1.3 Potenser
Sommarmatte 1
Versionen från 23 april 2007 kl. 16.49 (redigera) Lina (Diskussion | bidrag) ← Gå till föregående ändring |
Nuvarande version (16 juli 2007 kl. 12.41) (redigera) (ogör) KTH.SE:u1zpa8nw (Diskussion | bidrag) (Ogör ändring 2326 av Special:Contributions/KTH.SE:u1zpa8nw (Användardiskussion:KTH.SE:u1zpa8nw)) |
||
(12 mellanliggande versioner visas inte.) | |||
Rad 1: | Rad 1: | ||
+ | __NOTOC__ | ||
<table><tr><td width="600"> | <table><tr><td width="600"> | ||
- | |||
- | =1.3 Potenser= | ||
<div class="inforuta"> | <div class="inforuta"> | ||
Rad 12: | Rad 11: | ||
<div class="inforuta"> | <div class="inforuta"> | ||
- | '''Läromål:''' | + | '''Lärandemål:''' |
Efter detta avsnitt ska du ha lärt dig att: | Efter detta avsnitt ska du ha lärt dig att: | ||
- | *Känna till begreppen bas och exponent | + | *Känna till begreppen bas och exponent. |
- | *Beräkna uttryck med heltalsexponent | + | *Beräkna uttryck med heltalsexponent. |
- | *Hantera potenslagarna i förenkling av potensuttryck | + | *Hantera potenslagarna i förenkling av potensuttryck. |
- | *Potenslagarna bara gäller för positiv bas | + | *Veta när potenslagarna är giltiga (positiv bas). |
- | *Avgöra vilket av två potensuttryck som är störst baserat på jämförelse av bas/exponent | + | *Avgöra vilket av två potensuttryck som är störst baserat på jämförelse av bas/exponent. |
</div> | </div> | ||
Rad 37: | Rad 36: | ||
Vi använder multiplikationssymbolen som ett kortare skrivsätt | Vi använder multiplikationssymbolen som ett kortare skrivsätt | ||
för upprepad addition av samma tal, t.ex. | för upprepad addition av samma tal, t.ex. | ||
- | + | $$ | |
- | + | 4 + 4 + 4 + 4 + 4 = 4 \cdot 5\mbox{.} | |
- | $ | + | $$ |
- | 4 + 4 + 4 + 4 + 4 = 4 \cdot 5 | + | |
- | $ | + | |
På ett liknande sätt används potenser som ett kortare | På ett liknande sätt används potenser som ett kortare | ||
- | skrivsätt för upprepad multiplikation av samma tal: | + | skrivsätt för upprepad multiplikation av samma tal: |
- | + | $$ | |
- | + | 4 \cdot 4 \cdot 4 \cdot 4 \cdot 4 = 4^5\mbox{.} | |
- | $ | + | $$ |
- | 4 \cdot 4 \cdot 4 \cdot 4 \cdot 4 = 4^5 | + | |
- | $ | + | |
Rad 70: | Rad 65: | ||
<br> | <br> | ||
<br> | <br> | ||
- | <li>$(-2)^4 = (-2) \cdot (-2) \cdot (-2) \cdot (-2)= 16 $ , men | + | <li>$(-2)^4 = (-2) \cdot (-2) \cdot (-2) \cdot (-2)= 16$, men |
$ -2^4 = -(2^4) = - (2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 2) = -16$ | $ -2^4 = -(2^4) = - (2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 2) = -16$ | ||
<br> | <br> | ||
<br> | <br> | ||
- | <li>$ 2\cdot 3^2 = 2 \cdot 3 \cdot 3 = 18 $ , men | + | <li>$ 2\cdot 3^2 = 2 \cdot 3 \cdot 3 = 18$, men |
$ (2\cdot3)^2 = 6^2 = 36$ | $ (2\cdot3)^2 = 6^2 = 36$ | ||
Rad 112: | Rad 107: | ||
Med definitionen av potens följer ytterligare några räkneregler som förenklar | Med definitionen av potens följer ytterligare några räkneregler som förenklar | ||
beräkningar med potenser inblandade. Man ser t.ex. att | beräkningar med potenser inblandade. Man ser t.ex. att | ||
- | + | $$2^3 \cdot 2^5 = \underbrace{\,2\cdot 2\cdot 2\vphantom{{}_{\scriptscriptstyle 1}}\,}_{ 3\ {\rm st }} \cdot \underbrace{\,2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\vphantom{{}_{\scriptscriptstyle 1}}\,}_{ 5\ {\rm st }} = \underbrace{\,2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\vphantom{{}_{\scriptscriptstyle 1}}\,}_{ (3 + 5)\ {\rm st}} = 2^{3+5} = 2^8$$ | |
- | $2^3 \cdot 2^5 = \underbrace{2\cdot 2\cdot 2\,}_{ 3 \mbox{ st }} \cdot \underbrace{2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\,}_{ 5 \mbox{ st }} = \underbrace{ 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\,}_{ (3 + 5) \mbox{st}} = 2^{3+5} = 2^8$ | + | |
vilket generellt kan skrivas | vilket generellt kan skrivas | ||
<div class="regel"> | <div class="regel"> | ||
- | $$a^m \cdot a^n = a^{m+n}$$ | + | $$a^m \cdot a^n = a^{m+n}\mbox{.}$$ |
</div> | </div> | ||
- | Vid division av potenser kan också beräkningarna förenklas om potenserna har samma bas: | + | Vid division av potenser kan också beräkningarna förenklas om potenserna har samma bas |
- | + | $$ | |
- | $ | + | \frac{2^7}{2^3}=\displaystyle\frac{ 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot \not{2}\cdot \not{2}\cdot \not{2} }{ \not{2}\cdot \not{2}\cdot \not{2}} = |
