Действие степенуване с естествен степенен показател
Действие степенуване
с естествен степенен показател
Какво е степенуване, как се умножават и делят степени с равни основи и как се сравняват степени
Степенуването е действие, при което записваме кратко произведение от равни множители. Вместо да пишем \(5\cdot5\cdot5\), записваме \(5^3\). В този урок ще научим какво е степен, основа и показател, ще разгледаме правилата за умножение и деление на степени с равни основи и ще решим разнообразни задачи — от съвсем лесни до по-предизвикателни.
- \(a^1 = a\) — всяко число на първа степен е самото число.
- \(a^0 = 1\) (при \(a \neq 0\)) — всяко число, различно от нула, на нулева степен е равно на 1. (Допълнително свойство — среща се по-нататък в обучението.)
- \(0^n = 0\) (при \(n \geq 1\)) — нула на коя да е степен е нула.
- \(1^n = 1\) — единица на коя да е степен е единица.
Примери: \(7\cdot7\cdot7\cdot7 = 7^4\); \(\;8^5 = 8\cdot8\cdot8\cdot8\cdot8\); \(\;0{,}2^3 = 0{,}2\cdot0{,}2\cdot0{,}2 = 0{,}008\).
Степента \(a^2\) се чете „\(a\) на квадрат", а \(a^3\) — „\(a\) на куб". Тези названия идват от геометрията: лицето на квадрат с страна \(a\) е \(a^2\), а обемът на куб с ръб \(a\) е \(a^3\).
Пример: \(2^3 \cdot 2^5 = 2^{3+5} = 2^8 = 256\).
Пример: \(5^{14} : 5^{11} = 5^{14-11} = 5^3 = 125\).
- Ако основата е по-голяма от 1, по-големият показател дава по-голямо число. Например: \(2^1 < 2^2 < 2^3 < \ldots\)
- Ако основата е по-малка от 1 (но положителна), по-големият показател дава по-малко число. Например: \(\left(\frac{1}{2}\right)^1 > \left(\frac{1}{2}\right)^2 > \left(\frac{1}{2}\right)^3 > \ldots\)
- \((-5)^2 = 25\), но \(-5^2 = -25\). Скобите имат значение!
- При умножение на степени показателите се събират, а не се умножават: \(2^3\cdot2^4 = 2^7\), а не \(2^{12}\).
- При деление показателите се изваждат: \(5^7:5^3 = 5^4\), а не \(5^{\frac{7}{3}}\).
- Степенуването се извършва преди умножението и делението: \(2\cdot3^2 = 2\cdot9 = 18\), а не \(6^2 = 36\).
Кликнете върху задача, за да видите пълното решение.
Броим колко пъти се среща множителят и записваме:
\[ \text{а) }3\cdot3\cdot3\cdot3 = 3^4;\qquad\text{б) }10\cdot10\cdot10\cdot10\cdot10\cdot10 = 10^6.\quad\blacksquare \]Записваме степента като произведение и пресмятаме:
\[\text{а) }2^5 = 2\cdot2\cdot2\cdot2\cdot2 = 32;\] \[\text{б) }0{,}3^3 = 0{,}3\cdot0{,}3\cdot0{,}3 = 0{,}027;\] \[\text{в) }\left(\frac{1}{2}\right)^4 = \frac{1}{2}\cdot\frac{1}{2}\cdot\frac{1}{2}\cdot\frac{1}{2} = \frac{1}{16}.\quad\blacksquare\]Внимание: когато основата е отрицателно число, я поставяме в скоби!
