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.
Skriv om uttrycket som en potens med minsta möjliga heltalsbas.
Faktorerna innanför parentesen kan skrivas om som potenser med basen 2. Vi gör detta och förenklar med potenslagarna.
Svaret är alltså 2^(100).
Både 9 och 27 kan skrivas om som en potens med basen 3. Därefter förenklar vi med potenslagarna.
Svaret är alltså 3^(57).
I nämnaren har vi adderat tre likadana potenser. Eftersom potenserna är identiska kan de skrivas om enligt
a+a+a=3a,
varpå nämnaren kan förenklas ytterligare om vi skriver om 3 som potensen 3^1 och lägger ihop exponenterna.
I täljaren står det 9^6. Genom att skriva om 9 som en potens med basen 3 kan vi förenkla bråket ytterligare.
Svaret är alltså 3^3.
Förenkla uttrycket så långt det går.
Vi använder potenslagarna för att förenkla uttrycket, först potens av en potens och därefter multiplikation av potenser.
Efter förenkling får vi 16x^(13).
Återigen använder vi samma potenslagar som i förra deluppgiften. Vi kommer ihåg att för de negativa baserna, -4 och -8, gäller att produkten blir positiv om exponenten är jämn och att produkten blir negativ om exponenten är udda.
Efter förenkling får vi -8 192a^5.
Förenkla uttrycket utan räknare.
En negativ bas med udda exponent blir alltid negativt. Vi använder det för att förenkla nämnaren.
Uttryckets värde är alltså 8.
I nämnaren har vi en potens med en negativ exponent. Vi skriver om den med positiv exponent genom att placera potensen i nämnaren på ett bråk.
Uttrycket förenklades till -8.
För att jämföra potenserna kan vi:
Vi väljer här att göra baserna lika genom att skriva 16^(150) som en potens med basen 2. Potensen som har högst exponent är det största talet.
Vi ser att 16^(150) även kan skrivas som 2^(600). Nu är potensernas baser lika och eftersom 600 är ett större tal än 450 måste 2^(600), dvs. 16^(150), vara den största potensen.
Vi kan också välja att skriva om potenserna så att de får samma exponent och jämföra basernas storlek. Vi skriver om potensen 2^(450) så att den får exponenten 150.
Vi ser att 2^(450) även kan skrivas som 8^(150) och eftersom 8 är mindre än 16 måste 16^(150) vara den största potensen.
I potenser med positiv exponent anger exponenten antalet gånger basen ska multipliceras. Exempelvis kan 10^3 skrivas som 10^3=10* 10* 10. Är exponenten negativ placeras faktorerna i nämnaren i ett bråk med täljaren 1: 10^(-3)= 110* 10* 10. Vi använder detta för att visa likheten.
Det stämmer alltså.
Skriv uttrycket som en potens med basen 4.
Beräkna följande uttryck utan räknare.
Vi börjar med att skriva om potenserna som kvadratrötter. Därefter förenklar vi term för term.
Vi förenklar uttrycket term för term. Den högra termen förenklar vi med potenslagarna.
Förenkla uttrycket så långt som möjligt. Svara med ett rotuttryck.
I täljare och nämnaren har vi två potenser. Eftersom båda har samma bas kan vi skriva om dem som en enda potens där exponenten i nämnaren subtraheras från exponenten i täljaren.
Vi löser uppgiften på samma sätt som tidigare.
En potens med exponenten 13 kan skrivas som kubikroten ur basen, dvs. a^(13)=sqrt(a). Om vi kan hitta ett tal vars kubikrot är 5, kan vi använda det. Om man multiplicerar 5 med sig själv tre gånger får man 5*5*5=125. Det betyder att kubikroten ur 125 är 5, dvs. sqrt(125) = 5. Vi använder detta.
Talet 5 kan skrivas som potensen 125^(13).
Skriv uttrycket som en potens.
Vi börjar med att skriva om rotuttrycken som potenser. Sedan använder vi potenslagarna för att förenkla.
Uttrycket kan skrivas som potensen 7^(32).
Vi löser denna uppgift på samma sätt som den förra, men här har vi kubikrötter istället för kvadratrötter.
Vi får alltså 5^(23).
Vi börjar med att förenkla uttrycket med potenslagarna. Sedan skriver vi om potensen som ett rotuttryck.
Svaret är alltså 1sqrt(5).