- | \displaystyle\frac{2^7}{2^3}=\displaystyle\frac{ 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot \not{2}\cdot \not{2}\cdot \not{2} }{ \not{2}\cdot \not{2}\cdot \not{2}} = | + | 2^{7-3}=2^4\mbox{.} |
- | 2^{7-3}=2^4 | + | $$ |
- | $ | + | |
Den allmänna regeln blir | Den allmänna regeln blir | ||
<div class="regel"> | <div class="regel"> | ||
- | $$\displaystyle\frac{a^m}{a^n}= a^{m-n}$$ | + | $$\displaystyle\frac{a^m}{a^n}= a^{m-n}\mbox{.}$$ |
</div> | </div> | ||
När man råkar ut för en potens av en potens finns ytterligare | När man råkar ut för en potens av en potens finns ytterligare | ||
en användbar räkneregel. Vi ser att | en användbar räkneregel. Vi ser att | ||
- | + | $$ | |
- | + | (5^2)^3 = 5^2 \cdot 5^2 \cdot 5^2 = \underbrace{\,5\cdot 5\vphantom{{}_{\scriptscriptstyle 1}}\,}_{ 2\ {\rm st}} \cdot \underbrace{\,5\cdot 5\vphantom{{}_{\scriptscriptstyle 1}}\,}_{ 2\ {\rm st}} \cdot \underbrace{\,5\cdot 5\vphantom{{}_{\scriptscriptstyle 1}}\,}_{2\ {\rm st}} = \underbrace{\,5\cdot 5 \cdot 5 \cdot 5 \cdot 5 \cdot 5\vphantom{{}_{\scriptscriptstyle 1}}\,}_{3\ {\rm gånger}\ 2\ {\rm st}} = 5^{2 \cdot 3} = 5^6\mbox{.} | |
- | $ | + | $$ |
- | (5^2)^3 = 5^2 \cdot 5^2 \cdot 5^2 = \underbrace{5\cdot 5\,}_{ 2 \mbox{ st }} \cdot \underbrace{5\cdot 5\,}_{ 2 \mbox{ st }} \cdot \underbrace{5\cdot 5\,}_{ 2 \mbox{ st }} = \underbrace{5\cdot 5 \cdot 5 \cdot 5 \cdot 5 \cdot 5\,}_{ 3 \mbox{ gånger } 2 \mbox{ st }} = 5^{2 \cdot 3} = 5^6 | + | |
- | $ | + | |
och | och | ||
- | + | $$ | |
- | $ | + | (5^3)^2 = 5^3\cdot5^3= \underbrace{\,5\cdot 5 \cdot 5\vphantom{{}_{\scriptscriptstyle 1}}\,}_{3\ {\rm st}} \cdot \underbrace{\,5\cdot 5 \cdot 5\vphantom{{}_{\scriptscriptstyle 1}}\,}_{3\ {\rm st}} = \underbrace{\,5\cdot 5 \cdot 5\,\cdot\,5\cdot 5 \cdot 5\vphantom{{}_{\scriptscriptstyle 1}}\,}_{2\ {\rm gånger}\ 3\ {\rm st}}=5^{2\cdot3}=5^6\mbox{.} |
- | (5^3)^2 = 5^3\cdot5^3= \underbrace{(5\cdot 5 \cdot 5)\,}_{ 3 \mbox{ st }} \cdot \underbrace{(5\cdot 5 \cdot 5)\,}_{ 3 \mbox{ st }} = \underbrace{(5\cdot 5 \cdot 5)\,\cdot\,(5\cdot 5 \cdot 5)\,}_{ 2 \mbox{ gånger } 3 \mbox{ st }}=5^{2\cdot3}=5^6 | + | $$ |
- | $ | + | |
Allmänt kan detta skrivas | Allmänt kan detta skrivas | ||
<div class="regel"> | <div class="regel"> | ||
- | $$(a^m)^n = a^{m \cdot n} $$ | + | $$(a^m)^n = a^{m \cdot n}\mbox{.} $$ |
</div> | </div> | ||
Rad 201: | Rad 191: | ||
Om ett bråk har samma potensuttryck i både täljare och nämnare så inträffar följande: | Om ett bråk har samma potensuttryck i både täljare och nämnare så inträffar följande: | ||
- | + | $$ | |
- | + | \frac{5^3}{5^3} = 5^{3-3} = 5^0\quad\text{samtidigt som}\quad | |
- | $ | + | \frac{5^3}{5^3} = \frac{ 5 \cdot 5 \cdot 5 }{ 5 \cdot 5 \cdot 5 } = \frac{125}{125} = 1\mbox{.} |
- | \displaystyle\frac{5^3}{5^3} = 5^{3-3} = 5^0 $ | + | $$ |
- | samtidigt som | + | |
- | $ \displaystyle\frac{5^3}{5^3} = \displaystyle\frac{ 5 \cdot 5 \cdot 5 }{ 5 \cdot 5 \cdot 5 } = \displaystyle\frac{125}{125} = 1$. | + | |
Rad 213: | Rad 201: | ||
<div class="regel"> | <div class="regel"> | ||
- | $$ a^0 = 1 $$ | + | $$ a^0 = 1\mbox{.} $$ |
</div> | </div> | ||
Vi kan också råka ut för att exponenten i nämnaren är | Vi kan också råka ut för att exponenten i nämnaren är | ||
större än den i täljaren. Vi får t.ex. | större än den i täljaren. Vi får t.ex. | ||
- | + | $$ | |
- | + | \frac{3^4}{3^6} = 3^{4-6} = 3^{-2}\quad\text{och}\quad | |
- | $ | + | \frac{3^4}{3^6} = \frac{\not{3} \cdot \not{3} \cdot \not{3} \cdot \not{3} }{ \not{3} \cdot \not{3} \cdot \not{3} \cdot \not{3} \cdot 3 \cdot 3} = |
- | \displaystyle\frac{3^4}{3^6} = 3^{4-6} = 3^{-2} $ och | + | \frac{1}{3 \cdot 3} = \frac{1}{3^2}\mbox{.} |
- | + | $$ | |
- | $ \displaystyle\frac{3^4}{3^6} = | + | |
- | \displaystyle\frac{\not{3} \cdot \not{3} \cdot \not{3} \cdot \not{3} }{ \not{3} \cdot \not{3} \cdot \not{3} \cdot \not{3} \cdot 3 \cdot 3} = | + | |
- | \displaystyle\frac{1}{3 \cdot 3} = \displaystyle\frac{1}{3^2} | + | |
- | $ | + | |
- | + | ||
Vi ser här att enligt våra räkneregler måste den negativa | Vi ser här att enligt våra räkneregler måste den negativa | ||
- | exponenten betyda att | + | exponenten betyda att |
- | + | $$ | |
- | + | 3^{-2} = \frac{1}{3^2}\mbox{.} | |
