M_R_W02_M5 Potęgi i pierwiastki
1. Podsumowanie wiadomości o potęgach i pierwiastkach
Czy wiesz, że w notacji angielskiej symbol pierwiastka występuje bez kreski poziomej?
Dokładnie nie wiadomo kto i kiedy po raz pierwszy użył symbolu pierwiastka kwadratowego. Niektóre źródła historyczne podają, że symbol ten znali już Arabowie w XV wieku. Inni zaś twierdzą, że dopiero na przełomie XVI i XVII wieku zaczęto używać symbolu podobnego do stosowanego współcześnie.
Każdy pierwiastek kwadratowy można zapisać za pomocą ułamka łańcuchowego. Liczbom wymiernym odpowiadają ułamki skończone, liczbom niewymiernym – ułamki nieskończone.
W czwartym wieku p.n.e Platon rozważał problem związany z podwojeniem sześcianu, czyli zbudowaniu sześcianu o objętości dwa razy większej niż dany, który sprowadzał się do konstrukcji odcinka o długości . Sposobami obliczania przybliżonych wartości pierwiastków stopnia trzeciego, zajmował się między innymi w III wieku grecki matematyk Heron z Aleksandrii.
Przez wiele wieków ludziom wydawało się, że nasz świat jest co prawda duży, ale i tak wszelkie w nim odległości - nawet te do gwiazd - nie są dużo większe od tych, jakie spotykamy na Ziemi. Okazało się jednak, że żyjemy we Wszechświecie, którego wielkość i budowa musi być opisywana z użyciem naprawdę wielkich liczb.
Jak widzimy, zapisywanie wielkich liczb w tradycyjnej notacji dziesiętnej jest uciążliwe. Szybko bowiem możemy stracić rozeznanie w ich wielkości i, chcąc się przekonać jak są one duże, skłonni bylibyśmy liczyć w nich zera.
W takich przypadkach wygodniej jest posługiwać się liczbami zapisanymi w postaci potęgi - zazwyczaj używamy w tym celu potęgi liczby .
Rozwiniesz umiejętności związane z wykonywaniem działań na potęgach i pierwiastkach.
Dokonasz samooceny własnej pracy.
Poniżej zostały przedstawione najważniejsze pojęcia, które warto sobie przypomnieć, przed przystąpieniem do rozwiązywania zadań.
Jeśli i to .
Jeśli , – jest liczbą nieparzystą i to .
Prawa działań na pierwiastkach, gdy , , .
, gdy
, gdy
,
, gdy , , ,
, gdy , , ,
Działania na potęgach, gdy ,
Zapoznaj się z filmem edukacyjnym, a następnie odpowiedz na pytanie z Polecenia 2 i 3.
Co waży więcej: tysięcy kotów o wadze czy słoni o wadze ?
Odległość z Ziemi do Księżyca nie jest stała, wynosi bowiem od do . W pewnym dniu wynosiła . Ile to metrów? Wynik podaj w notacji wykładniczej.
Zapiszemy w postaci jednej potęgi wyrażenie .
Z definicji potęgi o wykładniku wymiernym:
.
Z własności iloczynu potęg o tych samych podstawach:
.
Z własności potęgowania potęgi:
.
Z własności iloczynu potęg o tych samych podstawach:
.
Z własności potęgowania potęgi:
.
Polecenie zostało wykonane, ale uzyskane wyrażenie ponownie można byłoby zapisać przy pomocy pierwiastka korzystając z definicji potęgi o wykładniku wymiernym .
Uprościmy wyrażenie .
Z definicji potęgi o wykładniku wymiernym:
.
Z własności iloczynu potęg o tych samych podstawach:
.
Z własności potęgowania potęgi:
.
Z definicji potęgi o wykładniku wymiernym:
.
Uprościmy wyrażenie .
Zamienimy najpierw pierwiastki na potęgi
Liczbę możemy przedstawić jako potęgę o podstawie : . Zatem:
.
Możemy teraz, korzystając z własności ilorazu potęg o tych samych podstawach, uprościć iloraz liczb i , otrzymując :
Do licznika powyższego ułamka zastosujemy własność iloczynu potęg o tych samych podstawach:
Pozostaje już tylko zastosować własność ilorazu potęg o tych samych podstawach
Zatem rozważane wyrażenie ma wartość równą .
