kwadraat is van een even geheel getal. |
Een volmaakt kwadraatgetal is oneven als en alleen als het het kwadraat is van een oneven geheel getal. |
Het getal 36 is bijvoorbeeld een even kwadraatgetal omdat het het kwadraat is van het getal 6 (een even getal). |
Het getal 25 is bijvoorbeeld een even kwadraatgetal omdat het het kwadraat is van het getal 5 (een oneven getal). |
Voorbeelden van perfecte kwadraten
De getallen 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100, … zijn allemaal volmaakte kwadraten.
4 = 2² is een even kwadraatgetal.
9 = 3² is een oneven kwadraatgetal.
16 = 4² is een even kwadraatgetal.
25 = 5² is een oneven kwadraatgetal.
36 = 6² is een even kwadraatgetal.
49 = 7² is een oneven kwadraatgetal.
64 = 8² is een even kwadraatgetal.
81 = 9² is een oneven kwadraatgetal.
100 = 10² is een even kwadraatgetal.
Let op: De getallen 0 en 1 zijn ook kwadraatgetallen.
Oefeningen met kwadraten
Les 1 : Welk getal in de volgende reeks getallen is een volkomen kwadraatgetal: 9, 81, 790, 408, 121, 380, 2502, 441, 560.
Oplossing: De perfecte kwadraatgetallen zijn 9 (3²), 81 (9²), 121 (11²), 441 (21²).
Les 2: Bewijs dat het getal 1234567890 geen perfect kwadraatgetal is.
Oplossing: Het getal 1234567890 is deelbaar door 5 (omdat het laatste cijfer een 0 is), maar niet deelbaar door 25 (omdat de laatste twee cijfers een 90 zijn). Daarom is het getal 1234567890 geen perfect kwadraatgetal.
Les 3 : Bewijs dat het getal B = 4n^4 + 4n³ + n² een perfect kwadraat is voor elk positief geheel getal n.
Oplossing:
B = 4n^4 + 4n³ + n²= n²(4n² + 4n + 1)= n²(2n + 1)²
We zien dat B kan worden weergegeven als het product van twee kwadraten. Of B = [n(2n+1)]², en n(2n + 1) is een geheel getal. De conclusie is dus dat B een volkomen kwadraatgetal is.
Les 4:
Vind een natuurlijk getal n, zodanig dat het volgende getal een perfect kwadraat is: B = n² + 4n + 1.
Oplossing:
Omdat het getal B een perfect vierkant is, stellen we 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
Merk op dat 2n+4+2b 2n+4-2b, en dit zijn allemaal positieve gehele getallen. Zo kunnen we de bijbehorende getallenparen vinden: (12, 1), (6, 2) en (4, 3). Je moet elk geval bekijken om n en b te vinden. Meer specifiek:
- Geval 1: (2n + 4 + 2b) (2n + 4 - 2b) = 12 = 12 x 1 = n = 5/4, b = 11/4
- Geval 2: (2n + 4 + 2b) (2n + 4 - 2b) = 12 = 6 x 2 = n = 0, b = 1
- Geval 3: (2n + 4 + 2b) (2n + 4 - 2b) = 12 = 4 x 3 = n = -1/4, b = 1/4
Maar n is een natuurlijk getal, dus alleen de antwoorden n = 0 en b = 1 zijn bevredigend. En n = 0, dus het kwadraatgetal B = 1.
Hopelijk heeft het bovenstaande artikel u nuttige informatie gegeven over wat een perfect kwadraatgetal is, of 0 een perfect kwadraatgetal is en wat de eigenschappen en kenmerken van perfecte kwadraatgetallen zijn. Vanaf daar beschikt u over meer kennis om problemen en vraagstukken over kwadraten op te lossen.
Naast kwadraten kun je ook over andere soorten getallen in de wiskunde leren, zoals gemengde getallen , breuken ...