- | $ | + | $$ |
- | 3^{-2} = \displaystyle\frac{1}{3^2} | + | |
- | $ | + | |
Den allmänna definitionen av negativa exponenter är att, för alla | Den allmänna definitionen av negativa exponenter är att, för alla | ||
Rad 241: | Rad 222: | ||
<div class="regel"> | <div class="regel"> | ||
- | $$a^{-n} = \displaystyle\frac{1}{a^n}$$ | + | $$a^{-n} = \frac{1}{a^n}\mbox{.}$$ |
</div> | </div> | ||
+ | |||
<div class="exempel"> | <div class="exempel"> | ||
Rad 250: | Rad 232: | ||
<ol type="a"> | <ol type="a"> | ||
<li>$ | <li>$ | ||
- | (-1)^{56} = 1$ eftersom $56$ är ett jämnt tal | + | \displaystyle\frac{7^{1293}}{7^{1293}} = 7^{1293 - 1293} = 7^0 = 1 |
+ | $ | ||
<br> | <br> | ||
<br> | <br> | ||
<li>$ | <li>$ | ||
- | \displaystyle \frac{1}{(-1)^{11}} = \displaystyle \frac{1}{-1} = -1$ eftersom 11 är ett udda tal | + | 3^7 \cdot 3^{-9} \cdot 3^4 = 3^{7+(-9)+4} = 3^2 |
+ | $ | ||
<br> | <br> | ||
<br> | <br> | ||
<li>$ | <li>$ | ||
- | \displaystyle \frac{(-2)^{127}}{2^{130}} = \displaystyle \frac{(-1 \cdot 2)^{127}}{2^{130}} = \displaystyle \frac{(-1)^{127} \cdot 2^{127}}{2^{130}} = \displaystyle \frac{-1 \cdot 2^{127}}{2^{130}} = - 2^{127-130} = -2^{-3} = - \displaystyle \frac{1}{2^3} = - \displaystyle \frac{1}{8}$ | + | 0{,}001 = \displaystyle\frac{1}{1000} = \displaystyle\frac{1}{10^3} = 10^{-3} |
- | </ol> | + | |
- | </div> | + | |
- | + | ||
- | <div class="exempel"> | + | |
- | '''Exempel 6''' | + | |
- | <br> | + | |
- | <br> | + | |
- | <ol type="a"> | + | |
- | <li>$ | + | |
- | \displaystyle\frac{7^{1293}}{7^{1293}} = 7^{1293 - 1293} = 7^0 = 1 | + | |
$ | $ | ||
<br> | <br> | ||
<br> | <br> | ||
<li>$ | <li>$ | ||
- | 3^7 \cdot 3^{-9} \cdot 3^4 = 3^{7+(-9)+4} = 3^2 | + | 0{,}008 = \displaystyle\frac{8}{1000} = \displaystyle\frac{1}{125} = \displaystyle\frac{1}{5^3} = 5^{-3} |
$ | $ | ||
<br> | <br> | ||
<br> | <br> | ||
<li>$ | <li>$ | ||
- | (-1)^{-999} = \displaystyle\frac{1}{(-1)^{999}} = \displaystyle\frac{1}{-1} = -1 | + | \left(\displaystyle\frac{2}{3}\right)^{-1} = \displaystyle\frac{1}{\left(\displaystyle\frac{2}{3}\right)^1} = 1\cdot \displaystyle\frac{3}{2} = \displaystyle\frac{3}{2} |
$ | $ | ||
<br> | <br> | ||
<br> | <br> | ||
<li>$ | <li>$ | ||
- | 0,001 = \displaystyle\frac{1}{1000} = \displaystyle\frac{1}{10^3} = 10^{-3} | + | \left(\displaystyle\frac{1}{3^2}\right)^{-3} = (3^{-2})^{-3} = 3^{(-2)\cdot(-3)}=3^6 |
$ | $ | ||
<br> | <br> | ||
<br> | <br> | ||
<li>$ | <li>$ | ||
- | 0,008 = \displaystyle\frac{8}{1000} = \displaystyle\frac{1}{125} = \displaystyle\frac{1}{5^3} = 5^{-3} | + | 0.01^5 = (10^{-2})^5 = 10^{-2 \cdot 5} = 10^{-10} |
$ | $ | ||
+ | </ol> | ||
+ | |||
+ | </div> | ||
+ | |||
+ | Om basen i ett potensuttryck är $-1$ så blir uttrycket alternerande $-1$ eller $+1$ beroende på exponentens värde | ||
+ | $$ | ||
+ | \eqalign{(-1)^1 &= -1\cr | ||
+ | (-1)^2 &= (-1)\cdot(-1) = +1\cr | ||
+ | (-1)^3 &= (-1)\cdot(-1)^2 = (-1)\cdot 1 = -1\cr | ||
+ | (-1)^4 &= (-1)\cdot(-1)^3 = (-1)\cdot (-1) = 1\cr | ||
+ | \quad\hbox{o.s.v.}} | ||
+ | $$ | ||
+ | |||
+ | Regeln är att $(-1)^n$ är lika med $-1$ om $n$ är udda och lika med $+1$ om $n$ är jämn. | ||
+ | |||
+ | |||
+ | <div class="exempel"> | ||
+ | '''Exempel 6''' | ||
<br> | <br> | ||
<br> | <br> | ||
+ | <ol type="a"> | ||
<li>$ | <li>$ | ||
- | \left(\displaystyle\frac{2}{3}\right)^{-1} = \displaystyle\frac{1}{\left(\displaystyle\frac{2}{3}\right)^1} = 1\cdot \displaystyle\frac{3}{2} = \displaystyle\frac{3}{2} | + | (-1)^{56} = 1\quad$ eftersom $56$ är ett jämnt tal |
- | $ | + | |
<br> | <br> | ||
<br> | <br> | ||
<li>$ | <li>$ | ||
- | \left(\displaystyle\frac{1}{3^2}\right)^{-3} = (3^{-2})^{-3} = 3^{(-2)\cdot(-3)}=3^6 | + | \displaystyle \frac{1}{(-1)^{11}} = \displaystyle \frac{1}{-1} = -1\quad$ eftersom 11 är ett udda tal |
- | $ | + | |
<br> | <br> | ||
<br> | <br> | ||
<li>$ | <li>$ | ||
- | 0.01^5 = (10^{-2})^5 = 10^{-2 \cdot 5} = 10^{-10} | + | \displaystyle \frac{(-2)^{127}}{2^{130}} = \displaystyle \frac{(-1 \cdot 2)^{127}}{2^{130}} = \displaystyle \frac{(-1)^{127} \cdot 2^{127}}{2^{130}} = \displaystyle \frac{-1 \cdot 2^{127}}{2^{130}} = - 2^{127-130} = -2^{-3} = - \displaystyle \frac{1}{2^3} = - \displaystyle \frac{1}{8}$ |
- | $ | + | |
</ol> | </ol> | ||
- | |||
</div> | </div> | ||
- | ==Byte av bas== | ||
