Byggeri i negativ grad– et af de grundlæggende elementer i matematik, som man ofte støder på, når man løser algebraiske problemer. Nedenfor er detaljerede instruktioner.

Hvordan man hæver til en negativ magt - teori

Når vi hæver et tal til en almindelig potens, multiplicerer vi dets værdi flere gange. For eksempel, 3 3 = 3×3×3 = 27. Med en negativ brøk er det modsatte sandt. Formlens generelle form vil være som følger: a -n = 1/a n. For at hæve et tal til en negativ potens, skal du altså dividere et med det givne tal, men til en positiv potens.

Hvordan man hæver til en negativ magt - eksempler på almindelige tal

Med ovenstående regel i tankerne, lad os løse et par eksempler.

4 -2 = 1/4 2 = 1/16
Svar: 4 -2 = 1/16

4 -2 = 1/-4 2 = 1/16.
Svar -4 -2 = 1/16.

Men hvorfor er svarene i det første og andet eksempel de samme? Faktum er, at når et negativt tal hæves til en lige potens (2, 4, 6 osv.), bliver tegnet positivt. Hvis graden var lige, ville minus forblive:

4 -3 = 1/(-4) 3 = 1/(-64)

Hvordan man hæver tal fra 0 til 1 til en negativ potens

Husk på, at når et tal mellem 0 og 1 hæves til en positiv potens, falder værdien, når potensen stiger. Så for eksempel, 0,5 2 = 0,25. 0,25< 0,5. В случае с отрицательной степенью все обстоит наоборот. При возведении десятичного (дробного) числа в отрицательную степень, значение увеличивается.

Eksempel 3: Beregn 0,5 -2
Løsning: 0,5 -2 = 1/1/2 -2 = 1/1/4 = 1×4/1 = 4.
Svar: 0,5 -2 = 4

Analyse (handlingssekvens):

• Konverter decimalbrøken 0,5 til brøkbrøken 1/2. Det er nemmere på den måde.
  Hæv 1/2 til en negativ styrke. 1/(2) -2. Divider 1 med 1/(2) 2, vi får 1/(1/2) 2 => 1/1/4 = 4

Eksempel 4: Beregn 0,5 -3
Løsning: 0,5 -3 = (1/2) -3 = 1/(1/2) 3 = 1/(1/8) = 8

Eksempel 5: Beregn -0,5 -3
Løsning: -0,5 -3 = (-1/2) -3 = 1/(-1/2) 3 = 1/(-1/8) = -8
Svar: -0,5 -3 = -8

Baseret på det 4. og 5. eksempel kan vi drage flere konklusioner:

• For et positivt tal i intervallet fra 0 til 1 (eksempel 4), hævet til en negativ potens, er om potensen er lige eller ulige ikke vigtigt, vil værdien af ​​udtrykket være positiv. På samme tid end mere grad, jo større værdi.
• For et negativt tal i intervallet fra 0 til 1 (eksempel 5), hævet til en negativ potens, er om potensen er lige eller ulige ikke vigtigt, vil værdien af ​​udtrykket være negativ. I dette tilfælde, jo højere grad, jo lavere værdi.

Hvordan man hæver til en negativ potens - en potens i form af et brøktal

Udtryk af denne type har følgende form: a -m/n, hvor a er et regulært tal, m er gradens tæller, n er nævneren for graden.

Lad os se på et eksempel:
Beregn: 8 -1/3

Løsning (handlingssekvens):

• Lad os huske reglen for at hæve et tal til en negativ styrke. Vi får: 8 -1/3 = 1/(8) 1/3.
• Bemærk, at nævneren har tallet 8 i en brøkpotens. Den generelle form for beregning af en brøkpotens er som følger: a m/n = n √8 m.
• Således er 1/(8) 1/3 = 1/(3 √8 1). Vi får terningroden af ​​otte, som er lig med 2. Herfra er 1/(8) 1/3 = 1/(1/2) = 2.
• Svar: 8 -1/3 = 2

Fra skolen kender vi alle reglen om eksponentiering: ethvert tal med eksponent N er lig med resultatet af at gange dette tal med sig selv N antal gange. Med andre ord, 7 i potens af 3 er 7 ganget med sig selv tre gange, det vil sige 343. En anden regel er, at hvis man hæver en hvilken som helst mængde til 0, får man én, og at hæve en negativ størrelse er resultatet af almindelig hævning til styrken, hvis den er lige, og samme resultat med et minustegn, hvis den er ulige.

Reglerne giver også svaret på, hvordan man hæver et tal til en negativ potens. For at gøre dette skal du bygge på sædvanlig måde den nødvendige værdi pr. modul af indikatoren, og divider derefter enheden med resultatet.

Af disse regler bliver det klart, at udførelse af reelle opgaver, der involverer store mængder, vil kræve tilstedeværelse af tekniske midler. Manuelt kan du gange med dig selv et maksimalt antal tal op til tyve til tredive, og derefter ikke mere end tre eller fire gange. Dette er ikke for at nævne at dividere en med resultatet. Derfor, for dem, der ikke har en speciel teknisk lommeregner ved hånden, vil vi fortælle dig, hvordan du hæver et tal til en negativ potens i Excel.

Løsning af problemer i Excel

For at løse problemer, der involverer eksponentiering, giver Excel dig mulighed for at bruge en af ​​to muligheder.

Den første er brugen af ​​en formel med et standard "låg"-tegn. Indtast følgende data i regnearkets celler:

På samme måde kan du hæve den ønskede værdi til enhver potens - negativ, brøkdel. Lad os udføre følgende trin og besvare spørgsmålet om, hvordan man hæver et tal til en negativ styrke. Eksempel:

Du kan rette =B2^-C2 direkte i formlen.

Den anden mulighed er at bruge den færdige "Grad" funktion, som tager to nødvendige argumenter - et tal og en eksponent. For at begynde at bruge det, skal du bare sætte lighedstegnet (=) i en hvilken som helst fri celle, der angiver begyndelsen af ​​formlen, og indtaste ovenstående ord. Det eneste, der er tilbage, er at vælge to celler, der vil deltage i operationen (eller angive specifikke tal manuelt) og trykke på Enter-tasten. Lad os se på et par stykker simple eksempler.

			Formel	Resultat
			GRAD(B2;C2)
			GRAD(B3;C3)	0,002915

Som du kan se, er der ikke noget kompliceret ved, hvordan man hæver et tal til en negativ potens og til en almindelig potens ved hjælp af Excel. For at løse dette problem kan du trods alt bruge både det velkendte "låg"-symbol og programmets indbyggede funktion, som er nem at huske. Dette er et klart plus!

Lad os gå videre til mere komplekse eksempler. Lad os huske reglen om, hvordan man hæver et tal til en negativ brøkpotens, og vi vil se, at dette problem er meget let at løse i Excel.

Fraktionelle indikatorer

Kort sagt er algoritmen til at beregne et tal med en brøkeksponent som følger.

1. Konverter en brøk til en korrekt eller ukorrekt fraktion.
2. Hæv vores tal til tælleren for den resulterende konverterede brøk.
3. Ud fra det tal, der er opnået i det foregående afsnit, beregnes roden med den betingelse, at rodens eksponent vil være nævneren for den brøk, der blev opnået i det første trin.

Enig i, at selv når der arbejdes med små tal og egenbrøker, kan sådanne beregninger tage meget tid. Det er godt, at Excel-regnearksprocessoren er ligeglad med, hvilket tal der hæves til hvilken effekt. Prøv at løse det på arbejdet Excel ark følgende eksempel:

Ved hjælp af ovenstående regler kan du kontrollere og sikre dig, at beregningen er udført korrekt.

I slutningen af ​​vores artikel vil vi præsentere i form af en tabel med formler og resultater flere eksempler på, hvordan man hæver et tal til en negativ potens, samt flere eksempler på at arbejde med brøktal og potenser.

