Logga in
| 13 sidor teori |
| 31 Uppgifter - Nivå 1 - 3 |
| Varje lektion är menad motsvara 1-2 lektioner i klassrummet. |
Potenser med positiva heltalsexponenter, t.ex. 7^3, beskriver upprepad multiplikation. Om exponenten istället är ett bråktal kan potensen tolkas som ett rotuttryck. Vilket rotuttryck potensen motsvarar beror på potensens bas samt vilket bråktal som står i exponenten. För att utföra beräkningar med potenser och rotuttryck är det nödvändigt att först lära sig potenslagarna.
I den här lektionen går vi igenom följande begrepp:
Dela upp i faktorer
Ta bort parentes
Skriv som potens
När potenser med samma bas divideras kan de skrivas som en enda potens där exponenten i nämnaren subtraherats från exponenten i täljaren. Enligt regeln blir t.ex. divisionen av 3^6 och 3^4 lika med 3^(6-4)=3^2. Man kan motivera detta genom att skriva ut potenserna som upprepade multiplikationer.
Dela upp i faktorer
Stryk faktorer
Förenkla kvot
Skriv som potens
Om basen i en potens själv är en potens kan uttrycket skrivas som en potens där exponenterna multiplicerats. Enligt regeln är t.ex. (5^2)^3 lika med 5^(2*3)=5^6. Man kan motivera detta genom att skriva ut potenserna som upprepade multiplikationer.
a^3=a* a* a
a^2=a* a
Skriv som potens
När basen i en potens är en produkt kan potensen skrivas om genom att sätta exponenten på faktorerna. Enligt regeln är t.ex. (2* 5)^3 samma sak som 2^3* 5^3. Man kan motivera detta genom att skriva ut potenserna som upprepade multiplikationer.
a^3=a* a* a
Ta bort parentes
Omarrangera faktorer
a* a* a=a^3
Dela upp i faktorer
Multiplicera bråk
Skriv som potens
När man dividerar potenser med samma nämnare subtraherar man exponenterna. Vad händer om den resulterande exponenten blir negativ, t.ex. 5^(-3), och har det någon innebörd? Enligt regeln är det lika med 15^3. Denna motiveras genom att skriva -3 som t.ex. 4-7 och använda en av potenslagarna.
Skriv -3 som 4-7
a^(b-c)= a^b/a^c
Dela upp i faktorer
Stryk faktorer
Förenkla kvot
a* a* a=a^3
Ur potenslagarna följer några vanliga fall som kanske inte är självklara, men som kan vara bra att komma ihåg.
En potens med basen 0, exempelvis 0^3, blir 0. Oavsett hur många gånger man multiplicerar 0 med sig själv blir ju produkten alltid 0, t.ex.0^3=0*0*0=0 eller 0^5=0 * 0* 0* 0* 0=0.
Regeln gäller alltid, förutom när exponenten är 0 , eftersom 0^0 är odefinierat.Hur ska man tolka en potens med exponenten 0, t.ex. 4^0? Svaret är att ett tal upphöjt till 0 är 1. Motiveringen till detta är att ett tal dividerat med sig självt är just 1. I exemplet skrivs noll som 2-2.
Denna regel gäller för alla tal utom när basen är 0, dvs. om man har 0^0. Då hade man, på motsvarande sätt som i exemplet med 4 fått 0^20^2, vilket ger nolldivision som inte är tillåtet.En potens med exponenten 1 är alltid lika med sin bas. Det följer naturligt av definitionen av en potens som säger att en potens anger upprepad multiplikation av ett tal. Man kan intuitivt visa varför: 7^5&=7* 7* 7* 7* 7 7^4&=7* 7* 7* 7 7^3&=7* 7* 7 7^2&=7* 7 7^1&=7
Detta är inget riktigt bevis, men ett enkelt sätt att förstå varför a^1=a.Omskriv det givna uttrycket enligt anvisningarna.
Grundpotensform är ett mer kompakt sätt att skriva väldigt stora eller väldigt små tal. När man skriver om ett tal i grundpotensform delar man upp det i ett tal mellan 1 och 10 som anger värdesiffrorna och en tiopotens som anger storleken. Det gör att man inte behöver skriva ut alla nollor. Till exempel kan talet 4 miljarder skrivas som 4 000 000 000 = 4* 10^9.