+ | ==Byte av bas== | ||
Man bör vara uppmärksam på att vid förenkling av uttryck om möjligt | Man bör vara uppmärksam på att vid förenkling av uttryck om möjligt | ||
försöka skriva ihop potenser genom att välja samma bas. Det handlar ofta om att | försöka skriva ihop potenser genom att välja samma bas. Det handlar ofta om att | ||
Rad 316: | Rad 305: | ||
igen potenser av dessa tal, exempelvis | igen potenser av dessa tal, exempelvis | ||
+ | $$4=2^2,\;\; 8=2^3,\;\; 16=2^4,\;\; 32=2^5,\;\; 64=2^6,\;\; 128=2^7,\;\ldots$$ | ||
+ | $$9=3^2,\;\; 27=3^3,\;\; 81=3^4,\;\; 243=3^5,\;\ldots$$ | ||
+ | $$25=5^2,\;\; 125=5^3,\;\; 625=5^4,\;\ldots$$ | ||
- | $ | ||
- | 4=2^2 \;,\; 8=2^3 \;,\; 16=2^4 \;,\; 32=2^5 \;,\; 64=2^6 \;,\; 128=2^7 \;,\ldots | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | 9=3^2 \;,\; 27=3^3 \;,\; 81=3^4 \;,\; 243=3^5 \;,\ldots | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
- | |||
- | |||
- | $ | ||
- | 25=5^2 \;,\; 125=5^3 \;,\; 625=5^4 \;,\ldots | ||
- | $ | ||
- | |||
- | |||
Men även | Men även | ||
+ | $$ | ||
+ | \frac{1}{4}=\frac{1}{2^2} = 2^{-2},\;\; \frac{1}{8}=\frac{1}{2^3}=2^{-3},\;\; \frac{1}{16}=\frac{1}{2^4}=2^{-4},\;\ldots | ||
+ | $$ | ||
+ | $$ | ||
+ | \frac{1}{9}=\frac{1}{3^2}=3^{-2},\;\; \frac{1}{27}=\frac{1}{3^3}=3^{-3},\;\ldots | ||
+ | $$ | ||
- | + | $$ | |
- | $ | + | \frac{1}{25}=\frac{1}{5^2}=5^{-2},\;\; \frac{1}{125}=\frac{1}{5^3}=5^{-3},\;\ldots |
- | \displaystyle\frac{1}{4}=\displaystyle\frac{1}{2^2} = 2^{-2} \;,\; \displaystyle\frac{1}{8}=\displaystyle\frac{1}{2^3}=2^{-3} \;,\; \displaystyle\frac{1}{16}=\displaystyle\frac{1}{2^4}=2^{-4} \;,\ldots | + | $$ |
- | $ | + | |
- | + | ||
- | + | ||
- | + | ||
- | + | ||
- | $ | + | |
- | \displaystyle \frac{1}{9}=\displaystyle \frac{1}{3^2}=3^{-2} \;,\; \displaystyle \frac{1}{27}=\displaystyle \frac{1}{3^3}=3^{-3} \;,\ldots | + | |
- | $ | + | |
- | + | ||
- | + | ||
- | + | ||
- | + | ||
- | $ | + | |
- | \displaystyle\frac{1}{25}=\displaystyle\frac{1}{5^2}=5^{-2} \;,\; \displaystyle\frac{1}{125}=\displaystyle\frac{1}{5^3}=5^{-3} \;,\ldots | + | |
- | $ | + | |
- | + | ||
o.s.v. | o.s.v. | ||
- | |||
<div class="exempel"> | <div class="exempel"> | ||
Rad 370: | Rad 332: | ||
<br> | <br> | ||
<ol type="a"> | <ol type="a"> | ||
- | + | <li>Skriv $8^3 \cdot 4^{-2} \cdot 16$ som en potens med basen 2. | |
- | <li>Skriv som en potens med basen 2: | + | <br/> |
- | + | <br/> | |
- | $ 8^3 \cdot 4^{-2} \cdot 16 $ | + | :$8^3 \cdot 4^{-2} \cdot 16 = (2^3)^3 \cdot (2^2)^{-2} \cdot 2^4 = 2^{3 \cdot 3} \cdot 2^{2 \cdot (-2)} \cdot 2^4 <br><br>= 2^9 \cdot 2^{-4} \cdot 2^4 = 2^{9-4+4} =2^9$ |
- | + | <br/> | |
- | <br> | + | <br/> |
- | <br> | + | <li>Skriv $\displaystyle\frac{27^2 \cdot (1/9)^{-2}}{81^2}$ som en potens av basen 3. |
- | '''Lösning:''' | + | <br/> |
- | <br> | + | <br/> |
- | <br> | + | :$\displaystyle\frac{27^2 \cdot (1/9)^{-2}}{81^2} = \frac{(3^3)^2 \cdot (1/3^2)^{-2}}{(3^4)^2} = \frac{(3^3)^2 \cdot (3^{-2})^{-2}}{(3^4)^2}$ |
- | $ 8^3 \cdot 4^{-2} \cdot 16 = (2^3)^3 \cdot (2^2)^{-2} \cdot 2^4 = 2^{3 \cdot 3} \cdot 2^{2 \cdot (-2)} \cdot 2^4 <br><br>= 2^9 \cdot 2^{-4} \cdot 2^4 = 2^{9-4+4} =2^9$ | + | <br/> |
- | <br> | + | :$\displaystyle\qquad{} = \frac{3^{3 \cdot 2} \cdot 3^{(-2) \cdot (-2)}}{3^{4 \cdot 2}} = \frac{3^6\cdot 3^4}{3^8} = \frac{3^{6 + 4}}{3^8}= \frac{3^{10}}{3^8} = 3^{10-8}= 3^2$ |
- | <br> | + | <br/> |
- | <li>Skriv som en potens av basen 3: | + | <br/> |
- | <br> | + | <li>Skriv $\displaystyle\frac{81 \cdot 32^2 \cdot (2/3)^2}{2^5+2^4}$ så enkelt som möjligt: |
- | <br> | + | <br/> |
- | $\displaystyle\frac{27^2 \cdot (1/9)^{-2}}{81^2}$ | + | <br/> |
- | <br> | + | :$\displaystyle\frac{81 \cdot 32^2 \cdot (2/3)^2}{2^5+2^4} = \frac{3^4 \cdot (2^5)^2 \cdot \displaystyle\frac{2^2}{3^2}}{2^{4+1}+2^4} = \frac{3^4 \cdot 2^{5 \cdot 2} \cdot \displaystyle\frac{2^2}{3^2}}{2^4 \cdot 2^1 +2^4} = \frac{3^4 \cdot 2^{10} \cdot \displaystyle\frac{2^2}{3^2}}{2^4 \cdot(2^1+1)}$ |
- | <br> | + | <br/> |
- | + | :$\displaystyle\qquad{} = \frac{ \displaystyle\frac{3^4 \cdot 2^{10} \cdot 2^2}{3^2}}{2^4 \cdot 3} = \frac{ 3^4 \cdot 2^{10} \cdot 2^2 }{3^2 \cdot 2^4 \cdot 3 } = 3^{4-2-1} \cdot 2^{10+2-4} = 3^1 \cdot 2^8= 3\cdot 2^8$ | |
- | '''Lösning:''' | + | <br/> |
- | <br> | + | |