Eksempel tabel

Se følgende eksempler i dit Excel-regneark. For at alt fungerer korrekt, skal du bruge en blandet reference, når du kopierer formlen. Fastgør nummeret på den kolonne, der indeholder det tal, der hæves, og nummeret på den række, der indeholder indikatoren. Din formel skulle se sådan ud: "=$B4^C$3."

Antal/grad

Bemærk venligst, at positive tal (selv ikke-heltal) kan beregnes uden problemer for enhver eksponent. Der er ingen problemer med at hæve nogen tal til heltal. Men at hæve et negativt tal til en brøkpotens vil vise sig at være en fejl for dig, da det er umuligt at følge reglen angivet i begyndelsen af ​​vores artikel om at hæve negative tal, fordi paritet udelukkende er en karakteristik af et HELE tal.

Som du ved, er der i matematik ikke kun positive tal, men også negative tal. Hvis bekendtskab med positive kræfter begynder med at bestemme arealet af en firkant, så er alt noget mere kompliceret med negative kræfter.

Dette bør du vide:

1. Ved at hæve tallet til naturlig grad kaldes multiplikation af et tal (i artiklen vil vi overveje begreberne tal og cifferækvivalent) af sig selv i en sådan mængde som eksponenten (i fremtiden vil vi bruge parallelt og simpelthen ordet eksponent). 6^3 = 6*6*6 = 36*6 =216. I generel opfattelse det ser sådan ud: m^n = m*m*m*…*m (n gange).
2. Det skal tages i betragtning, at når et negativt tal hæves til en naturlig potens, vil det blive positivt, hvis eksponenten er lige.
3. At hæve et tal til en eksponent for 0 giver én, forudsat at det ikke er lig med nul. Nul til nul-potensen betragtes som udefineret. 17^0 = 1.
4. At udtrække roden af ​​en bestemt potens fra et tal er at finde et tal, der, når det hæves til den passende eksponent, vil give den ønskede værdi. Så terningroden af ​​125 er 5, da 5^3 = 125.
5. Hvis du vil hæve et tal til en positiv brøkpotens, skal du hæve tallet til nævnereksponenten og udtrække roden af ​​tællereksponenten fra den. 6^5/7 = den syvende rod af produktet 6*6*6*6*6.
6. Hvis du vil hæve et tal til en negativ eksponent, skal du finde det inverse af det givne tal. x^-3 = 1/x^3. 8^-4 = 1/8^4 = 1/8*8*8*8 = 1/4096.

Hæve et tal modulo nul til en til en negativ potens

Først skal vi huske hvad er et modul. Dette er afstanden på koordinatlinjen fra den værdi vi har valgt til origo (nul af koordinatlinjen). Per definition kan det aldrig være negativt.

Værdi større end nul

Når værdien af ​​et ciffer er mellem nul og et, giver en negativ indikator en stigning i selve cifferet. Dette sker, fordi nævneren falder, mens den forbliver positiv.

Lad os se på eksempler:

• 1/7^-3 = 1/(1/7^3) = 1/(1/343) = 343;
• 0,2^-5 = 1/0,2^5 = 1/0,2*0,2*0,2*0,2*0,2 = 1/0,00032 = 3125.

Desuden, jo større modulet af indikatoren er, jo mere aktivt vokser figuren. Da nævneren har en tendens til nul, har selve brøken en tendens til plus uendelig.

Værdi mindre end nul

Lad os nu se på, hvordan man hæver til en negativ potens, hvis tallet er mindre end nul. Princippet er det samme som i forrige del, men her betyder indikatorens fortegn.

Lad os se på eksemplerne igen:

• -19 / 21^-4 = 1/(-19/21)^4 = 1/(-19)^4/21^4 = 21^4/(-19)^4 = 21*21*21*21/(-19)*(-19)*(-19)*(-19) = 194481/130321 = 1,4923228;
• -29/40^-5 = 1/(-29/40)^5 = 1/(-29)^5/40^5 = 40^5/(-29)^5 = 40*40*40*40*40/(-29)*(-29)*(-29)*(-29)*(-29) = 102400000/(-20511149) = -4,9924.

I I dette tilfælde, det ser vi modulet fortsætter med at vokse, men tegnet afhænger af, om indikatoren er lige eller ulige.

Det skal bemærkes, at hvis vi bygger en enhed, vil den altid forblive af sig selv. Hvis du har brug for at hæve et tal minus en, så bliver det med en lige eksponent til en, og med en ulige eksponent forbliver det minus en.

Forhøjelse til en negativ heltalspotens, hvis modulet er større end én

For tal, hvis modul er større end én, har sine egne kendetegn ved handlinger. Først og fremmest skal du konvertere hele delen af ​​brøken til tælleren, det vil sige konvertere den til en ukorrekt brøk. Hvis vi har decimal, så skal den konverteres til normal. Dette gøres som følger:

• 6 heltal 7/17 = 109/17;
• 2,54 = 254/100.

Lad os nu se på, hvordan man hæver et tal til en negativ styrke under disse forhold. Allerede ud fra ovenstående kan vi antage, hvad vi kan forvente af resultatet af beregningerne. Da en dobbeltbrøk vendes om under forenklinger, vil figurens modul falde jo hurtigere, jo større eksponentmodulet er.

Lad os først overveje situationen hvornår tallet givet i opgaven er positivt.

Først og fremmest bliver det klart, at det endelige resultat vil være større end nul, fordi at dele to positive giver altid en positiv. Lad os igen se på eksempler på, hvordan dette gøres:

• 6 heltal 1/20 til minus femte potens = 121/20^-5 = 1/(121/20)^5 = 1/121^5/20^5 = 20^5/121^5 = 3200000/25937424601 = 0,0001234;
• 2,25^-6 = (225/100)^-6 = 1/(225/100)^6 = 1/225^6/100^6 = 100^6/225^6 = 100*100*100*100*100*100/225*225*225*225*225*225 = 0,007413.

Som du kan se, udgør handlingerne ikke særlige vanskeligheder, og alle vores oprindelige antagelser viste sig at være sande.

Lad os nu vende os til tilfældet med et negativt ciffer.

Til at begynde med kan vi antage, at hvis indikatoren er lige, så vil resultatet være positivt, hvis indikatoren er ulige, så vil resultatet være negativt. Alle vores tidligere beregninger i denne del vil blive betragtet som gyldige nu. Lad os se på eksempler igen:

• -3 hele 1/2 til minus sjette potens = (-7/2)^-6 = 1/(-7/2)^6 = 1/(-7)^6/2^6 = 2*2* 2 *2*2*2/(-7)*(-7)*(-7)*(-7)*(-7)*(-7) = 64/117649 = 0,000544;
• -1,25^-5 = (-125/100)^-5 = 1/(-125/100)^5 = 1/(-125)^5/100^5 = 100^5/(-125)^5 = 100*100*100*100*100/(-125)*(-125)*(-125)*(-125)*(-125) = 10000000000/(-30517578125) = -0.32768.

Alt vores ræsonnement viste sig således at være korrekt.

Konstruktion i tilfælde af en negativ brøkeksponent

Her skal du huske, at sådan en konstruktion findes at udtrække roden af ​​nævnerens potens fra et tal til potensen af ​​tælleren. Alle vores tidligere ræsonnementer forbliver sande denne gang. Lad os forklare vores handlinger med et eksempel:

• 4^-3/2 = 1/4^3/2 = 1/rad(4^3) = 1/rad64 = 1/8.

I dette tilfælde skal du huske på, at udvinding af rødder højt niveau er kun muligt i en specielt udvalgt form, og højst sandsynligt vil du ikke være i stand til at slippe af med tegnet på radikalet (firkantrod, kubikrod osv.) Med nøjagtige beregninger.

Ikke desto mindre, efter at have studeret de foregående kapitler i detaljer, bør du ikke forvente vanskeligheder med skoleberegninger.

Det skal bemærkes, at beskrivelsen af ​​dette kapitel også omfatter konstruktion med en bevidst irrationel indikator, for eksempel hvis indikatoren er lig med minus PI. Du skal handle i overensstemmelse med principperne beskrevet ovenfor. Imidlertid bliver beregninger i sådanne tilfælde så komplekse, at kun kraftige elektroniske computere kan gøre det.

