mathématiques

racine carrée

racine carrée — anatomie d'une formule
6 formules

Description

La racine carrée d'un nombre x est une valeur qui, multipliée par elle-même, donne x. Par exemple, la racine carrée de 9 est 3, car 3 × 3 = 9. C'est l'une des opérations les plus fondamentales des mathématiques, présente dans des formules de toute la physique, du théorème de Pythagore (c = √(a² + b²)) à la vitesse quadratique moyenne des molécules de gaz et à l'écart type en statistiques.

Histoire

Le concept remonte aux Babyloniens de l'Antiquité (vers 1800 av. J.-C.) qui disposaient d'une méthode pour approximer les racines carrées. Le symbole √ a été introduit par Christoph Rudolff en 1525.

Comment ça marche

La racine carrée est l'opération inverse de l'élévation au carré. Pour les nombres positifs, il existe deux racines (positive et négative), mais la racine carrée principale est la positive. On peut la calculer par divers algorithmes, comme la méthode babylonienne (moyenne itérative) ou en utilisant les logarithmes et exponentielles dans les calculatrices.

En pratique

Utilisée dans pratiquement toutes les sciences quantitatives : calcul des distances, écarts types, amplitudes d'ondes, et dans des algorithmes comme l'ajustement par moindres carrés.

Anecdote

La racine carrée de 2 est irrationnelle, ce qui signifie qu'elle ne peut pas être exprimée comme une fraction de deux entiers — une découverte qui aurait choqué les Pythagoriciens.

Concept graph →

Formules

$$D(\psi_1, \psi_2) = \sqrt{1 - |\langle\psi_1|\psi_2\rangle|^2}$$
Distance between quantum states based on their overlap.
Ce qu'il y a dans la formule
Dvariabledistance between quantum states — quantum distance
ψ1variablefirst quantum state — fonction d'onde
ψ2variablesecond quantum state — fonction d'onde
⟨ψ1|ψ2⟩opérateurcomputes the complex amplitude of one state in another — inner product
|·|opérateurgives the magnitude of the complex amplitude — valeur absolue
√opérateurtakes the non-negative root — racine carrée
$$T \approx \exp\left(-2\int_{z_1}^{z_2} \sqrt{\frac{2m}{\hbar^2}(V(z)-E)}\, dz\right)$$
Approximate quantum tunneling probability through a barrier.
Ce qu'il y a dans la formule
Tvariabletunneling probability — transmission probability
z1variableleft turning point of the barrier — position metre
z2variableright turning point of the barrier — position metre
mvariablemass of the tunneling particle — masse kilogram
Vvariablepotential energy as a function of position — énergie potentielle joule
Evariableenergy of the particle — énergie joule
ħconstantefundamental quantum of action divided by 2π — constante de Planck réduite = 1.054571817e-34 joule second
∫opérateursums the integrand over the interval — intégrale
√opérateurtakes the non-negative root — racine carrée
expopérateurraises e to the given power — exponential
$$H(z) = H_0 \sqrt{\Omega_m(1+z)^3 + \Omega_r(1+z)^4 + \Omega_k(1+z)^2 + \Omega_\Lambda + \Omega_x f(z)}$$
Describes expansion rate of the universe.
Ce qu'il y a dans la formule
HvariableHubble parameter — hubble parameter per second
zvariableredshift — décalage vers le rouge
H0variableHubble constant — constante de Hubble per second
Ωmvariablematter density parameter — density parameter
Ωrvariableradiation density parameter — density parameter
Ωkvariablecurvature density parameter — density parameter
ΩΛvariablecosmological constant density parameter — density parameter
Ωxvariabledark energy density parameter (general) — density parameter
f(z)variabledark energy equation-of-state function — fonction d'état
sqrtopérateursquare root — racine carrée
$$\text{ASD}(f) = \sqrt{S(f)}$$
ASD is the square root of the power spectral density.
Ce qu'il y a dans la formule
\text{ASD}(f)variableAmplitude spectral density at frequency f — amplitude spectral density per root hertz
S(f)variablePower spectral density at frequency f — densité spectrale de puissance per hertz
fvariableFrequency — fréquence hertz
\sqrt{}opérateurMathematical operation taking the square root — racine carrée
$$P = 2\pi \sqrt{\frac{a^3}{GM}}$$
Orbital period squared is proportional to semi-major axis cubed.
Ce qu'il y a dans la formule
Pvariableorbital period — period second
avariablesemi-major axis of the orbit — longueur metre
Mvariablemass of the central body — masse kilogram
Gconstanteconstant of universal gravitation — constante gravitationnelle = 6.67430e-11 cubic metre per kilogram per second squared
sqrtopérateurtakes the square root — racine carrée
$$d = \sqrt{(x_1 - x_0)^2 + (y_1 - y_0)^2}$$
Euclidean distance measures straight-line distance between two points.
Ce qu'il y a dans la formule
dvariableEuclidean distance — distance metre
x₁variablex-coordinate of point 1 — coordinate metre
x₀variablex-coordinate of point 0 — coordinate metre
y₁variabley-coordinate of point 1 — coordinate metre
y₀variabley-coordinate of point 0 — coordinate metre
√opérateurtakes the square root of the sum — racine carrée

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