- | <br> | + | |
- | + | ||
- | $\displaystyle\frac{27^2 \cdot (1/9)^{-2}}{81^2} = | + | |
- | \displaystyle\frac{(3^3)^2 \cdot (1/3^2)^{-2}}{(3^4)^2} = | + | |
- | \displaystyle\frac{(3^3)^2 \cdot (3^{-2})^{-2}}{(3^4)^2}$<br><br>$ = | + | |
- | \displaystyle\frac{3^{3 \cdot 2} \cdot 3^{(-2) \cdot (-2)}}{3^{4 \cdot 2}} = | + | |
- | \displaystyle\frac{3^6\cdot 3^4}{3^8} = \displaystyle\frac{3^{6 + 4}}{3^8}= | + | |
- | \displaystyle\frac{3^{10}}{3^8} = | + | |
- | 3^{10-8}= 3^2$ | + | |
- | <br> | + | |
- | <br> | + | |
- | <li>Skriv så enkelt som möjligt: | + | |
- | <br> | + | |
- | <br> | + | |
- | $\displaystyle\frac{81 \cdot 32^2 \cdot (2/3)^2}{2^5+2^4}$ | + | |
- | <br> | + | |
- | <br> | + | |
- | '''Lösning:''' | + | |
- | <br> | + | |
- | <br> | + | |
- | $ | + | |
- | \displaystyle\frac{81 \cdot 32^2 \cdot (2/3)^2}{2^5+2^4}= | + | |
- | \displaystyle\frac{3^4 \cdot (2^5)^2 \cdot \displaystyle\frac{2^2}{3^2}}{2^{4+1}+2^4} = | + | |
- | \displaystyle\frac{3^4 \cdot 2^{5 \cdot 2} \cdot \displaystyle\frac{2^2}{3^2}}{2^4 \cdot 2^1 +2^4} = | + | |
- | \displaystyle\frac{3^4 \cdot 2^{10} \cdot \displaystyle\frac{2^2}{3^2}}{2^4 \cdot(2^1+1)}$<br><br>$ = | + | |
- | \displaystyle\frac{ \displaystyle\frac{3^4 \cdot 2^{10} \cdot 2^2}{3^2}}{2^4 \cdot 3} = | + | |
- | \displaystyle\frac{ 3^4 \cdot 2^{10} \cdot 2^2 }{3^2 \cdot 2^4 \cdot 3 } = | + | |
- | 3^{4-2-1} \cdot 2^{10+2-4}= | + | |
- | 3^1 \cdot 2^8= | + | |
- | 3\cdot 2^8 | + | |
- | $ | + | |
- | + | ||
</ol> | </ol> | ||
</div> | </div> | ||
Rad 434: | Rad 363: | ||
Eftersom exempelvis | Eftersom exempelvis | ||
- | + | $$2^{1/2} \cdot 2^{1/2} = 2^{1/2 + 1/2} = 2^1 = 2$$ | |
- | $\quad 2^{1/2} \cdot 2^{1/2} = 2^{1/2 + 1/2} = 2^1 = 2$ , så måste $ 2^{1/2} $ vara samma sak som $ \sqrt{2} $ eftersom | + | så måste $ 2^{1/2} $ vara samma sak som $\,\sqrt{2}\,$ i och med att $\,\sqrt2\,$ definieras som det tal som uppfyller $\,\sqrt2\cdot\sqrt2 = 2\,$ . |
- | + | ||
- | $\quad \sqrt2 | + | |
- | $ är det tal som uppfyller | + | |
- | $\sqrt2\cdot\sqrt2 = 2$ | + | |
- | Allmänt kan vi göra definitionen: | + | Allmänt kan vi göra definitionen |
- | $ | + | <div class="regel"> |
- | a^{1/2} = \sqrt{a} | + | $$a^{1/2} = \sqrt{a}\mbox{.}$$ |
- | $ | + | </div> |
- | Vi ser då att vi måste förutsätta att $a\ge 0$, eftersom t.ex. | + | Vi måste då förutsätta att $a\ge 0$, eftersom inget reellt tal multiplicerat med sig själv kan ge ett negativt tal. |
- | $ | + | Man ser också att exempelvis |
- | (-2)^{1/2} = \sqrt{-2} | + | $$5^{1/3} \cdot 5^{1/3} \cdot 5^{1/3} = 5^{1/3 + 1/3 +1/3} = 5^1 = 5$$ |
- | $ | + | |
- | + | ||
- | inte är möjligt. Man ser också att exempelvis | + | |
- | + | ||
- | $ | + | |
- | 5^{1/3} \cdot 5^{1/3} \cdot 5^{1/3} = | + | |
- | 5^{1/3 + 1/3 +1/3} = 5^1 = 5 | + | |
- | $ | + | |
- | + | ||
- | som innebär att | + | |
- | $ 5^{1/3} = \sqrt[\scriptstyle3]{5} $, vilket kan generaliseras till att | + | som innebär att $\,5^{1/3} = \sqrt[\scriptstyle3]{5}\mbox{,}\,$ vilket kan generaliseras till att |
<div class="regel"> | <div class="regel"> | ||
- | $$a^{1/n} = \sqrt[\scriptstyle n]{a}$$ | + | $$a^{1/n} = \sqrt[\scriptstyle n]{a}\mbox{.}$$ |
</div> | </div> | ||
Rad 471: | Rad 386: | ||
<div class="regel"> | <div class="regel"> | ||
- | $$ | + | $$a^{m/n} = (a^m)^{1/n} = \sqrt[\scriptstyle n]{a^m}$$ |
- | a^{m/n} = (a^m)^{1/n} = \sqrt[\scriptstyle n]{a^m}$$ | + | |
- | </div> | + | |
eller | eller | ||
- | <div class="regel"> | + | $$a^{m/n} = (a^{1/n})^m = (\sqrt[\scriptstyle n]{a}\,)^m\mbox{.} $$ |
- | $$ | + | |
- | a^{m/n} = (a^{1/n})^m = (\sqrt[\scriptstyle n]{a})^m $$ | + | |
</div> | </div> | ||
Rad 487: | Rad 398: | ||
<br> | <br> | ||
<ol type="a"> | <ol type="a"> | ||
- | <li>$ | + | <li>$27^{1/3} = \sqrt[\scriptstyle 3]{27} = 3\quad$ eftersom $3 \cdot 3 \cdot 3 =27$ |
- | 27^{1/3} = \sqrt[\scriptstyle 3]{27} = 3$ eftersom $3 \cdot 3 \cdot 3 =27$ | + | |
- | $ | + | |
<br> | <br> | ||
<br> | <br> | ||
Rad 533: | Rad 442: | ||
</div> | </div> | ||
- | + | Har en potens en positiv exponent så blir potensen större ju större basen är. Det motsatta gäller om exponenten är negativ: då blir potensen mindre när basen blir större. | |
- | Har en potens en positiv exponent så blir potensen större ju större basen är. Det motsatta gäller om exponenten är negativ, Då blir potensen mindre när basen blir större. | + | |