Konklusion

Handlingen vi studerede er en af ​​de mest de mest komplekse opgaver i matematik(især i tilfælde af brøk-rationel eller irrationel betydning). Men efter at have studeret i detaljer og trin for trin disse instruktioner, kan du lære at gøre dette helt automatisk uden problemer.

I dette materiale vil vi se på, hvad en potens af et tal er. Ud over de grundlæggende definitioner vil vi formulere, hvad magter med naturlige, heltal, rationelle og irrationelle eksponenter er. Som altid vil alle begreber blive illustreret med eksempelproblemer.

Yandex.RTB R-A-339285-1

Lad os først formulere den grundlæggende definition af en grad med en naturlig eksponent. For at gøre dette skal vi huske de grundlæggende regler for multiplikation. Lad os på forhånd præcisere, at vi indtil videre tager udgangspunkt i reelle tal(betegn det med bogstavet a), og som en indikator - naturligt (betegn det med bogstavet n).

Definition 1

Potensen af ​​et tal a med naturlig eksponent n er produktet af det n-te antal faktorer, som hver er lig med tallet a. Graden skrives således: en n, og i form af en formel kan dens sammensætning repræsenteres som følger:

For eksempel, hvis eksponenten er 1 og grundtallet er a, så skrives den første potens af a som en 1. Givet at a er værdien af ​​faktoren og 1 er antallet af faktorer, kan vi konkludere det a 1 = a.

Generelt kan vi sige, at en grad er en bekvem form for optagelse stor mængde lige faktorer. Altså en registrering af formularen 8 8 8 8 kan forkortes til 8 4 . På samme måde hjælper produktet os med at undgå at skrive et stort antal udtryk (8 + 8 + 8 + 8 = 8 · 4); Vi har allerede diskuteret dette i artiklen om multiplikation af naturlige tal.

Hvordan læser man gradangivelsen korrekt? Den almindeligt accepterede mulighed er "a til magten af ​​n". Eller du kan sige "nth power of a" eller "anth power". Hvis vi f.eks. stødte på posten i eksemplet 8 12 , kan vi læse "8 i 12. potens", "8 i 12. potens" eller "12. potens af 8".

Den anden og tredje potens af tal har deres egne etablerede navne: kvadrat og terning. Hvis vi ser den anden potens, for eksempel tallet 7 (7 2), så kan vi sige "7 i kvadrat" eller "kvadrat af tallet 7". På samme måde læses tredje grad sådan: 5 3 - dette er "terningen af ​​tallet 5" eller "5 terninger." Du kan dog også bruge standardformuleringen "til anden/tredje magt", dette vil ikke være en fejl.

Eksempel 1

Lad os se på et eksempel på en grad med en naturlig eksponent: for 5 7 fem vil være basen, og syv vil være eksponenten.

Basen behøver ikke at være et heltal: for graden (4 , 32) 9 basen vil være brøken 4, 32, og eksponenten vil være ni. Vær opmærksom på parenteserne: denne notation er lavet for alle potenser, hvis grundtal adskiller sig fra naturlige tal.

For eksempel: 1 2 3, (- 3) 12, - 2 3 5 2, 2, 4 35 5, 7 3.

Hvad er parenteser til? De hjælper med at undgå fejl i beregninger. Lad os sige, at vi har to poster: (− 2) 3 Og − 2 3 . Den første af disse betyder et negativt tal minus to hævet til en potens med en naturlig eksponent på tre; den anden er det tal, der svarer til den modsatte værdi af graden 2 3 .

Nogle gange kan du i bøger finde en lidt anderledes stavemåde af et tals magt - a^n(hvor a er basen og n er eksponenten). Det vil sige, 4^9 er det samme som 4 9 . I tilfælde af n er flercifret nummer, er det taget i parentes. For eksempel 15 ^ (21), (− 3, 1) ^ (156) . Men vi vil bruge notationen en n som mere almindeligt.

Det er nemt at gætte, hvordan man beregner værdien af ​​en eksponent med en naturlig eksponent ud fra dens definition: du skal bare gange et n'te antal gange. Vi skrev mere om dette i en anden artikel.

Begrebet grad er det omvendte af et andet matematisk begreb - roden af ​​et tal. Hvis vi kender værdien af ​​potensen og eksponenten, kan vi beregne dens basis. Graden har nogle specifikke egenskaber, der er nyttige til at løse problemer, som vi diskuterede i et separat materiale.

Eksponenter kan inkludere ikke kun naturlige tal, men også alle heltalværdier generelt, inklusive negative og nuller, fordi de også hører til sættet af heltal.

Definition 2

Potensen af ​​et tal med en positiv heltalseksponent kan repræsenteres som en formel: .

I dette tilfælde er n et hvilket som helst positivt heltal.

Lad os forstå begrebet nul grader. For at gøre dette bruger vi en tilgang, der tager højde for kvotientegenskaben for potenser med lige baser. Det er formuleret sådan:

Definition 3

Lighed a m: a n = a m − n vil være sande under følgende forhold: m og n er naturlige tal, m< n , a ≠ 0 .

Den sidste betingelse er vigtig, fordi den undgår division med nul. Hvis værdierne af m og n er ens, får vi følgende resultat: a n: a n = a n − n = a 0

Men samtidig er a n: a n = 1 en kvotient lige mange en n og en. Det viser sig, at nulpotensen af ​​ethvert ikke-nul tal er lig med én.

Et sådant bevis gælder dog ikke for nul til den nulte potens. For at gøre dette har vi brug for en anden egenskab af magter - egenskaben af ​​produkter af magter med lige baser. Det ser sådan ud: a m · a n = a m + n .

Hvis n er lig med 0, så a m · a 0 = a m(denne lighed beviser også for os det a 0 = 1). Men hvis og også er lig med nul, tager vores lighed formen 0 m · 0 0 = 0 m, Det vil være sandt for enhver naturværdi af n, og det er ligegyldigt, hvad værdien af ​​graden præcis er lig med 0 0 , det vil sige, det kan være lig med et hvilket som helst tal, og dette vil ikke påvirke nøjagtigheden af ​​ligheden. Derfor en notation af formen 0 0 har ikke sin egen særlige betydning, og vi vil ikke tillægge den den.

Hvis det ønskes, er det nemt at tjekke det a 0 = 1 konvergerer med gradegenskaben (a m) n = a m n forudsat at gradens basis ikke er nul. Potensen af ​​ethvert ikke-nul tal med eksponent nul er således én.

Eksempel 2

Lad os se på et eksempel med specifikke tal: Så, 5 0 - enhed, (33 , 3) 0 = 1 , - 4 5 9 0 = 1 , og værdien 0 0 udefineret.

Efter nulgraden skal vi lige finde ud af, hvad en negativ grad er. For at gøre dette har vi brug for den samme egenskab for produktet af potenser med lige store baser, som vi allerede brugte ovenfor: a m · a n = a m + n.

Lad os introducere betingelsen: m = − n, så skal a ikke være lig med nul. Den følger det a − n · a n = a − n + n = a 0 = 1. Det viser sig, at en n og a−n vi har gensidige tal.

Som et resultat er a til den negative hele potens ikke mere end brøken 1 a n.

Denne formulering bekræfter, at for en grad med en heltal negativ eksponent er alle de samme egenskaber gyldige, som en grad med en naturlig eksponent har (forudsat at grundtallet ikke er lig med nul).

Eksempel 3

En potens a med en negativ heltalseksponent n kan repræsenteres som en brøk 1 a n . Således er a - n = 1 a n underlagt a ≠ 0 og n – enhver naturligt tal.