Detta gäller även för mycket små decimaltal där det finns många nollor innan värdesiffrorna, vilket ger en negativ exponent på tiopotensen. Exempelvis är 0,000000234 = 2,34 * 10^(- 7).
Nedan visas ytterligare några exempel på tal skrivna på grundpotensform.
Tal | Värdesiffror | Storlek | Grundpotensform |
---|---|---|---|
53 000 | 5 och 3 | 10 000 | 5,3* 10^4 |
432 | 4, 3, och 2 | 100 | 4,32* 10^2 |
0,0074 | 7 och 4 | 0,001 | 7,4* 10^(- 3) |
0,000031 | 3 och 1 | 0,00001 | 3,1* 10^(- 5) |
Grundpotensform gör det enklare att jämföra tals storleksordning, alltså om det t.ex. är ett tiotal eller ett tusental. Det kan vara svårt att avgöra hur mycket större 23 740 000 000 är jämfört med 457 300 000, men det är lättare att se att 2,374 * 10^(10) och 4,573 * 10^8 skiljer sig åt med en faktor som är ungefär 10^2 = 100. Räknare har speciella knappar för att enklare kunna skriva tal i grundpotensform.
Ett intuitivt sätt att skriva ett tal i grundpotensform är att räkna antalet steg som decimalkommat måste flyttas. Om vi har ett tal större än 10, flyttar vi decimalkommat åt vänster, så att talet blir mellan 1 och 10. Antalet steg som decimalkommat flyttas anger den positiva exponenten i 10-potensen.
Grundpotensform är inte bara ett praktiskt sätt att skriva stora eller små tal; det gör det också enklare att jämföra talens storleksordning. Genom att jämföra exponenterna kan vi direkt se vilket tal som är störst eller minst. Till exempel är 3 * 10^7 större än 4 * 10^6 eftersom 10^7 är större än 10^6. 3 * 10^7 > 4 * 10^6 Det hjälper oss att snabbt få en uppfattning om talets storlek, även när det är väldigt stort eller litet.
Skriv om det givna uttrycket i standardform om det är givet i grundpotensform. Skriv om det i grundpotensform om det är givet i standardform.
Kvadratroten ur ett tal a, vilket skrivs sqrt(a), är det positiva tal som när det multipliceras med sig självt blir a. Exempelvis är sqrt(16) lika med 4 eftersom 4 * 4 = 16 och på samma sätt är sqrt(25) lika med 5 eftersom 5* 5=25. Man kan också se kvadratroten som motsatsen till att kvadrera ett tal.
sqrt(a)*sqrt(a)=a eller (sqrt(a))^2=a
Ett rotuttryck måste inte vara en kvadratrot. I sqrt(27), vilket utläses kubikroten ur 27 eller tredje roten ur 27,
anger 3:an typen av rot. Det är alltså det tal som multiplicerat med sig självt 3 gånger blir 27, alltså 3. Om typen av rot inte anges är det underförstått att man menar kvadratroten.
Generellt är sqrt(a) det tal som multiplicerat med sig självt n gånger blir a. Ett annat sätt att skriva ett rotuttryck är som en potens med ett bråk i exponenten, där exponenten har formen .1 /n. och n är det heltal som anger typen av rot. Till exempel kan sqrt(27) skrivas som 27^(.1 /3.) och sqrt(100) som 100^(.1 /5.).
Om man kvadrerar kvadratroten ur ett tal tar beräkningarna ut varandra, t.ex. (sqrt(9))^2=9. Ur detta kan man lösa ut sqrt(9) genom att höja upp båda led med .1 /2. och använda potenslagarna.
VL^(.1 /2.)=HL^(.1 /2.)
(a^b)^c=a^(b* c)
2 * a/2= a
a^1=a
Skriv om de rationella exponenterna som rötter och förenkla.
a^(1/2)=sqrt(a)
a^(1/n)=sqrt(a)
Beräkna rot
( sqrt(a) )^2 = a
Addera och subtrahera termerna
Om man inte vill skriva rotuttryck som exponenter på bråkform finns det inbyggda funktioner för både kvadratrot och andra rotuttryck på räknaren. För att beräkna kvadratroten ur ett tal på räknaren skriver man först symbolen sqrt(), vilken kan skrivas genom att trycka på 2ND och sedan x^2. Då skrivs startparentesen ut automatiskt. Därefter skriver man det tal man vill dra roten ur följt av slutparentes.