<div class="exempel"> | <div class="exempel"> | ||
Rad 547: | Rad 455: | ||
</ol> | </ol> | ||
</div> | </div> | ||
- | |||
Ibland krävs det en omskrivning av potenserna för att kunna avgöra | Ibland krävs det en omskrivning av potenserna för att kunna avgöra | ||
storleksförhållandet. Vill man t.ex. jämföra | storleksförhållandet. Vill man t.ex. jämföra | ||
- | + | $125^2$ med $36^3$ | |
- | $125^2 \mbox{ med } 36^3$ | + | |
- | + | ||
kan man göra omskrivningarna | kan man göra omskrivningarna | ||
+ | $$ | ||
+ | 125^2 = (5^3)^2 = 5^6\quad \text{och}\quad 36^3 = (6^2)^3 = 6^6 | ||
+ | $$ | ||
- | $ | + | varefter man kan konstatera att $36^3 > 125^2$. |
- | 125^2 = (5^3)^2 = 5^6 \mbox{ och } 36^3 = (6^2)^3 = 6^6 | + | |
- | $ | + | |
- | + | ||
- | varefter man kan konstatera att | + | |
- | + | ||
- | $36^3 > 125^2.$ | + | |
- | + | ||
- | + | ||
<div class="exempel"> | <div class="exempel"> | ||
Rad 570: | Rad 470: | ||
<br> | <br> | ||
<br> | <br> | ||
- | <ol type="a"> | ||
Avgör vilket tal som är störst av | Avgör vilket tal som är störst av | ||
<br> | <br> | ||
<br> | <br> | ||
+ | <ol type="a"> | ||
<li>$ 25^{1/3} $ och $ 5^{3/4} $ | <li>$ 25^{1/3} $ och $ 5^{3/4} $ | ||
- | <br> | ||
- | <br> | ||
- | '''Lösning:''' | ||
<br> | <br> | ||
<br> | <br> | ||
Rad 588: | Rad 485: | ||
::$5^{3/4} > 25^{1/3} $ | ::$5^{3/4} > 25^{1/3} $ | ||
- | eftersom $\displaystyle\frac{3}{4} > \displaystyle\frac{2}{3}$ och basen $5$ är större än $1$. | + | eftersom $\frac{3}{4} > \frac{2}{3}$ och basen $5$ är större än $1$. |
- | <br> | + | |
- | <br> | + | |
- | <li>$(\sqrt{8})^5 $ och $128$ | + | |
<br> | <br> | ||
<br> | <br> | ||
- | '''Lösning:''' | + | <li>$(\sqrt{8}\,)^5 $ och $128$ |
<br> | <br> | ||
<br> | <br> | ||
Både $8$ och $128$ kan skrivas som potenser av $2$ | Både $8$ och $128$ kan skrivas som potenser av $2$ | ||
- | ::$ 8 = 2\cdot 4 = 2 \cdot 2 \cdot 2 = 2^3$ | + | ::$ 8 = 2\cdot 4 = 2 \cdot 2 \cdot 2 = 2^3\mbox{,}$ |
- | ::$ 128 = 2\cdot 64 = 2\cdot 2\cdot 32 = 2\cdot 2\cdot 2\cdot 16 = 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 8 = 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2^3 = 2^7$ | + | ::$ 128 = 2\cdot 64 = 2\cdot 2\cdot 32 = 2\cdot 2\cdot 2\cdot 16 = 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 8 = 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2^3 = 2^7\mbox{.}$ |
Detta betyder att | Detta betyder att | ||
- | ::$(\sqrt{8})^5 = (8^{1/2})^5 = (8)^{5/2} = (2^3)^{5/2} = 2^{3\cdot frac{5}{2}}= 2^{15/2}$ | + | ::$(\sqrt{8}\,)^5 = (8^{1/2})^5 = (8)^{5/2} = (2^3)^{5/2} = 2^{3\cdot\frac{5}{2}}= 2^{15/2}$ |
::$128 = 2^7 = 2^{14/2}$ | ::$128 = 2^7 = 2^{14/2}$ | ||
Rad 611: | Rad 505: | ||
och därför är | och därför är | ||
- | ::$(\sqrt{8})^5 > 128 $ | + | ::$(\sqrt{8}\,)^5 > 128 $ |
- | i och med att $ \displaystyle\frac{15}{2} > \displaystyle\frac{14}{2}$ och basen $2$ är större än $1$. | + | i och med att $\frac{15}{2} > \frac{14}{2}$ och basen $2$ är större än $1$. |
<br> | <br> | ||
<br> | <br> | ||
- | <li>$ (8^2)^{1/5} $ och $ (\sqrt{27})^{4/5}$ | + | <li>$ (8^2)^{1/5} $ och $ (\sqrt{27}\,)^{4/5}$ |
<br> | <br> | ||
<br> | <br> | ||
- | '''Lösning:''' | + | Eftersom $8=2^3$ och $27=3^3$ så kan ett första steg vara att förenkla och skriva talen som potenser av $2$ respektive $3$, |
- | <br> | + | |
- | <br> | + | |
- | Eftersom $8=2^3$ och $27=3^3$ aå kan ett första steg vara att förenkla och skriva talen som potenser av $2$ respektive $3$, | + | |
- | ::$(8^2)^{1/5} = (8)^{2/5} = (2^3)^{2/5} = 2^{3\cdot \frac{2}{5}} = 2^{6/5}$ | + | ::$(8^2)^{1/5} = (8)^{2/5} = (2^3)^{2/5} = 2^{3\cdot \frac{2}{5}} = 2^{6/5}\mbox{,}$ |
- | ::$(\sqrt{27})^{4/5} = (27^{1/2})^{4/5} = 27^{ \frac{1}{2} \cdot \frac{4}{5}} = 27^{2/5} = (3^3)^{2/5} = 3^{3 \cdot \frac{2}{5}} = 3^{6/5}$ | + | ::$(\sqrt{27}\,)^{4/5} = (27^{1/2})^{4/5} = 27^{ \frac{1}{2} \cdot \frac{4}{5}} = 27^{2/5} = (3^3)^{2/5} = 3^{3 \cdot \frac{2}{5}} = 3^{6/5}\mbox{.}$ |
Nu ser vi att | Nu ser vi att | ||
- | ::$(\sqrt{27})^{4/5} > (8^2)^{1/5} $ | + | ::$(\sqrt{27}\,)^{4/5} > (8^2)^{1/5} $ |
eftersom $ 3>2$ och exponenten $\frac{6}{5}$ är positiv. | eftersom $ 3>2$ och exponenten $\frac{6}{5}$ är positiv. | ||