Rozważymy wyrażenie nieskończone . Zauważmy, że jego wartość jest liczbą dodatnią i oznaczmy jego wartość przez :
Ponieważ wyrażenie po prawej stronie jest liczbą dodatnią, więc możemy obie strony powyższej równości podnieść do kwadratu otrzymując
Zauważmy teraz, że po prawej stronie ponownie pojawiło się początkowe wyrażenie , które oznaczyliśmy przez . Zatem równość przyjmuje postać
, co przekształca się jak następuje:
Korzystając z własności iloczynu równego zeru otrzymujemy, że lub , czyli .
Ponieważ , więc .
W powyższym przykładzie mamy do czynienia z wyrażeniem, które można zdefiniować rekurencyjnierekurencyjnie.
Zauważmy, że wyrażenie nieskończone to nic innego jak nieskończona sekwencja (ciągciąg) liczb: , , , ,
Wprowadźmy oznaczenia , , , ,
Przy takich oznaczeniach możemy zauważyć, że dla dowolnej naturalnej dodatniej liczby prawdziwa jest zależność oraz .
Ogólnie mówiąc wzór rekurencyjny to taki, w którym każdy wyraz, poza pierwszym, jest uzależniony od poprzednich.
Rozważmy liczbę .
Po podniesieniu każdej ze stron do kwadratu otrzymujemy równość , w której ponownie za wyrażenie możemy podstawić otrzymując równość .
Po podniesieniu obu stron do kwadratu, otrzymujemy , czyli , co jest równoważne .
Ponieważ jest liczbą dodatnią, więc , czyli .
Wyrażenie z powyższego przykładu również można zdefiniować rekurencyjnie. W tym przypadku zależność wygląda następująco:
, .
Wykażemy, że jeśli i , to .
Założenia: i .
Teza: .
Dowód
Rozważmy prawą stronę tezy. Z definicji potęgi o wykładniku wymiernym mamy .
Po podstawieniu danej wartości , otrzymujemy .
Możemy teraz skorzystać z własności potęgowania potęgi .
Zamienimy liczbę na potęgę o podstawie i skorzystamy z własności iloczynu potęg o tych samych podstawach:
, co kończy dowód.
Poniżej zastosujemy wzór , który jest prawdziwy dla liczb , .
Korzystając ze wzoru , przekształcimy wyrażenie .
.
Korzystając ze wzoru , przekształcimy wyrażenie .
.
Korzystając ze wzoru , uprościmy wyrażenie .
.
Sprawdź swoją wiedzę. Rozwiąż quiz.
Sprawdź swoją wiedzę
Przeanalizuj informacje zawarte w filmie samouczku.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1D6yWErVw3KE
Film nawiązujący do treści lekcji dotyczącej związku pierwiastkowania z potęgowaniem.
pierwiastek stopnia pięć z pięć koniec pierwiastka pierwiastek stopnia sześć z pięć koniec pierwiastka pierwiastek sześcienny z pierwiastek kwadratowy z pięć koniec pierwiastka koniec pierwiastka
Liczba pierwiastek stopnia sześć z dwadzieścia pięć koniec pierwiastka jest równa:
pierwiastek sześcienny z pięć koniec pierwiastka pierwiastek stopnia cztery z pięć koniec pierwiastka pierwiastek kwadratowy z pięć koniec pierwiastka
Liczba pierwiastek stopnia sześć z osiem koniec pierwiastka jest równa:
pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka pierwiastek stopnia dwanaście z sześćdziesiąt cztery koniec pierwiastka pierwiastek sześcienny z dwa koniec pierwiastka
Wyrażenie pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka, razy, pierwiastek sześcienny z dwa koniec pierwiastka jest równe:
pierwiastek stopnia pięć z dwa koniec pierwiastka pierwiastek stopnia sześć z dwa koniec pierwiastka pierwiastek stopnia sześć z trzydzieści dwa koniec pierwiastka
Na podstawie informacji zawartych w filmie rozwiąż test. W każdym pytaniu może być jedna lub więcej poprawnych odpowiedzi.
Zagraj w grę sprawdzającą, czy potrafisz stosować własności potęg i pierwiastków do rozwiązywania zadań z różnych dziedzin życia i nauki. Na pierwszym poziomie otrzymasz pytania z zakresu własności potęgowania i pierwiastkowania oraz stosowania potęg i pierwiastów w geometrii. Na drugim poziomie otrzymasz pytania z zakresu wykorzystania potęg i pierwiastówk w obliczeniach bankowych oraz w chemii i biologii. Powodzenia!