På motsvarande sätt kan man beräkna tredje roten ur ett tal genom att trycka på knappen MATH
och välja sqrt()(
följt av talet och slutparentes.
För att skriva andra typer av rötter börjar man med att skriva in vilken typ av rot man vill beräkna. Om man vill beräkna fjärde roten ur skriver man alltså en fyra.
Därefter trycker man på MATH
och väljer sqrt(),
där x:et står för en godtycklig rot.
Slutligen skriver man talet man vill dra den önskade roten ur inom parenteser och trycker ENTER.
Beräkna utan räknare.
En tiopotens visar exponenten hur många nollor man ska sätta efter en 1:a. I det här fallet är exponenten 3 så när vi utvecklar 10^3 får vi 1000.
Vi kan inte beräkna potenserna 7^(15) och 7^(13) utan räknare men om vi använder potenslagarna kan vi förenkla uttrycket.
Vi förenklar först basen och beräknar sedan.
Skriv uttrycket som en enda potens.
Uttrycket består av en produkt med 6 stycken 7:or. I en potens anger basen talet som multipliceras upprepade gånger, vilket här är 7. Exponenten anger antal gånger som multiplikationen sker, vilket är 6. 7* 7 * 7 * 7 * 7 * 7_(6 st.) Vi kan alltså uttrycka detta som potensen 7^6.
Vi använder potenslagen för multiplikation av potenser. Men först skriver vi om 4 som 4^1, så att vi lättare ser vad som ska göras.
Uttrycket kan även skrivas som potensen 4^(13).
När två potenser divideras kan man skriva om dem som en enda potens genom att subtrahera exponenten i nämnaren från exponenten i täljaren.
Nu står uttrycket som en potens i en potens, och sådana kan förenklas genom att multiplicera exponenterna.
Uttrycket kan skrivas som potensen 6^6.
Förenkla uttrycket så långt det går.
När man multiplicerar potenser med samma bas adderas exponenterna.
Här har vi ett bråk i ett bråk: 2^5/2^3 delas på 2^2. Vi börjar med att förenkla täljaren med potenslagarna och kommer ihåg att när man delar två potenser med samma bas subtraheras exponenterna.
Vi använder potenslagarna för att multiplicera potenserna i täljaren och därefter dividerar vi.
Potensen 7^(- 2) är en korrekt förenkling men om man vill kan man skriva om detta som ett bråk istället.
Förenkla uttrycket med potenslagarna.
Vi börjar med att förenkla potensen som har en produkt i basen. Vi kommer ihåg att när basen är en potens, kan potensen förenklas genom att multiplicera exponenterna.
När basen är ett bråk kan uttrycket skrivas om genom att sätta exponenten direkt på talet i täljaren och nämnaren.
När basen är en produkt kan potensen skrivas om genom att sätta exponenten på samtliga faktorer i basen.
Förenkla uttrycket utan räknare.
Ett tal upphöjt till noll är lika med 1. Vi använder detta för att beräkna produkten.
Nu står produkten innanför en parentes och enligt prioriteringsreglerna måste vi beräkna denna först.
En potens med negativ exponent kan skrivas om som ett bråk.
Vi förenklar potensen med samma regler som tidigare.
Femteroten ur ett tal 17 kan vi skriva som sqrt(17), men femteroten ur ett tal är samma sak som att höja upp det talet till 15. Det betyder att sqrt(17)=17^(15).
En potens med exponenten 12 kan skrivas om som kvadratroten ur basen. Det vill säga, roten ur något tal ska bli 3. Vi vet från gångertabellen att 3 * 3 = 9, så vi är ute efter sqrt(9). Nu skriver vi det som en potens. sqrt(9)=9^(1/2) Talet 3 kan alltså skrivas som potensen 9^(12).
Vi letar efter ett tal som vi ska dra roten ur för att få 3. Vi kan formulera detta med ekvationen sqrt(a) = 3, där a är vårt sökta tal. Genom att kvadrera båda led kan vi bestämma vilket tal vi ska sätta 12 på för att få 3.
Talet 3 kan alltså skrivas som potensen 9^(12).
Beräkna värdet på uttrycket utan räknare. Kontrollera sedan ditt svar med räknare.
När man höjer upp ett tal till 12 är det samma sak som att dra roten ur talet.