Lad os illustrere vores idé med specifikke eksempler:

Eksempel 4

3 - 2 = 1 3 2 , (- 4 . 2) - 5 = 1 (- 4 . 2) 5 , 11 37 - 1 = 1 11 37 1

I den sidste del af afsnittet vil vi forsøge at skildre alt, hvad der er blevet sagt klart i en formel:

Definition 4

Potensen af ​​et tal med en naturlig eksponent z er: a z = a z, e med l og z - positivt heltal 1, z = 0 og a ≠ 0, (for z = 0 og a = 0 er resultatet 0 0, værdier af udtrykket 0 0 er ikke defineret) 1 a z, hvis og z er et negativt heltal og a ≠ 0 (hvis z er et negativt heltal og a = 0 får du 0 z, egoz værdien er ubestemt)

Hvad er potenser med en rationel eksponent?

Vi undersøgte tilfælde, hvor eksponenten indeholder et heltal. Du kan dog hæve et tal til en potens, selv når dets eksponent indeholder et brøktal. Dette kaldes en potens med en rationel eksponent. I dette afsnit vil vi bevise, at det har de samme egenskaber som andre kræfter.

Hvad er der sket rationelle tal? Deres sort omfatter både hele og brøktal, mens brøktal kan repræsenteres som almindelige brøker (både positive og negative). Lad os formulere definitionen af ​​potensen af ​​et tal a med en brøkeksponent m / n, hvor n er et naturligt tal og m er et heltal.

Vi har en vis grad med en brøkeksponent a m n . For at magten til at magte egenskab skal holde, skal ligheden a m n n = a m n · n = a m være sand.

Givet definitionen af ​​den n. rod og at a m n n = a m, kan vi acceptere betingelsen a m n = a m n, hvis a m n giver mening for de givne værdier af m, n og a.

Ovenstående egenskaber for en grad med en heltalseksponent vil være sande under betingelsen a m n = a m n .

Hovedkonklusionen fra vores ræsonnement er denne: potensen af ​​et bestemt tal a med en brøkeksponent m / n er den n'te rod af tallet a til potensen m. Dette er sandt, hvis udtrykket a m n for givne værdier af m, n og a forbliver meningsfuldt.

1. Vi kan begrænse værdien af ​​gradens basis: lad os tage a, som for positive værdier af m vil være større end eller lig med 0, og for negative værdier - strengt taget mindre (da for m ≤ 0 vi får 0 m, men en sådan grad er ikke defineret). I dette tilfælde vil definitionen af ​​en grad med en brøkeksponent se sådan ud:

En potens med en brøkeksponent m/n for et positivt tal a er den n'te rod af a hævet til potensen m. Dette kan udtrykkes som en formel:

For en potens med nulbasis er denne bestemmelse også egnet, men kun hvis dens eksponent er et positivt tal.

En potens med et grundtal nul og en brøkmæssig positiv eksponent m/n kan udtrykkes som

0 m n = 0 m n = 0 forudsat m er et positivt heltal og n er et naturligt tal.

For et negativt forhold m n< 0 степень не определяется, т.е. такая запись смысла не имеет.

Lad os bemærke et punkt. Da vi introducerede betingelsen om, at a er større end eller lig med nul, endte vi med at kassere nogle sager.

Udtrykket a m n giver nogle gange stadig mening for nogle negative værdier af a og nogle m. De korrekte indtastninger er således (- 5) 2 3, (- 1, 2) 5 7, - 1 2 - 8 4, hvor grundtallet er negativt.

2. Den anden tilgang er at betragte roden a m n separat med lige og ulige eksponenter. Så bliver vi nødt til at introducere endnu en betingelse: Graden a, i hvis eksponent der er en reducerbar almindelig brøk, anses for at være graden a, i hvis eksponent der er den tilsvarende irreducerbare brøk. Senere vil vi forklare, hvorfor vi har brug for denne tilstand, og hvorfor den er så vigtig. Hvis vi altså har notationen a m · k n · k , så kan vi reducere den til a m n og forenkle beregningerne.

Hvis n er et ulige tal, og værdien af ​​m er positiv, og a er et hvilket som helst ikke-negativt tal, så giver et m n mening. Betingelsen for at a er ikke-negativ er nødvendig, fordi en rod af en lige grad ikke kan udtrækkes fra et negativt tal. Hvis værdien af ​​m er positiv, så kan a være både negativ og nul, fordi Den ulige rod kan tages fra ethvert reelt tal.

Lad os kombinere alle ovenstående definitioner i én post:

Her betyder m/n en irreducerbar brøk, m er et hvilket som helst heltal, og n er ethvert naturligt tal.

Definition 5

For enhver almindelig reduktionsbrøk m · k n · k kan graden erstattes af en m n .

Potensen af ​​et tal a med en irreducerbar brøkeksponent m / n – kan udtrykkes som en m n i følgende tilfælde: - for ethvert reelt a, heltal positive værdier m og ulige naturværdier n. Eksempel: 2 5 3 = 2 5 3, (- 5, 1) 2 7 = (- 5, 1) - 2 7, 0 5 19 = 0 5 19.

For ethvert reelt a, der ikke er nul, heltal negative værdier m og ulige værdier af n, for eksempel 2 - 5 3 = 2 - 5 3, (- 5, 1) - 2 7 = (- 5, 1) - 2 7

For ethvert ikke-negativt a, positivt heltal m og lige n, f.eks. 2 1 4 = 2 1 4, (5, 1) 3 2 = (5, 1) 3, 0 7 18 = 0 7 18.

For ethvert positivt a, negativt heltal m og lige n, f.eks. 2 - 1 4 = 2 - 1 4, (5, 1) - 3 2 = (5, 1) - 3, .

Ved andre værdier bestemmes graden med en brøkeksponent ikke. Eksempler på sådanne grader: - 2 11 6, - 2 1 2 3 2, 0 - 2 5.

Lad os nu forklare vigtigheden af ​​den ovenfor diskuterede betingelse: hvorfor erstatte en brøk med en reduktionseksponent med en brøkdel med en irreducerbar eksponent. Hvis vi ikke havde gjort dette, ville vi have haft følgende situationer, f.eks. 6/10 = 3/5. Så burde det være sandt (- 1) 6 10 = - 1 3 5 , men - 1 6 10 = (- 1) 6 10 = 1 10 = 1 10 10 = 1 , og (- 1) 3 5 = (- 1 ) 3 5 = - 1 5 = - 1 5 5 = - 1 .

Definitionen af ​​en grad med en brøkeksponent, som vi præsenterede først, er mere praktisk at bruge i praksis end den anden, så vi vil fortsætte med at bruge den.

Definition 6

Potensen af ​​et positivt tal a med en brøkeksponent m/n er således defineret som 0 m n = 0 m n = 0. I tilfælde af negativ -en notationen a m n giver ikke mening. Potens nul for positive brøkeksponenter m/n er defineret som 0 m n = 0 m n = 0 , for negative brøkeksponenter definerer vi ikke graden af ​​nul.

Som konklusioner bemærker vi, at du kan skrive enhver brøkindikator både som et blandet tal og som en decimalbrøk: 5 1, 7, 3 2 5 - 2 3 7.

Ved beregning er det bedre at erstatte eksponenten almindelig brøkdel og fortsætte med at bruge definitionen af ​​grad med en brøkeksponent. For eksemplerne ovenfor får vi:

5 1 , 7 = 5 17 10 = 5 7 10 3 2 5 - 2 3 7 = 3 2 5 - 17 7 = 3 2 5 - 17 7

Hvad er potenser med irrationelle og reelle eksponenter?

Hvad er reelle tal? Deres sæt inkluderer både rationelle og irrationelle tal. Derfor, for at forstå, hvad en grad med en reel eksponent er, er vi nødt til at definere grader med rationelle og irrationelle eksponenter. Vi har allerede nævnt rationelle ovenfor. Lad os beskæftige os med irrationelle indikatorer trin for trin.

Eksempel 5

Lad os antage, at vi har et irrationelt tal a og en sekvens af dets decimaltilnærmelser a 0 , a 1 , a 2 , . . . . Lad os f.eks. tage værdien a = 1,67175331. . . , Derefter

a 0 = 1, 6, a 1 = 1, 67, a 2 = 1, 671, . . . , a 0 = 1,67, a 1 = 1,6717, a 2 = 1,671753, . . .