Rozwiąż quiz składający się z ośmiu pytań jednokrotnego wyboru.

Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/D6PFB9RM2
Ułóż cztery pytania związane z zagadnieniami omawianymi w tej lekcji. Zadaj je koledze z klasy. Odpowiedz na pytania ułożone przez niego. Kto odpowiedział na więcej pytań?
1. dziesięć indeks górny, sześć, koniec indeksu górnego, 2. dziesięć indeks górny, dziesięć, koniec indeksu górnego, 3. dziesięć indeks górny, pięć, koniec indeksu górnego, 4. dziesięć indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego, 5. dziesięć indeks górny, siedem, koniec indeksu górnego, 6. dziesięć indeks górny, dziewięć, koniec indeksu górnego, 7. dziesięć indeks górny, cztery, koniec indeksu górnego, 8. dziesięć indeks górny, osiem, koniec indeksu górnego m indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego
1. dziesięć indeks górny, sześć, koniec indeksu górnego, 2. dziesięć indeks górny, dziesięć, koniec indeksu górnego, 3. dziesięć indeks górny, pięć, koniec indeksu górnego, 4. dziesięć indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego, 5. dziesięć indeks górny, siedem, koniec indeksu górnego, 6. dziesięć indeks górny, dziewięć, koniec indeksu górnego, 7. dziesięć indeks górny, cztery, koniec indeksu górnego, 8. dziesięć indeks górny, osiem, koniec indeksu górnego cm indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego
1. dziesięć indeks górny, sześć, koniec indeksu górnego, 2. dziesięć indeks górny, dziesięć, koniec indeksu górnego, 3. dziesięć indeks górny, pięć, koniec indeksu górnego, 4. dziesięć indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego, 5. dziesięć indeks górny, siedem, koniec indeksu górnego, 6. dziesięć indeks górny, dziewięć, koniec indeksu górnego, 7. dziesięć indeks górny, cztery, koniec indeksu górnego, 8. dziesięć indeks górny, osiem, koniec indeksu górnego dm indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego
1. dziesięć indeks górny, sześć, koniec indeksu górnego, 2. dziesięć indeks górny, dziesięć, koniec indeksu górnego, 3. dziesięć indeks górny, pięć, koniec indeksu górnego, 4. dziesięć indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego, 5. dziesięć indeks górny, siedem, koniec indeksu górnego, 6. dziesięć indeks górny, dziewięć, koniec indeksu górnego, 7. dziesięć indeks górny, cztery, koniec indeksu górnego, 8. dziesięć indeks górny, osiem, koniec indeksu górnego mm indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego
Liczba n jest dwieście siedemdziesiąt trzy razy mniejsza od sumy dziewięć indeks górny, dwieście trzydzieści cztery, koniec indeksu górnego, plus, dziewięć indeks górny, dwieście trzydzieści pięć, koniec indeksu górnego, plus, dziewięć indeks górny, dwieście trzydzieści sześć, koniec indeksu górnego. Wówczas: Możliwe odpowiedzi: 1. n, mniejszy niż, trzy indeks górny, czterysta sześćdziesiąt osiem, koniec indeksu górnego, 2. n, większy niż, dwieście czterdzieści trzy indeks górny, dziewięćdziesiąt cztery, koniec indeksu górnego, 3. n, większy niż, dwadzieścia siedem indeks górny, sto pięćdziesiąt sześć, koniec indeksu górnego, 4. n, większy niż, osiemdziesiąt jeden indeks górny, sto szesnaście, koniec indeksu górnego
Wskaż liczbę, która jest największym wspólnym dzielnikiem wszystkich rozpatrywanych liczb. Możliwe odpowiedzi: 1. dziewięć, 2. szesnaście, 3. siedemnaście, 4. dziewiętnaście
Wykaż, że dla dowolnej dodatniej liczby całkowitej suma dzieli się przez iloczyn .
Zapisz wyrażenie w postaci potęgi liczby .
