Matematyka
Potęgi o wykładniku całkowitym i wymiernym
Zestaw porządkuje pojęcie potęgi z wykładnikiem całkowitym i wymiernym oraz najważniejsze prawa działań. Nauczysz się przekształcać wyrażenia, rozumieć związek potęg z pierwiastkami i unikać typowych błędów rachunkowych zadań maturalnych.
Podcast
Ładuję…
Quizy w tym zestawie
24 pytań w 3 etapach
Odblokujesz je po dodaniu zestawu.
Etap 1
5 fiszek · 8 pytań
Etap 2
5 fiszek · 8 pytań
Etap 3
4 fiszki · 8 pytań
Powtórka z całości
15 pytań ze wszystkich etapów, po ukończeniu etapów
Karty pracy
Ćwiczenia do wydruku na ten temat
Liczby rzeczywiste - potęgi, pierwiastki i przedziały - sprawdzianSzkoła średnia, klasa 1
Otwórz kartę pracyLiczby rzeczywiste - potęgi, pierwiastki i przedziałySzkoła średnia, klasa 1
Otwórz kartę pracy1.Potęga o wykładniku naturalnym
Dla liczby i liczby naturalnej potęga oznacza iloczyn jednakowych czynników równych . Na przykład .
2.Potęga o wykładniku całkowitym ujemnym
Dla i liczby naturalnej zachodzi . Ujemny wykładnik nie oznacza liczby ujemnej, tylko odwrotność odpowiedniej potęgi dodatniej.
3.Potęga o wykładniku zerowym
Dla każdej liczby zachodzi . Wyrażenia w szkole nie określa się - nie ma ono ustalonej wartości.
4.Potęga o wykładniku wymiernym
Dla , i , , definiujemy . To łączy potęgowanie z pierwiastkowaniem.
5.Pierwiastek a potęga
Dla odpowiednich liczb zachodzi . Dzięki temu pierwiastki można zapisywać jako potęgi o wykładniku wymiernym.
6.Iloczyn potęg o tej samej podstawie
Jeśli jest liczbą rzeczywistą i działania są określone, to . Dodajemy wykładniki, bo mnożymy tę samą podstawę.
7.Iloraz potęg o tej samej podstawie
Dla zachodzi . Przy dzieleniu potęg o tej samej podstawie odejmujemy wykładniki.
8.Potęga potęgi
Dla odpowiednich liczb . Gdy potęgujemy potęgę, mnożymy wykładniki.
9.Potęga iloczynu
Dla liczb i odpowiedniego wykładnika . Tę własność stosuje się zarówno dla wykładników całkowitych, jak i w typowych przypadkach wymiernych przy dodatnich podstawach.
10.Potęga ilorazu
Dla i odpowiedniego wykładnika . Potęgujemy licznik i mianownik osobno.
11.Monotoniczność potęgi dla
Jeśli , to wraz ze wzrostem wykładnika wartość potęgi rośnie. Na przykład , bo większy wykładnik daje większą wartość.
12.Monotoniczność dla
Jeśli , to wraz ze wzrostem wykładnika wartość potęgi maleje. Na przykład .
13.Dziedzina potęgi o wykładniku wymiernym
Dla wykładników wymiernych w szkolnych zadaniach zwykle przyjmujemy , aby wyrażenie było jednoznacznie określone. Pierwiastek nieparzystego stopnia z liczby ujemnej istnieje (np. ), ale potęgi o wykładniku wymiernym z ujemną podstawą w szkole nie zapisujemy.
14.Typowy błąd: dodawanie potęg
Zwykle nie wolno upraszczać do . Własność dodawania wykładników dotyczy mnożenia, czyli , a nie sumy.
Notatka
Co oznacza potęgowanie
Potęgowanie to skrócony zapis wielokrotnego mnożenia tej samej liczby. Dla liczby i dodatniej liczby całkowitej wyrażenie oznacza iloczyn czynników równych . Liczbę nazywamy podstawą potęgi, a liczbę wykładnikiem.