Vi kan associere sekvenser af tilnærmelser til en sekvens af grader a a 0 , a a 1 , a a 2 , . . . . Hvis du husker, hvad vi fortalte tidligere om at hæve tal til rationel grad, så kan vi selv beregne værdierne af disse beføjelser.

Lad os tage for eksempel a = 3, derefter a a 0 = 3 1, 67, a a 1 = 3 1, 6717, a a 2 = 3 1, 671753, . . . etc.

Rækkefølgen af ​​potenser kan reduceres til et tal, som vil være værdien af ​​potensen med basis a og irrationel eksponent a. Som et resultat: en grad med en irrationel eksponent af formen 3 1, 67175331. . kan reduceres til tallet 6, 27.

Definition 7

Potensen af ​​et positivt tal a med en irrationel eksponent a skrives som en a . Dens værdi er grænsen for rækkefølgen a a 0 , a a 1 , a a 2 , . . . , hvor a 0 , a 1 , a 2 , . . . er successive decimalapproksimationer af det irrationelle tal a. En grad med nulbasis kan også defineres for positive irrationelle eksponenter, med 0 a = 0 Så 0 6 = 0, 0 21 3 3 = 0. Men dette kan ikke lade sig gøre for negative, da f.eks. værdien 0 - 5, 0 - 2 π ikke er defineret. En enhed hævet til en hvilken som helst irrationel styrke forbliver for eksempel en enhed, og 1 2, 1 5 i 2 og 1 - 5 vil være lig med 1.

Hvis du bemærker en fejl i teksten, skal du markere den og trykke på Ctrl+Enter

Første niveau

Grad og dens egenskaber. Omfattende guide (2019)

Hvorfor er der behov for grader? Hvor skal du bruge dem? Hvorfor skal du tage dig tid til at studere dem?

At lære alt om grader, hvad de er til, hvordan du bruger din viden til Hverdagen læs denne artikel.

Og selvfølgelig vil viden om grader bringe dig tættere på vellykket afslutning OGE eller Unified State Exam og optagelse på dit drømmeuniversitet.

Lad os gå... (Lad os gå!)

Vigtig note! Hvis du ser gobbledygook i stedet for formler, skal du rydde din cache. For at gøre dette skal du trykke på CTRL+F5 (på Windows) eller Cmd+R (på Mac).

FØRSTE NIVEAU

Eksponentiering er en matematisk operation ligesom addition, subtraktion, multiplikation eller division.

Nu vil jeg forklare alt på menneskeligt sprog ved hjælp af meget enkle eksempler. Vær forsigtig. Eksemplerne er elementære, men forklarer vigtige ting.

Lad os starte med tilføjelse.

Der er ikke noget at forklare her. Du ved allerede alt: vi er otte. Alle har to flasker cola. Hvor meget cola er der? Det er rigtigt - 16 flasker.

Nu multiplikation.

Det samme eksempel med cola kan skrives anderledes: . Matematikere er snedige og dovne mennesker. De bemærker først nogle mønstre og finder derefter ud af en måde at "tælle" dem hurtigere på. I vores tilfælde bemærkede de, at hver af de otte personer havde det samme antal colaflasker og fandt på en teknik kaldet multiplikation. Enig, det anses for nemmere og hurtigere end.

Så for at tælle hurtigere, nemmere og uden fejl, skal du bare huske multiplikationstabel. Selvfølgelig kan du gøre alt langsommere, sværere og med fejl! Men…

Her er multiplikationstabellen. Gentage.

Og en anden, smukkere en:

Hvilke andre? snedige tricks blev regnskaberne opfundet af dovne matematikere? Højre - hæve et tal til en magt.

At hæve et tal til en magt

Hvis du skal gange et tal med sig selv fem gange, så siger matematikere, at du skal hæve det tal til femte potens. For eksempel, . Matematikere husker, at to til femte potens er... Og de løser sådanne problemer i deres hoveder - hurtigere, nemmere og uden fejl.

Alt du skal gøre er husk, hvad der er fremhævet med farve i tabellen over talmagter. Tro mig, dette vil gøre dit liv meget lettere.

Forresten, hvorfor kaldes det anden grad? firkant tal, og den tredje - terning? Hvad betyder det? Meget godt spørgsmål. Nu vil du have både firkanter og terninger.

Eksempel #1 fra det virkelige liv

Lad os starte med kvadratet eller anden potens af tallet.

Forestil dig et kvadratisk bassin, der måler en meter gange en meter. Poolen er på din dacha. Det er varmt, og jeg vil rigtig gerne svømme. Men... poolen har ingen bund! Du skal dække bunden af ​​poolen med fliser. Hvor mange fliser har du brug for? For at bestemme dette skal du kende poolens bundområde.

Du kan blot ved at pege fingeren beregne, at bunden af ​​bassinet består af meter for meter terninger. Hvis du har fliser en meter gange en meter, skal du bruge brikker. Det er nemt... Men hvor har du set sådanne fliser? Flisen vil højst sandsynligt være cm for cm. Og så vil du blive tortureret ved at "tælle med din finger." Så skal du formere dig. Så på den ene side af bunden af ​​poolen vil vi montere fliser (stykker) og på den anden side også fliser. Gang med og du får fliser ().

Har du bemærket, at for at bestemme arealet af poolbunden multiplicerede vi det samme tal med sig selv? Hvad betyder det? Da vi multiplicerer det samme tal, kan vi bruge "eksponentierings"-teknikken. (Selvfølgelig, når du kun har to tal, skal du stadig gange dem eller hæve dem til en potens. Men hvis du har mange af dem, så er det meget nemmere at hæve dem til en potens, og der er også færre fejl i beregningerne Til Unified State-eksamenen er dette meget vigtigt).
Så tredive til anden potens vil være (). Eller vi kan sige, at tredive kvadrat vil være. Med andre ord kan anden potens af et tal altid repræsenteres som et kvadrat. Og omvendt, hvis du ser et kvadrat, er det ALTID anden potens af et tal. Et kvadrat er et billede af anden potens af et tal.

Eksempel #2 fra det virkelige liv

Her er en opgave til dig: tæl hvor mange felter der er på skakbrættet ved at bruge kvadratet af tallet... På den ene side af cellerne og også på den anden side. For at tælle deres antal skal du gange otte med otte eller... hvis du bemærker det Skakbræt- dette er en firkant med en side, så kan du firkante otte. Du får celler. () Så?

Eksempel #3 fra det virkelige liv

Nu terningen eller tredje potens af et tal. Den samme pool. Men nu skal du finde ud af, hvor meget vand der skal hældes i denne pool. Du skal beregne volumen. (Mængder og væsker er i øvrigt målt i kubikmeter. Uventet, ikke?) Tegn et bassin: en bund, der måler en meter og en dybde på en meter, og prøv at tælle, hvor mange kuber, der måler en meter gange en meter, der passer ind i dit bassin.

Bare peg fingeren og tæl! En, to, tre, fire...toogtyve, treogtyve...Hvor mange fik du? Ikke tabt? Er det svært at tælle med fingeren? Så det! Tag et eksempel fra matematikere. De er dovne, så de bemærkede, at for at beregne poolens volumen skal du gange dens længde, bredde og højde med hinanden. I vores tilfælde vil puljens volumen være lig med terninger... Nemmere, ikke?

Forestil dig nu, hvor dovne og snedige matematikere er, hvis de også forenklede dette. Vi reducerede alt til én handling. De bemærkede, at længden, bredden og højden er ens, og at det samme tal ganges med sig selv... Hvad betyder det? Det betyder, at du kan drage fordel af graden. Så hvad du engang talte med din finger, gør de i én handling: tre terninger er lig. Det er skrevet sådan her:.

Det eneste der er tilbage er husk gradertabellen. Medmindre du selvfølgelig er lige så doven og snu som matematikere. Hvis du kan lide at arbejde hårdt og lave fejl, kan du fortsætte med at tælle med fingeren.