\[\text{а) }(-2)^3 = (-2)\cdot(-2)\cdot(-2) = 4\cdot(-2) = -8;\] \[\text{б) }(-5)^2 = (-5)\cdot(-5) = 25;\]в) Тук скоби няма, затова степенуваме само \(5\), а знакът минус е отпред:
\[-5^2 = -(5\cdot5) = -25.\]Забележете: \((-5)^2 = 25\), но \(-5^2 = -25\). Скобите имат значение! \(\blacksquare\)
Питаме се: кое число, умножено по себе си, дава 49? Отговорът е \(7\cdot7 = 49\). Следователно:
\[49 = 7^2.\quad\blacksquare\]Прилагаме правилото за умножение на степени с равни основи — показателите се събират:
\[\text{а) }2^5\cdot2^3 = 2^{5+3} = 2^8;\] \[\text{б) }a^{13}\cdot a^9 = a^{13+9} = a^{22};\] \[\text{в) }3^2\cdot3^{10}\cdot3^{18} = 3^{2+10+18} = 3^{30}.\quad\blacksquare\]Прилагаме правилото за деление на степени с равни основи — показателите се изваждат:
\[\text{а) }5^{14}:5^{11} = 5^{14-11} = 5^3 = 125;\] \[\text{б) }4^7:4^5 = 4^{7-5} = 4^2 = 16;\] \[\text{в) }0{,}3^8:0{,}3^6 = 0{,}3^{8-6} = 0{,}3^2 = 0{,}09.\quad\blacksquare\]Първо умножаваме степените в числителя, после делим:
\[\frac{3^7\cdot3^5}{3^9} = \frac{3^{7+5}}{3^9} = \frac{3^{12}}{3^9} = 3^{12-9} = 3^3 = 27.\quad\blacksquare\]Събираме показателите поотделно в числителя и в знаменателя, после делим:
\[\frac{2^{5+3+4}}{2^{6+2}} = \frac{2^{12}}{2^8} = 2^{12-8} = 2^4 = 16.\quad\blacksquare\]Представяме 16 като произведение от 4 равни множителя: \(16 = 2\cdot2\cdot2\cdot2 = 2^4\). Следователно \(a^4 = 2^4\), откъдето \(a = 2\). \(\blacksquare\)
Записваме 81 като степен на 3: \(81 = 3\cdot3\cdot3\cdot3 = 3^4\). Следователно \(3^n = 3^4\), откъдето \(n = 4\). \(\blacksquare\)
а) Основата \(5 > 1\), по-голям показател означава по-голяма стойност: \(5^3 = 125 < 625 = 5^4\), т.е. \(5^3 < 5^4\).
б) Основата \(\frac{1}{2} < 1\), по-голям показател означава по-малка стойност: \(\left(\frac{1}{2}\right)^2 = \frac{1}{4}\) и \(\left(\frac{1}{2}\right)^3 = \frac{1}{8}\). Тъй като \(\frac{1}{4} > \frac{1}{8}\), то \(\left(\frac{1}{2}\right)^2 > \left(\frac{1}{2}\right)^3\). \(\blacksquare\)
Първо пресмятаме скобите, после степенуваме, после умножаваме и накрая събираме:
\[12^2 + 5^3 + 2\cdot2^5 = 144 + 125 + 2\cdot32 = 144 + 125 + 64 = 333.\quad\blacksquare\]Заместваме \(a = 3\) и пресмятаме степента:
\[A = 720 - 3^5 = 720 - 3\cdot3\cdot3\cdot3\cdot3 = 720 - 243 = 477.\quad\blacksquare\]Разлагаме 400 на прости множители:
\[400 = 2\cdot200 = 2\cdot2\cdot100 = 2\cdot2\cdot2\cdot50 = 2\cdot2\cdot2\cdot2\cdot25 = 2^4\cdot25 = 2^4\cdot5^2.\]Следователно \(400 = 2^4\cdot5^2\). \(\blacksquare\)
Изнасяме \(2^4\) пред скоби от числителя. Тъй като \(2^6 = 2^4\cdot2^2\), можем да запишем:
\[2^6+2^4 = 2^4\cdot 2^2 + 2^4\cdot 1 = 2^4(2^2+1) = 2^4\cdot5.\]Сега делим:
\[\frac{2^4\cdot5}{2^3} = 2^{4-3}\cdot5 = 2\cdot5 = 10.\quad\blacksquare\]Разлагаме всяко число на прости множители:
\[32 = 2\cdot2\cdot2\cdot2\cdot2 = 2^5.\]За 240: делим последователно на 2, после на 3 и на 5:
\[240 = 2\cdot120 = 2\cdot2\cdot60 = 2^2\cdot2\cdot30 = 2^3\cdot2\cdot15 = 2^4\cdot15 = 2^4\cdot3\cdot5.\]За 360:
\[360 = 2\cdot180 = 2^2\cdot90 = 2^3\cdot45 = 2^3\cdot9\cdot5 = 2^3\cdot3^2\cdot5.\quad\blacksquare\]Записваме дясната страна като степен на 5:
\[125\cdot25 = 5^3\cdot5^2 = 5^{3+2} = 5^5.\]Сега имаме \(5^{2n-1} = 5^5\). Основите са равни, следователно показателите са равни:
\[2n - 1 = 5 \quad\Rightarrow\quad 2n = 6 \quad\Rightarrow\quad n = 3.\quad\blacksquare\]Имаме два еднакви събираемa, всеки равен на \(2^4\). Когато съберем две еднакви числа, получаваме двойното им:
\[2^4 + 2^4 = 2\cdot2^4.\]Сега прилагаме правилото за умножение на степени с равни основи. Запишем \(2 = 2^1\):
\[2^1\cdot2^4 = 2^{1+4} = 2^5 = 32.\]Можем и да проверим директно: \(2^4 + 2^4 = 16 + 16 = 32 = 2^5\). \(\blacksquare\)
Пресмятаме всяка част поотделно. Първо степените:
\[5^2 = 25,\quad 3^3 = 27,\quad 2^2 = 4,\quad 2^4 = 16,\quad 3^2 = 9,\quad 2^3 = 8.\]Заместваме:
\[25\cdot27 + 5\cdot4 + \frac{16 - 9}{25 - 3\cdot8} = 675 + 20 + \frac{7}{25-24} = 675 + 20 + \frac{7}{1} = 702.\quad\blacksquare\]Пресмятаме последователно степените на 3:
\[3^1=3,\quad 3^2=9,\quad 3^3=27,\quad 3^4=81,\quad 3^5=243,\quad 3^6=729.\]Търсим кои от тези стойности са по-големи от 25 и по-малки от 250:
\[25 < 27 = 3^3\quad\checkmark;\qquad 25 < 81 = 3^4\quad\checkmark;\qquad 25 < 243 = 3^5\quad\checkmark;\qquad 3^6 = 729 > 250\quad\times.\]Следователно \(n \in \{3,\;4,\;5\}\). \(\blacksquare\)
Опитайте да решите задачите самостоятелно.
Отг.: \(7^5\).
Отг.: \(81\).
Отг.: \(0{,}001\).
Отг.: \(\frac{8}{27}\).
Отг.: \(-27\) и \(81\).
Отг.: \(5^3\).
Отг.: \(2^8\).
Отг.: \(9\).
Отг.: \(2^5 = 32\).
Отг.: \(n=6\).
Отг.: \(a=0{,}3\).
Отг.: \(8^2 < 8^6 < 8^7 < 8^{10}\).
Отг.: \(200\).
Отг.: \(9\).
Отг.: \(-35\).
Отг.: \(n=3\).
Отг.: \(648 = 2^3\cdot3^4\).
Отг.: \(3^2\cdot10 = 90\).
Отг.: \(n=2\).
Отг.: \(400\).
15 въпроса • 4 точки за верен отговор • максимум 60 точки
Очаквайте скоро нови уроци за 6. клас.
- Г. Паскалев, М. Алашка. Сборник от задачи по математика за 6. клас. Архимед, София.
- Ст. Петков и колектив. Математика за 6. клас. Просвета, София.
- Ч. Лозанов и колектив. Помагало по математика за 6. клас.
- П. Рангелова, К. Бекриев, Л. Дилкина, Н. Иванова. Сборник по математика за 6. клас. Коала Прес.
- Т. Витанов, Л. Дилкина, П. Тодорова, И. Цветанова, И. Джонджорова. Сборник по математика за 6. клас. Клет.
- В. Златилов, Т. Тонова, Л. Мничева. Още математика за 6. клас. Труд.
- Списание Математика.
- Списание Квант.
Запишете урок
Индивидуални и групови онлайн уроци по математика за цялата страна
- ›НВО по математика след 7 клас
- ›НВО по математика след 10 клас
- ›Кандидатстудентски изпити по математика
- ›Софийски университет „Св. Климент Охридски“
- ›УАСГ – Университет по архитектура, строителство и геодезия
- ›Технически университет – София и др.
- ›Прием в университети в чужбина (ISEE, SAT, A-Level и др.)
- ›Усвояване на текущия учебен материал (всички класове)
- ›Студенти по всички математически дисциплини:
Математически анализ, Линейна алгебра, Аналитична геометрия, Диференциални уравнения, Теория на вероятностите, Статистика и др.
Харесва ли ви съдържанието?
Ако този урок ви е бил полезен, можете да подкрепите създаването на нови безплатни материали.
Коментари
Публикуване на коментар