Uporządkuj poniższe wypowiedzi, aby otrzymać rozwiązanie zadania. Elementy do uszeregowania: 1. W powyższej równości za wyrażenie pierwiastek kwadratowy z trzy pierwiastek kwadratowy z dwa pierwiastek kwadratowy z trzy . . . koniec pierwiastka koniec pierwiastka koniec pierwiastka możemy podstawić x otrzymując równość x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, równa się, trzy pierwiastek kwadratowy z dwa x koniec pierwiastka., 2. Zauważmy najpierw, że wyrażenie pierwiastek kwadratowy z trzy pierwiastek kwadratowy z dwa pierwiastek kwadratowy z trzy pierwiastek kwadratowy z dwa . . . koniec pierwiastka koniec pierwiastka koniec pierwiastka koniec pierwiastka ma dodatnią wartość., 3. Wynika stąd, że x indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego, równa się, osiemnaście, czyli x, równa się, pierwiastek sześcienny z osiemnaście koniec pierwiastka., 4. Po przeniesieniu wyrażenia po prawej stronie równości na jej lewą stronę, otrzymujemy x indeks górny, cztery, koniec indeksu górnego, minus, osiemnaście x, równa się, zero., 5. Możemy obie strony powyższej równości podnieść do kwadratu otrzymując równość x indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, równa się, trzy pierwiastek kwadratowy z dwa pierwiastek kwadratowy z trzy pierwiastek kwadratowy z dwa . . . koniec pierwiastka koniec pierwiastka koniec pierwiastka., 6. Ponownie możemy obie strony otrzymanej równości podnieść do kwadratu otrzymując równość x indeks górny, cztery, koniec indeksu górnego, równa się, osiemnaście x, gdzie x, większy niż, zero., 7. Oznaczmy rozważane wyrażenie przez x:
x, równa się, pierwiastek kwadratowy z trzy pierwiastek kwadratowy z dwa pierwiastek kwadratowy z trzy pierwiastek kwadratowy z dwa . . . koniec pierwiastka koniec pierwiastka koniec pierwiastka koniec pierwiastka., 8. Wyłączając wspólny czynnik przed nawias, otrzymujemy x nawias, x indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego, minus, osiemnaście, zamknięcie nawiasu, równa się, zero., 9. Ponieważ iloczyn jest równy zero dokładnie wtedy, kiedy przynajmniej jeden z czynników jest zerem oraz x, większy niż, zero, więc x indeks górny, trzy, koniec indeksu górnego, minus, osiemnaście, równa się, zero.
Zapisz wyrażenie w najprostszej postaci.
nawias, a, plus, b, zamknięcie nawiasu, indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, równa się, a indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, plus, dwa a b, plus, b indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego oraz nawias, a, minus, b, zamknięcie nawiasu, indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, równa się, a indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego, minus, dwa a b, plus, b indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego. Wyrażenie nawias, pierwiastek sześcienny z trzy koniec pierwiastka, plus, pierwiastek sześcienny z dziewięć koniec pierwiastka, zamknięcie nawiasu, indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego jest równe:
pierwiastek sześcienny z dziewięć koniec pierwiastka, plus, pierwiastek sześcienny z osiemdziesiąt jeden koniec pierwiastka pierwiastek sześcienny z dziewięć koniec pierwiastka, plus, sześć, plus, pierwiastek sześcienny z osiemdziesiąt jeden koniec pierwiastka pierwiastek sześcienny z dziewięć koniec pierwiastka, plus, dwa pierwiastek sześcienny z dwadzieścia siedem koniec pierwiastka, plus, pierwiastek sześcienny z osiemdziesiąt jeden koniec pierwiastka
Wyrażenie dwa pierwiastek sześcienny z dwa koniec pierwiastka, plus, cztery pierwiastek sześcienny z cztery koniec pierwiastka, plus, cztery jest równe:
nawias, pierwiastek sześcienny z dwa koniec pierwiastka, plus, dwa, zamknięcie nawiasu, indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego nawias, pierwiastek sześcienny z cztery koniec pierwiastka, plus, dwa, zamknięcie nawiasu, indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego nawias, pierwiastek sześcienny z cztery koniec pierwiastka, plus, pierwiastek sześcienny z dwa koniec pierwiastka, zamknięcie nawiasu, indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego
Wyrażenie nawias, pierwiastek stopnia cztery z pięć koniec pierwiastka, minus, pierwiastek stopnia cztery z trzy koniec pierwiastka, zamknięcie nawiasu, indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego jest równe:
pierwiastek stopnia cztery z dwadzieścia pięć koniec pierwiastka, minus, pierwiastek stopnia cztery z dziewięć koniec pierwiastka pierwiastek kwadratowy z pięć koniec pierwiastka, minus, pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka pierwiastek kwadratowy z pięć koniec pierwiastka, minus, dwa pierwiastek stopnia cztery z piętnaście koniec pierwiastka, plus, pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka
Wyrażenie dwa pierwiastek kwadratowy z trzy koniec pierwiastka, minus, pierwiastek stopnia cztery z dwieście szesnaście koniec pierwiastka, plus, trzy pierwiastek kwadratowy z dwa koniec pierwiastka jest równe:
nawias, pierwiastek stopnia cztery z dwanaście koniec pierwiastka, minus, pierwiastek stopnia cztery z osiemnaście koniec pierwiastka, zamknięcie nawiasu, indeks górny, dwa, koniec indeksu górnego pierwiastek kwadratowy z dwanaście koniec pierwiastka, minus, pierwiastek stopnia cztery z dwieście szesnaście koniec pierwiastka, plus, pierwiastek kwadratowy z osiemnaście koniec pierwiastka pierwiastek stopnia cztery z sto czterdzieści cztery koniec pierwiastka, minus, pierwiastek stopnia cztery z dwieście szesnaście koniec pierwiastka, plus, pierwiastek stopnia cztery z trzysta dwadzieścia cztery koniec pierwiastka
Rozwiąż test składający się z czterech pytań. Wskaż wszystkie poprawne odpowiedzi. Możesz korzystać ze wzorów skróconego mnożenia:
oraz .
Wyrażenie zostało uproszczone w pięciu krokach. Przyporządkuj przekształceniom własności, na podstawie których ich dokonano.
, 2. Skorzystano z własności:
, 2. Skorzystano z własności:
, 2. Skorzystano z własności:
, 2. Skorzystano z własności:
Rozważmy zbiór wszystkich liczb postaci , gdzie , są liczbami wymiernymi.
a) Udowodnij, że suma, różnica i iloczyn liczb postaci , gdzie , również jest tej postaci.
b) Wskaż elementy neutralne mnożenia i dodawania w tym zbiorze.
c) Udowodnij, że każdy element tego zbioru ma element przeciwny.
d) Czy każdy element tego zbioru ma element odwrotny?
Czas połowicznego rozpadu izotopu jodu jest równy dni. Wyznacz najmniejszą liczbę dni, po upływie których z pozostanie nie więcej niż tego pierwiastka.
Bez użycia kalkulatora zapisz w najprostszej postaci wyrażenie .
Rozwiąż test.
Długość tej wysokości to dwa. Jest to trójkąt egipski. Jest to trójkąt pitagorejski.
Podstawy trapezu są równe dwanaście i dwa pierwiastek kwadratowy z czternaście koniec pierwiastka. Odcinek dzielący ten trapez na dwa trapezy o równych polach, którego końce zawarte są w ramionach tego trapezu ma długość:
} { {}
Dany jest trójkąt o bokach pięć, początek ułamka, dwadzieścia pięć, mianownik, trzy, koniec ułamka, początek ułamka, dwadzieścia, mianownik, trzy, koniec ułamka. Wysokość poprowadzona do boku o długości początek ułamka, dwadzieścia pięć, mianownik, trzy, koniec ułamka dzieli ten bok na odcinki długości:
} { {}
Dany jest trapez o ramionach długości pierwiastek kwadratowy z siedemnaście koniec pierwiastka i pięć. Jedna z podstaw ma długość sześć, zaś wysokość to cztery. Odcinek o końcach zawartych w ramionach trapezu dzielący go na dwa trapezy o równych polach może mieć długość:
} { {}
Rozwiąż zadania:
a) Pan Janusz znalazł bardzo korzystny sposób inwestowania z oprocentowaniem rocznym w wysokości i roczną kapitalizacją odsetek. Zainwestował więc pewną kwotę i po pięciu latach wraz z odsetkami otrzymał . Jaką kwotę zainwestował pan Stefan?
b) Pani Grażyna założyła lokatę z oprocentowaniem w skali roku i roczną kapitalizacją odsetek. Kwota, którą zainwestowała to . Po kilku latach zamknęła lokatę i otrzymała z tego tytułu kwotę . Ile lat pieniądze znajdowały się na lokacie?
Słownik
przyporządkowanie pewnych obiektów kolejnym liczbom naturalnym dodatnim
odwoływanie się definicji do samej siebie