Nå, for endelig at overbevise dig om, at grader blev opfundet af quittere og snedige mennesker for at løse deres livsproblemer og ikke for at skabe problemer for dig, her er et par flere eksempler fra livet.

Eksempel #4 fra det virkelige liv

Du har en million rubler. I begyndelsen af ​​hvert år, for hver million du tjener, tjener du endnu en million. Det vil sige, at hver million du har fordobles i begyndelsen af ​​hvert år. Hvor mange penge vil du have om år? Hvis du nu sidder og "tæller med fingeren", så er du et meget hårdtarbejdende menneske og... dum. Men højst sandsynligt giver du et svar om et par sekunder, for du er klog! Så i det første år - to ganget med to... i det andet år - hvad skete der, med to mere, i det tredje år... Stop! Du har bemærket, at tallet ganges med sig selv gange. Så to til femte potens er en million! Forestil dig nu, at du har en konkurrence, og den, der kan tælle hurtigst, vil få disse millioner... Det er værd at huske tallenes magt, synes du ikke?

Eksempel #5 fra det virkelige liv

Du har en million. I begyndelsen af ​​hvert år tjener du to mere for hver million du tjener. Fantastisk er det ikke? Hver million er tredoblet. Hvor mange penge vil du have om et år? Lad os tælle. Det første år - gange med, så resultatet med et andet... Det er allerede kedeligt, fordi du allerede har forstået alt: tre ganges med sig selv gange. Så i fjerde potens er det lig med en million. Du skal bare huske, at tre til fjerde potens er eller.

Nu ved du, at ved at hæve et tal til en magt, vil du gøre dit liv meget lettere. Lad os se nærmere på, hvad du kan gøre med grader, og hvad du har brug for at vide om dem.

Begreber og begreber... for ikke at blive forvirrede

Så lad os først definere begreberne. Hvad synes du, hvad er en eksponent? Det er meget enkelt - det er tallet, der er "øverst" af tallets potens. Ikke videnskabeligt, men klart og let at huske...

Nå, på samme tid, hvad sådan et gradsgrundlag? Endnu enklere - dette er nummeret, der er placeret nedenfor, i bunden.

Her er en tegning for god ordens skyld.

Nå, i generelle vendinger, for at generalisere og huske bedre... En grad med en base " " og en eksponent " " læses som "i graden" og skrives som følger:

Potens for et tal med naturlig eksponent

Du har sikkert allerede gættet: fordi eksponenten er et naturligt tal. Ja, men hvad er det naturligt tal? Elementære! Naturlige tal er de tal, der bruges til at tælle, når du oplister objekter: en, to, tre... Når vi tæller objekter, siger vi ikke: "minus fem", "minus seks", "minus syv." Vi siger heller ikke: "en tredjedel" eller "nul komma fem". Det er ikke naturlige tal. Hvilke tal tror du, det er?

Tal som "minus fem", "minus seks", "minus syv" henviser til hele tal. Generelt omfatter heltal alle naturlige tal, tal modsat naturlige tal (det vil sige taget med et minustegn) og tal. Nul er let at forstå – det er, når der ikke er noget. Hvad betyder negative (“minus”) tal? Men de blev først og fremmest opfundet for at angive gæld: Hvis du har en saldo på din telefon i rubler, betyder det, at du skylder operatøren rubler.

Alle brøker er rationelle tal. Hvordan er de opstået, tror du? Meget simpelt. For flere tusinde år siden opdagede vores forfædre, at de manglede naturlige tal til at måle længde, vægt, areal osv. Og de fandt på rationelle tal... Interessant, ikke?

Der er også irrationelle tal. Hvad er disse tal? Kort sagt, det er en uendelig decimalbrøk. For eksempel, hvis du dividerer omkredsen af ​​en cirkel med dens diameter, får du et irrationelt tal.

Resumé:

Lad os definere begrebet en grad, hvis eksponent er et naturligt tal (dvs. heltal og positivt).

1. Ethvert tal i første potens er lig med sig selv:
2. At kvadrere et tal betyder at gange det med sig selv:
3. At kubere et tal betyder at gange det med sig selv tre gange:

Definition. At hæve et tal til en naturlig potens betyder at gange tallet med sig selv gange:
.

Egenskaber for grader

Hvor kom disse egenskaber fra? Jeg vil vise dig nu.

Lad os se: hvad er det Og ?

A-priory:

Hvor mange multiplikatorer er der i alt?

Det er meget enkelt: Vi tilføjede multiplikatorer til faktorerne, og resultatet er multiplikatorer.

Men per definition er dette en potens af et tal med en eksponent, det vil sige: , hvilket er det, der skulle bevises.

Eksempel: Forenkle udtrykket.

Løsning:

Eksempel: Forenkle udtrykket.

Løsning: Det er vigtigt at bemærke, at i vores regel Nødvendigvis der må være de samme grunde!
Derfor kombinerer vi kræfterne med basen, men det forbliver en separat faktor:

kun for kræfternes produkt!

Det kan du under ingen omstændigheder skrive.

2. det er det potens af et tal

Ligesom med den tidligere egenskab, lad os vende os til definitionen af ​​grad:

Det viser sig, at udtrykket ganges med sig selv gange, det vil sige, ifølge definitionen, er dette tallets th potens:

I det væsentlige kan dette kaldes "at tage indikatoren ud af parentes." Men du kan aldrig gøre dette i alt:

Lad os huske de forkortede multiplikationsformler: hvor mange gange ville vi skrive?

Men det er trods alt ikke sandt.

Strøm med negativ base

Indtil nu har vi kun diskuteret, hvad eksponenten skal være.

Men hvad skal grundlaget være?

I beføjelser af naturlig indikator grundlaget kan være ethvert nummer. Faktisk kan vi gange alle tal med hinanden, uanset om de er positive, negative eller lige.

Lad os tænke over, hvilke tegn ("" eller "") der vil have positive og negative tal?

Er tallet for eksempel positivt eller negativt? EN? ? Med den første er alt klart: Lige meget hvor mange positive tal vi multiplicerer med hinanden, vil resultatet være positivt.

Men de negative er lidt mere interessante. Vi husker den simple regel fra 6. klasse: "minus for minus giver et plus." Det vil sige eller. Men hvis vi ganger med, virker det.

Bestem selv, hvilket tegn følgende udtryk vil have:

1)	2)	3)
4)	5)	6)

Klarede du dig?

Her er svarene: I de første fire eksempler håber jeg, at alt er klart? Vi ser blot på basis og eksponent og anvender den passende regel.

1) ; 2) ; 3) ; 4) ; 5) ; 6) .

I eksempel 5) er alt heller ikke så skræmmende, som det ser ud: det er trods alt ligegyldigt, hvad basen er lig med - graden er lige, hvilket betyder, at resultatet altid vil være positivt.

Nå, undtagen når basen er nul. Grundlaget er ikke ens, er det? Åbenbart ikke, da (fordi).

Eksempel 6) er ikke længere så simpelt!

6 eksempler til praksis

Analyse af løsningen 6 eksempler

Hvis vi ignorerer den ottende potens, hvad ser vi så her? Lad os huske 7. klasses programmet. Kan du huske det? Dette er formlen for forkortet multiplikation, nemlig forskellen på kvadrater! Vi får:

Lad os se nøje på nævneren. Det ligner meget en af ​​tællerfaktorerne, men hvad er der galt? Rækkefølgen af ​​vilkårene er forkert. Hvis de blev omvendt, kunne reglen gælde.

Men hvordan gør man det? Det viser sig, at det er meget nemt: den lige grad af nævneren hjælper os her.

På magisk vis skiftede vilkårene plads. Dette "fænomen" gælder for ethvert udtryk i en jævn grad: vi kan nemt ændre fortegnene i parentes.

Men det er vigtigt at huske: alle tegn ændrer sig på samme tid!

Lad os gå tilbage til eksemplet:

Og igen formlen:

Hel vi kalder de naturlige tal, deres modsætninger (det vil sige taget med tegnet " ") og tallet.

positivt heltal, og det er ikke anderledes end naturligt, så ser alt ud nøjagtigt som i forrige afsnit.