Uttrycket 16^(12) är lika med 4.
Vi beräknar värdet av uttrycket 16^(12) på räknaren genom att slå in talet 16, trycka på ^ och skriva in bråktalet 12 inom parentes. Avsluta med ENTER.
Vi kan skriva om 27^(13) som sqrt(27), dvs. det tal som multiplicerat tre gånger blir 27. Vi vet från gångertabellen att 27=3 * 9, vilket vi kan dela upp ytterligare till 27= 3 * 3 * 3. Alltså är 27^(13) lika med 3.
Vi beräknar värdet av uttrycket 27^(13) på räknaren genom att skriva in på samma sätt som i föregående uppgift.
Beräkna produkten.
5^(13)*5^(53)Vi använder potenslagen för multiplikation av potenser och förenklar.
Beräkna värdet av uttrycket med räknare. Svara med två decimaler.
Vi använder verktygen för rotuttryck på räknaren. Genom att trycka på MATH hittar vi tredje roten ur och väljer det alternativet.
Därefter skriver vi in 9 och avslutar med parentes.
Vi avrundar till två decimaler och får då ≈ 2,08.
Vi använder räknarens verktyg för rötter. Vi måste skriva typ av rot, 4, innan vi går in i MATH-menyn och väljer sqrt().
Avrundning till två decimaler ger ≈ 3,83.
Vi skriver in uttrycket i räknaren. Kom ihåg att sätta parenteser runt produkten.
Nu avrundar vi till två decimaler och får ≈ 17,72.
Vi kan skriva in uttrycket direkt på räknaren på liknande sätt som innan.
Avrundning ger ≈ 8,37.
Beräkna följande tal utan räknare.
Potenserna har samma bas så vi använder potenslagen för division av potenser och förenklar.
Vi börjar med att använda lagen för potenser av potenser för att förenkla första termen.
Nu använder vi potenslagen för multiplikation av potenser för att förenkla resten av uttrycket.
På tallinjen finns sex punkter A – F.
Varje tal nedan motsvaras av en markerad punkt på tallinjen. 99^0 sqrt(5) 2^(-1) 10^(12) 2,1^2 Para ihop vart och ett av talen med en punkt på tallinjen. Lös uppgiften utan räknare.
Vi börjar med 99^0 och 2,1^2. Alla tal (förutom 0 ) upphöjt till 0 är 1. Det betyder att 99^0=1 och kan paras ihop med punkt C. 2,1^2 är lite mer än 2^2=4 och bör motsvara punkt F. För att avgöra värdet av 2^(-1) skriver vi om det som 1/2=0,5 och inser då att det motsvarar punkt B. Vad är då sqrt(5)? Vi vet att sqrt(4) är lika med 2, så sqrt(5) måste vara lite större än 2 och alltså höra ihop med punkt D. Till sist undersöker vi 10^(12) och använder då att någonting upphöjt till 12 är samma sak som att ta roten ur det talet. Det betyder att 10^(12)=sqrt(10). Eftersom sqrt(9) är lika med 3 så måste sqrt(10) vara lite större än 3. Det finns bara en sådan punkt på tallinjen: E.
99^0 &→ C sqrt(5) &→ D 2^(-1) &→ B 10^(12) &→ E 2,1^2 &→ F
Sex punkter P-U är utprickade på tallinjen nedan.
Vi börjar med 22^0 och 3^(-1). Alla tal (förutom 0 ) upphöjt till 0 är 1. Det betyder att 22^0=1 och vi kan para ihop det med punkt R. Potensen 3^(-1) kan skrivas om som 1/3=0,33333... så det måste vara punkt Q. Vad blir då sqrt(6)? Vi vet att sqrt(4) är lika med 2 och att sqrt(9) är lika med 3 så sqrt(6) måste ligga mellan 2 och 3. Därför kan vi koppla ihop den med punkt S. Vilken punkt motsvarar 16^()12? Någonting upphöjt till 12 är samma sak som att ta kvadratroten ur det talet. Det betyder att 16^(12)=sqrt(16). Eftersom 4* 4=16 så måste sqrt(16)=4. Det finns bara en sådan punkt på tallinjen: U. Slutligen använder vi att π= 3,1415... för att identifiera att det måste vara punkten T. 22^0 &→ R sqrt(6) &→ S 3^(-1) &→ Q 16^(12) &→ U π &→ T