Rad 637: | Rad 528: | ||
<li>$ 3^{1/3} $ och | <li>$ 3^{1/3} $ och | ||
$ 2^{1/2}$ | $ 2^{1/2}$ | ||
- | <br> | ||
- | <br> | ||
- | '''Lösning:''' | ||
<br> | <br> | ||
<br> | <br> | ||
Vi skriver exponenterna med gemensam nämnare | Vi skriver exponenterna med gemensam nämnare | ||
- | ::$ \frac{1}{3} = \frac{2}{6} \quad$ och $\quad \frac{1}{2} = \frac{3}{6}$ . | + | ::$\displaystyle \frac{1}{3} = \frac{2}{6} \quad$ och $\quad \displaystyle\frac{1}{2} = \frac{3}{6}$ . |
Då har vi att | Då har vi att | ||
Rad 659: | Rad 547: | ||
</ol> | </ol> | ||
</div> | </div> | ||
+ | |||
+ | [[1.3 Övningar|Övningar]] | ||
+ | |||
<div class="inforuta"> | <div class="inforuta"> | ||
'''Råd för inläsning''' | '''Råd för inläsning''' | ||
+ | |||
+ | '''Grund- och slutprov''' | ||
+ | |||
+ | Efter att du har läst texten och arbetat med övningarna ska du göra grund- och slutprovet för att bli godkänd på detta avsnitt. Du hittar länken till proven i din student lounge. | ||
+ | |||
'''Tänk på att:''' | '''Tänk på att:''' | ||
- | Ett tal upphöjt till 0 är 1, om talet (basen) är skiljt från 0. | + | Ett tal upphöjt till 0 är 1, om talet (basen) är skild från 0. |
- | Rotlagarna är egentligen specialfall av potenslagarna. | ||
- | Exempelvis: $\sqrt{x}=x^{1/2}$ | ||
'''Lästips''' | '''Lästips''' | ||
Rad 677: | Rad 571: | ||
[http://primes.utm.edu/ Vilket är det största primtalet? Läs mer på The Prime Pages] | [http://primes.utm.edu/ Vilket är det största primtalet? Läs mer på The Prime Pages] | ||
+ | |||
'''Länktips''' | '''Länktips''' | ||
Rad 685: | Rad 580: | ||
</div> | </div> | ||
- | |||
- | |||
- | '''© Copyright 2006, KTH Matematik''' | ||
- | |||
- | |||
Nuvarande version
Innehåll:
Lärandemål: Efter detta avsnitt ska du ha lärt dig att:
|
|
[redigera] Teori[redigera] PotenserVi använder multiplikationssymbolen som ett kortare skrivsätt för upprepad addition av samma tal, t.ex. $$ 4 + 4 + 4 + 4 + 4 = 4 \cdot 5\mbox{.} $$
Exempel 1
Exempel 2
Det sista exemplet kan generaliseras till två användbara räkneregler för potenser: $$\left(\displaystyle\frac{a}{b}\right)^m = \displaystyle\frac{a^m}{b^m} \quad \mbox{och}\quad (ab)^m = a^m b^m$$ [redigera] PotenslagarMed definitionen av potens följer ytterligare några räkneregler som förenklar beräkningar med potenser inblandade. Man ser t.ex. att $$2^3 \cdot 2^5 = \underbrace{\,2\cdot 2\cdot 2\vphantom{{}_{\scriptscriptstyle 1}}\,}_{ 3\ {\rm st }} \cdot \underbrace{\,2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\vphantom{{}_{\scriptscriptstyle 1}}\,}_{ 5\ {\rm st }} = \underbrace{\,2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\vphantom{{}_{\scriptscriptstyle 1}}\,}_{ (3 + 5)\ {\rm st}} = 2^{3+5} = 2^8$$ vilket generellt kan skrivas $$a^m \cdot a^n = a^{m+n}\mbox{.}$$ Vid division av potenser kan också beräkningarna förenklas om potenserna har samma bas $$ \frac{2^7}{2^3}=\displaystyle\frac{ 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2\cdot \not{2}\cdot \not{2}\cdot \not{2} }{ \not{2}\cdot \not{2}\cdot \not{2}} = 2^{7-3}=2^4\mbox{.} $$ Den allmänna regeln blir $$\displaystyle\frac{a^m}{a^n}= a^{m-n}\mbox{.}$$ När man råkar ut för en potens av en potens finns ytterligare en användbar räkneregel. Vi ser att $$ (5^2)^3 = 5^2 \cdot 5^2 \cdot 5^2 = \underbrace{\,5\cdot 5\vphantom{{}_{\scriptscriptstyle 1}}\,}_{ 2\ {\rm st}} \cdot \underbrace{\,5\cdot 5\vphantom{{}_{\scriptscriptstyle 1}}\,}_{ 2\ {\rm st}} \cdot \underbrace{\,5\cdot 5\vphantom{{}_{\scriptscriptstyle 1}}\,}_{2\ {\rm st}} = \underbrace{\,5\cdot 5 \cdot 5 \cdot 5 \cdot 5 \cdot 5\vphantom{{}_{\scriptscriptstyle 1}}\,}_{3\ {\rm gånger}\ 2\ {\rm st}} = 5^{2 \cdot 3} = 5^6\mbox{.} $$ och $$ (5^3)^2 = 5^3\cdot5^3= \underbrace{\,5\cdot 5 \cdot 5\vphantom{{}_{\scriptscriptstyle 1}}\,}_{3\ {\rm st}} \cdot \underbrace{\,5\cdot 5 \cdot 5\vphantom{{}_{\scriptscriptstyle 1}}\,}_{3\ {\rm st}} = \underbrace{\,5\cdot 5 \cdot 5\,\cdot\,5\cdot 5 \cdot 5\vphantom{{}_{\scriptscriptstyle 1}}\,}_{2\ {\rm gånger}\ 3\ {\rm st}}=5^{2\cdot3}=5^6\mbox{.} $$
$$(a^m)^n = a^{m \cdot n}\mbox{.} $$ Exempel 3
Exempel 4
Om ett bråk har samma potensuttryck i både täljare och nämnare så inträffar följande: $$ \frac{5^3}{5^3} = 5^{3-3} = 5^0\quad\text{samtidigt som}\quad \frac{5^3}{5^3} = \frac{ 5 \cdot 5 \cdot 5 }{ 5 \cdot 5 \cdot 5 } = \frac{125}{125} = 1\mbox{.} $$