Lad os nu se på nye sager. Lad os starte med en indikator lig med.

Ethvert tal i nulpotensen er lig med én:

Lad os som altid spørge os selv: hvorfor er det sådan?

Lad os overveje en vis grad med en base. Tag for eksempel og gang med:

Så vi gangede tallet med, og vi fik det samme som det var - . Hvilket tal skal du gange med, så intet ændrer sig? Det er rigtigt, på. Midler.

Vi kan gøre det samme med et vilkårligt tal:

Lad os gentage reglen:

Ethvert tal i nulpotensen er lig med én.

Men der er undtagelser fra mange regler. Og her er det der også - dette er et tal (som en base).

På den ene side skal det være lig i en hvilken som helst grad - uanset hvor meget du gange nul med sig selv, vil du stadig få nul, det er klart. Men på den anden side, ligesom ethvert tal i nulpotensen, skal det være ens. Så hvor meget af dette er sandt? Matematikerne besluttede ikke at blive involveret og nægtede at hæve nul til nul potens. Det vil sige, at nu kan vi ikke kun dividere med nul, men også hæve det til nul-potensen.

Lad os gå videre. Ud over naturlige tal og tal inkluderer heltal også negative tal. For at forstå, hvad en negativ potens er, lad os gøre som sidste gang: gange et normalt tal med det samme tal til en negativ potens:

Herfra er det nemt at udtrykke, hvad du leder efter:

Lad os nu udvide den resulterende regel til en vilkårlig grad:

Så lad os formulere en regel:

Et tal med en negativ potens er det gensidige af det samme tal med en positiv potens. Men samtidig Basen kan ikke være null:(fordi du ikke kan dividere med).

Lad os opsummere:

I. Udtrykket er ikke defineret i sagen. Hvis så.

II. Ethvert tal i nulpotensen er lig med en:.

III. Et tal, der ikke er lig med nul til en negativ potens, er det omvendte af det samme tal til en positiv potens:.

Opgaver til selvstændig løsning:

Nå, som sædvanlig, eksempler på uafhængige løsninger:

Analyse af problemer til uafhængig løsning:

Jeg ved, jeg ved, tallene er skræmmende, men på Unified State Exam skal du være forberedt på hvad som helst! Løs disse eksempler eller analyser deres løsninger, hvis du ikke kunne løse dem, og du vil lære at håndtere dem nemt i eksamen!

Lad os fortsætte med at udvide rækken af ​​tal "egnede" som eksponent.

Lad os nu overveje rationelle tal. Hvilke tal kaldes rationelle?

Svar: alt, der kan repræsenteres som en brøk, hvor og er heltal, og.

For at forstå hvad det er "brøkdel grad", overvej brøken:

Lad os hæve begge sider af ligningen til en potens:

Lad os nu huske reglen om "grad til grad":

Hvilket tal skal hæves til en magt for at få?

Denne formulering er definitionen af ​​roden af ​​th grad.

Lad mig minde dig om: roden af ​​den th potens af et tal () er et tal, der, når det hæves til en potens, er lig med.

Det vil sige, at roden af ​​th potens er den omvendte operation af at hæve til en potens:.

Det viser sig at. Dette særlige tilfælde kan naturligvis udvides: .

Nu tilføjer vi tælleren: hvad er det? Svaret er nemt at få ved hjælp af magt-til-kraft-reglen:

Men kan basen være et hvilket som helst tal? Roden kan jo ikke udtrækkes fra alle tal.

Ingen!

Lad os huske reglen: ethvert tal hævet til en lige potens er et positivt tal. Det vil sige, at det er umuligt at udtrække lige rødder fra negative tal!

Det betyder, at sådanne tal ikke kan hæves til en brøkpotens med en lige nævner, det vil sige, at udtrykket ikke giver mening.

Hvad med udtrykket?

Men her opstår et problem.

Tallet kan repræsenteres i form af andre, reducerbare brøker, for eksempel eller.

Og det viser sig, at det eksisterer, men ikke eksisterer, men det er blot to forskellige optegnelser med samme antal.

Eller et andet eksempel: en gang, så kan du skrive det ned. Men hvis vi skriver indikatoren anderledes ned, kommer vi igen i problemer: (det vil sige, vi fik et helt andet resultat!).

For at undgå sådanne paradokser, overvejer vi kun positiv baseeksponent med fraktioneret eksponent.

Så hvis:

• - naturligt tal;
• - heltal;

Eksempler:

Rationelle eksponenter er meget nyttige til at transformere udtryk med rødder, for eksempel:

5 eksempler til praksis

Analyse af 5 eksempler til træning

Nå, nu kommer den sværeste del. Nu finder vi ud af det grad med irrationel eksponent.

Alle regler og egenskaber for grader her er nøjagtig de samme som for en grad med en rationel eksponent, med undtagelse

Irrationelle tal er jo per definition tal, der ikke kan repræsenteres som en brøk, hvor og er heltal (det vil sige, at irrationelle tal er alle reelle tal undtagen rationelle).

Når vi studerede grader med naturlige, heltal og rationelle eksponenter, skabte vi hver gang et bestemt "billede", "analogi" eller beskrivelse i mere velkendte termer.

For eksempel er en grad med en naturlig eksponent et tal ganget med sig selv flere gange;

...tal til nul potens- det er sådan set et tal ganget med sig selv én gang, det vil sige, de er endnu ikke begyndt at gange det, hvilket betyder, at selve tallet ikke engang er dukket op endnu - derfor er resultatet kun et vist "tomt tal" , nemlig et nummer;

...negativ heltalsgrad- det er som om der er sket noget" omvendt proces", det vil sige, at tallet ikke blev ganget med sig selv, men divideret.

Forresten, i videnskab bruges ofte en grad med en kompleks eksponent, det vil sige, at eksponenten ikke engang er et reelt tal.

Men i skolen tænker vi ikke på sådanne vanskeligheder; du vil have mulighed for at forstå disse nye begreber på instituttet.

HVOR ER VI SIKKERE, AT DU GÅR! (hvis du lærer at løse sådanne eksempler :))

For eksempel:

Bestem selv:

Analyse af løsninger:

1. Lad os starte med den sædvanlige regel for at hæve en magt til en magt:

Se nu på indikatoren. Minder han dig ikke om noget? Lad os huske formlen for forkortet multiplikation af forskellen mellem kvadrater:

I dette tilfælde,

Det viser sig at:

Svar: .

2. Vi reducerer brøker i eksponenter til samme udseende: enten begge decimaler eller begge regulære. Vi får fx:

Svar: 16

3. Ikke noget særligt, vi bruger de sædvanlige egenskaber for grader:

AVANCERET NIVEAU

Fastsættelse af grad

En grad er et udtryk for formen: , hvor:

• — grad base;
• - eksponent.

Grad med naturlig indikator (n = 1, 2, 3,...)

At hæve et tal til den naturlige potens n betyder at gange tallet med sig selv gange:

Grad med en heltalseksponent (0, ±1, ±2,...)

Hvis eksponenten er positivt heltal nummer:

Konstruktion til nulgraden:

Udtrykket er ubestemt, fordi på den ene side i enhver grad er dette, og på den anden side er ethvert tal i th grad dette.

Hvis eksponenten er negativt heltal nummer:

(fordi du ikke kan dividere med).

Endnu en gang om nuller: udtrykket er ikke defineret i casen. Hvis så.

Eksempler:

Power med rationel eksponent

• - naturligt tal;
• - heltal;

Eksempler:

Egenskaber for grader

For at gøre det lettere at løse problemer, lad os prøve at forstå: hvor kom disse egenskaber fra? Lad os bevise dem.

Lad os se: hvad er og?

A-priory:

Så på højre side af dette udtryk får vi følgende produkt:

Men per definition er det en potens af et tal med en eksponent, det vil sige:

Q.E.D.

Eksempel : Forenkle udtrykket.

Løsning : .