W liceum pracuje się nie tylko z wykładnikami naturalnymi, ale także z całkowitymi i wymiernymi. Trzeba więc rozumieć, jak interpretować wykładnik równy , liczbę ujemną oraz ułamek. To właśnie pozwala przekształcać trudniejsze wyrażenia algebraiczne i porównywać wartości potęg.
Potęgi o wykładniku całkowitym
Dla każdej liczby zachodzi . Jest to bardzo ważna własność, często używana przy upraszczaniu wyrażeń. Należy pamiętać, że dotyczy ona niezerowej podstawy.
Jeśli wykładnik jest ujemny, korzystamy z definicji dla . Oznacza to, że znak minus w wykładniku nie zmienia znaku liczby, tylko tworzy odwrotność. Na przykład , a nie .
Potęgi o wykładnikach całkowitych występują zarówno przy liczbach dodatnich, jak i ujemnych. Trzeba jednak uważać na nawiasy. Wyrażenie jest równe , ale oznacza , czyli .
Prawa działań na potęgach
Najważniejsze wzory obowiązujące dla odpowiednich liczb to:
- dla
- dla
Te własności dotyczą mnożenia, dzielenia i potęgowania potęg. Nie wolno ich stosować do dodawania i odejmowania. Na przykład nie jest równe .
W zadaniach warto najpierw rozpoznać typ działania. Jeśli widzisz tę samą podstawę i mnożenie, dodajesz wykładniki. Jeśli tę samą podstawę i dzielenie, odejmujesz wykładniki. Jeśli potęga stoi na potędze, mnożysz wykładniki.
Wykładnik wymierny i związek z pierwiastkiem
Potęga o wykładniku wymiernym łączy potęgowanie z pierwiastkowaniem. Dla dodatniej podstawy oraz liczb i , , przyjmujemy:
Przykładowo:
W szkolnych zadaniach najbezpieczniej zakładać, że przy potęgach o wykładniku wymiernym podstawa jest dodatnia. Dzięki temu zapis jest jednoznaczny i nie prowadzi do problemów z istnieniem pierwiastka parzystego stopnia.
Porównywanie potęg i monotoniczność
Bardzo ważna jest zależność między wartością podstawy a zachowaniem potęgi.
Jeśli , to większy wykładnik daje większą wartość potęgi. Dlatego .
Jeśli , sytuacja jest odwrotna: większy wykładnik daje mniejszą wartość. Stąd .
Ta własność pomaga porównywać liczby bez pełnego obliczania. Jest też przydatna przy rozwiązywaniu prostych zadań maturalnych, w których trzeba ustalić kolejność liczb zapisanych w postaci potęg.
Typowe błędy i wskazówki maturalne
Najczęstsze błędy wynikają z mechanicznego stosowania wzorów bez sprawdzenia rodzaju działania.
- Nie wolno zamieniać na .
- Ujemny wykładnik nie oznacza liczby ujemnej, tylko odwrotność.
- Trzeba uważać na nawiasy przy ujemnej podstawie, na przykład .
- W potęgach o wykładniku wymiernym należy sprawdzać, czy wyrażenie ma sens w zbiorze liczb rzeczywistych.
Dobra strategia w zadaniach to:
- rozdzielić działanie na małe kroki,
- zapisywać wykładniki jako sumy, różnice lub iloczyny zgodnie z prawami działań,
- w razie potrzeby przejść od potęgi wymiernej do pierwiastka,
- na końcu sprawdzić, czy nie złamano warunku typu lub .
Sprawdzian do druku
Arkusz PDF z kluczem, punktacją i oceną
Sprawdzam sprawdzian…
Znasz kogoś z klasy, komu się przyda? Podziel się zestawem
Podobne zestawy
24 fiszki uczy się 18
12 fiszek uczy się 21
16 fiszek uczy się 1
28 fiszek
14 fiszek
16 fiszek uczy się 2