$$ a^0 = 1\mbox{.} $$ Vi kan också råka ut för att exponenten i nämnaren är större än den i täljaren. Vi får t.ex. $$ \frac{3^4}{3^6} = 3^{4-6} = 3^{-2}\quad\text{och}\quad \frac{3^4}{3^6} = \frac{\not{3} \cdot \not{3} \cdot \not{3} \cdot \not{3} }{ \not{3} \cdot \not{3} \cdot \not{3} \cdot \not{3} \cdot 3 \cdot 3} = \frac{1}{3 \cdot 3} = \frac{1}{3^2}\mbox{.} $$ Vi ser här att enligt våra räkneregler måste den negativa exponenten betyda att $$ 3^{-2} = \frac{1}{3^2}\mbox{.} $$ Den allmänna definitionen av negativa exponenter är att, för alla tal a som inte är 0 gäller att $$a^{-n} = \frac{1}{a^n}\mbox{.}$$
Exempel 5
Om basen i ett potensuttryck är $-1$ så blir uttrycket alternerande $-1$ eller $+1$ beroende på exponentens värde $$ \eqalign{(-1)^1 &= -1\cr (-1)^2 &= (-1)\cdot(-1) = +1\cr (-1)^3 &= (-1)\cdot(-1)^2 = (-1)\cdot 1 = -1\cr (-1)^4 &= (-1)\cdot(-1)^3 = (-1)\cdot (-1) = 1\cr \quad\hbox{o.s.v.}} $$ Regeln är att $(-1)^n$ är lika med $-1$ om $n$ är udda och lika med $+1$ om $n$ är jämn.
Exempel 6
[redigera] Byte av basMan bör vara uppmärksam på att vid förenkling av uttryck om möjligt försöka skriva ihop potenser genom att välja samma bas. Det handlar ofta om att välja 2, 3 eller 5 som bas och därför bör man lära sig att känna igen potenser av dessa tal, exempelvis $$4=2^2,\;\; 8=2^3,\;\; 16=2^4,\;\; 32=2^5,\;\; 64=2^6,\;\; 128=2^7,\;\ldots$$ $$9=3^2,\;\; 27=3^3,\;\; 81=3^4,\;\; 243=3^5,\;\ldots$$ $$25=5^2,\;\; 125=5^3,\;\; 625=5^4,\;\ldots$$ Men även $$ \frac{1}{4}=\frac{1}{2^2} = 2^{-2},\;\; \frac{1}{8}=\frac{1}{2^3}=2^{-3},\;\; \frac{1}{16}=\frac{1}{2^4}=2^{-4},\;\ldots $$ $$ \frac{1}{9}=\frac{1}{3^2}=3^{-2},\;\; \frac{1}{27}=\frac{1}{3^3}=3^{-3},\;\ldots $$ $$ \frac{1}{25}=\frac{1}{5^2}=5^{-2},\;\; \frac{1}{125}=\frac{1}{5^3}=5^{-3},\;\ldots $$ o.s.v. Exempel 7
[redigera] Rationell exponentVad händer om ett tal höjs upp till en rationell exponent? Gäller fortfarande de definitioner och räkneregler vi har använt oss av ovan? Eftersom exempelvis $$2^{1/2} \cdot 2^{1/2} = 2^{1/2 + 1/2} = 2^1 = 2$$ så måste $ 2^{1/2} $ vara samma sak som $\,\sqrt{2}\,$ i och med att $\,\sqrt2\,$ definieras som det tal som uppfyller $\,\sqrt2\cdot\sqrt2 = 2\,$ . Allmänt kan vi göra definitionen $$a^{1/2} = \sqrt{a}\mbox{.}$$ Vi måste då förutsätta att $a\ge 0$, eftersom inget reellt tal multiplicerat med sig själv kan ge ett negativt tal. Man ser också att exempelvis $$5^{1/3} \cdot 5^{1/3} \cdot 5^{1/3} = 5^{1/3 + 1/3 +1/3} = 5^1 = 5$$ som innebär att $\,5^{1/3} = \sqrt[\scriptstyle3]{5}\mbox{,}\,$ vilket kan generaliseras till att $$a^{1/n} = \sqrt[\scriptstyle n]{a}\mbox{.}$$ Genom att kombinera denna definition med en av de tidigare potenslagarna $((a^m)^n=a^{m\cdot n})$ får vi att, för alla $a\ge0$ gäller att $$a^{m/n} = (a^m)^{1/n} = \sqrt[\scriptstyle n]{a^m}$$ eller $$a^{m/n} = (a^{1/n})^m = (\sqrt[\scriptstyle n]{a}\,)^m\mbox{.} $$ Exempel 8
[redigera] Jämförelse av potenserOm man utan tillgång till miniräknare vill jämföra storleken av potenser, kan man i vissa fall avgöra detta genom att jämföra basen eller exponenten. Om basen i en potens är större är än $1$ så blir potensen större ju större exponenten är. Är däremot basen mellan $0$ och $1$ så blir potensen mindre istället när exponenten växer. Exempel 9
Har en potens en positiv exponent så blir potensen större ju större basen är. Det motsatta gäller om exponenten är negativ: då blir potensen mindre när basen blir större. Exempel 10
Ibland krävs det en omskrivning av potenserna för att kunna avgöra storleksförhållandet. Vill man t.ex. jämföra $125^2$ med $36^3$ kan man göra omskrivningarna $$ 125^2 = (5^3)^2 = 5^6\quad \text{och}\quad 36^3 = (6^2)^3 = 6^6 $$ varefter man kan konstatera att $36^3 > 125^2$. Exempel 11
Råd för inläsning Grund- och slutprov Efter att du har läst texten och arbetat med övningarna ska du göra grund- och slutprovet för att bli godkänd på detta avsnitt. Du hittar länken till proven i din student lounge.
Ett tal upphöjt till 0 är 1, om talet (basen) är skild från 0.
för dig som vill fördjupa dig ytterligare eller behöver en längre förklaring Läs mer om potenser på engelska Wikipedia Vilket är det största primtalet? Läs mer på The Prime Pages
Här kan du träna på potenslagarna
|
|