Eksempel : Forenkle udtrykket.

Løsning : Det er vigtigt at bemærke, at i vores regel Nødvendigvis der må være de samme grunde. Derfor kombinerer vi kræfterne med basen, men det forbliver en separat faktor:

En anden vigtig bemærkning: denne regel - kun for produkt af beføjelser!

Det kan du under ingen omstændigheder skrive.

Ligesom med den tidligere egenskab, lad os vende os til definitionen af ​​grad:

Lad os omgruppere dette arbejde sådan her:

Det viser sig, at udtrykket ganges med sig selv gange, det vil sige, ifølge definitionen, er dette tallets th potens:

I det væsentlige kan dette kaldes "at tage indikatoren ud af parentes." Men du kan aldrig gøre dette i alt: !

Lad os huske de forkortede multiplikationsformler: hvor mange gange ville vi skrive? Men det er trods alt ikke sandt.

Strøm med negativ base.

Indtil nu har vi kun diskuteret, hvordan det skulle være indeks grader. Men hvad skal grundlaget være? I beføjelser af naturlig indikator grundlaget kan være ethvert nummer .

Faktisk kan vi gange alle tal med hinanden, uanset om de er positive, negative eller lige. Lad os tænke over, hvilke tegn ("" eller "") der vil have positive og negative tal?

Er tallet for eksempel positivt eller negativt? EN? ?

Med den første er alt klart: Lige meget hvor mange positive tal vi multiplicerer med hinanden, vil resultatet være positivt.

Men de negative er lidt mere interessante. Vi husker den simple regel fra 6. klasse: "minus for minus giver et plus." Det vil sige eller. Men hvis vi ganger med (), får vi - .

Og så videre ad infinitum: For hver efterfølgende multiplikation vil tegnet ændre sig. Vi kan formulere følgende simple regler:

1. også selvom grad, - antal positiv.
2. Et negativt tal, indbygget ulige grad, - antal negativ.
3. Et positivt tal i enhver grad er et positivt tal.
4. Nul til enhver potens er lig med nul.

Bestem selv, hvilket tegn følgende udtryk vil have:

1.	2.	3.
4.	5.	6.

Klarede du dig? Her er svarene:

1) ; 2) ; 3) ; 4) ; 5) ; 6) .

I de første fire eksempler håber jeg, at alt er klart? Vi ser blot på basis og eksponent og anvender den passende regel.

I eksempel 5) er alt heller ikke så skræmmende, som det ser ud: det er trods alt ligegyldigt, hvad basen er lig med - graden er lige, hvilket betyder, at resultatet altid vil være positivt. Nå, undtagen når basen er nul. Grundlaget er ikke ens, er det? Åbenbart ikke, da (fordi).

Eksempel 6) er ikke længere så simpelt. Her skal du finde ud af, hvad der er mindre: eller? Hvis vi husker det, bliver det klart, hvilket betyder, at basen er mindre end nul. Det vil sige, at vi anvender regel 2: resultatet bliver negativt.

Og igen bruger vi definitionen af ​​grad:

Alt er som det plejer - vi skriver definitionen af ​​grader ned og deler dem med hinanden, deler dem i par og får:

Før vi ser på den sidste regel, lad os løse et par eksempler.

Beregn udtrykkene:

Løsninger :

Hvis vi ignorerer den ottende potens, hvad ser vi så her? Lad os huske 7. klasses programmet. Kan du huske det? Dette er formlen for forkortet multiplikation, nemlig forskellen på kvadrater!

Vi får:

Lad os se nøje på nævneren. Det ligner meget en af ​​tællerfaktorerne, men hvad er der galt? Rækkefølgen af ​​vilkårene er forkert. Hvis de blev omvendt, kunne regel 3 finde anvendelse. Men hvordan? Det viser sig, at det er meget nemt: den lige grad af nævneren hjælper os her.

Hvis du ganger det med, ændres intet, vel? Men nu bliver det sådan her:

På magisk vis skiftede vilkårene plads. Dette "fænomen" gælder for ethvert udtryk i en jævn grad: vi kan nemt ændre fortegnene i parentes. Men det er vigtigt at huske: Alle tegn ændrer sig på samme tid! Du kan ikke erstatte det med kun at ændre én ulempe, vi ikke kan lide!

Lad os gå tilbage til eksemplet:

Og igen formlen:

Så nu den sidste regel:

Hvordan vil vi bevise det? Selvfølgelig, som sædvanlig: lad os udvide begrebet grad og forenkle det:

Nå, lad os nu åbne parenteserne. Hvor mange bogstaver er der i alt? gange med multiplikatorer - hvad minder det dig om? Dette er intet andet end en definition af en operation multiplikation: Der var kun multiplikatorer der. Det vil sige, at dette per definition er en potens af et tal med en eksponent:

Eksempel:

Grad med irrationel eksponent

Udover information om grader for gennemsnitsniveauet vil vi analysere graden med en irrationel eksponent. Alle regler og egenskaber for grader her er nøjagtig de samme som for en grad med en rationel eksponent, med undtagelsen - trods alt er irrationelle tal pr. definition tal, der ikke kan repræsenteres som en brøk, hvor og er heltal (dvs. , irrationelle tal er alle reelle tal undtagen rationelle tal).

Når vi studerede grader med naturlige, heltal og rationelle eksponenter, skabte vi hver gang et bestemt "billede", "analogi" eller beskrivelse i mere velkendte termer. For eksempel er en grad med en naturlig eksponent et tal ganget med sig selv flere gange; et tal til nulpotensen er sådan set et tal ganget med sig selv én gang, det vil sige, at de endnu ikke er begyndt at gange det, hvilket betyder at selve tallet ikke engang er dukket op endnu - derfor er resultatet kun et sikkert tal "blankt nummer", nemlig et tal; en grad med en heltal negativ eksponent - det er som om en "omvendt proces" havde fundet sted, det vil sige, at tallet ikke blev ganget med sig selv, men divideret.

Det er ekstremt svært at forestille sig en grad med en irrationel eksponent (ligesom det er svært at forestille sig et 4-dimensionelt rum). Det er snarere et rent matematisk objekt, som matematikere skabte for at udvide begrebet grad til hele rummet af tal.

Forresten, i videnskab bruges ofte en grad med en kompleks eksponent, det vil sige, at eksponenten ikke engang er et reelt tal. Men i skolen tænker vi ikke på sådanne vanskeligheder; du vil have mulighed for at forstå disse nye begreber på instituttet.

Så hvad gør vi, hvis vi ser en irrationel eksponent? Vi gør vores bedste for at slippe af med det! :)

For eksempel:

Bestem selv:

1)

2)

3)

Svar:

1. Lad os huske forskellen mellem kvadraters formel. Svar: .
2. Vi reducerer brøkerne til samme form: enten begge decimaler eller begge almindelige. Vi får for eksempel: .
3. Ikke noget særligt, vi bruger de sædvanlige egenskaber for grader:

RESUMÉ AF AFSNIT OG GRUNDFORMLER

Grad kaldet et udtryk for formen: , hvor:

Grad med en heltalseksponent

en grad, hvis eksponent er et naturligt tal (dvs. heltal og positivt).

Power med rationel eksponent

grad, hvis eksponent er negative tal og brøktal.

Grad med irrationel eksponent

en grad, hvis eksponent er en uendelig decimalbrøk eller rod.

Egenskaber for grader

Funktioner af grader.

• Negativt tal hævet til også selvom grad, - antal positiv.
• Negativt tal hævet til ulige grad, - antal negativ.
• Et positivt tal i enhver grad er et positivt tal.
• Nul er lig med enhver magt.
• Ethvert tal i nulpotensen er lig.

NU HAR DU ORDET...

Hvordan kan du lide artiklen? Skriv nedenfor i kommentarerne, om du kunne lide det eller ej.

Fortæl os om din erfaring med at bruge gradsegenskaber.

Måske har du spørgsmål. Eller forslag.

Skriv i kommentarerne.

Og held og lykke med dine eksamener!