Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Od szkoły podstawowej wiemy, że dla niezerowych liczb ab oraz naturalnej liczby k prawdziwe są wzory:

akbk=abk,
ak:bk=a:bk.

Przypomnijmy dowody, powyższych równości:

a·bk=a·b·a·b··a·bk czynników=a·a··ak czynników·b·b··bk czynników=ak·bk,
a:bk=abk=ab·ab··abk czynników=a·a··ak czynnikówb·b··bk czynników=akbk=ak:bk.

W dowodach tych korzystamy z przemienności i łączności mnożenia.

Dla wykładników należących do zbiorów innych niż zbiór liczb naturalnych, definicje potęg konstruujemy tak, aby powyższe równości były prawdziwe.

Zatem dla dodatnich liczb ab oraz dowolnej liczby rzeczywistej x zachodzi:

axbx=abx,
ax:bx=a:bx.
Przykład 1

Obliczymy wartości wyrażeń:

0,412100012=0,4100012=40012=20

12231823=121823=32223223=233323=23323=

=6323=62=36

2343:9443=23:9443=234943=82743=234=1681

Przykład 2

Przekształcimy wyrażenia:

212+3122=212+312212+312=212·212+312+312·212+312=

=212212+212312+312212+312312=

=2+212312+212312+3=5+2212312=5+2612=5+26

51,5-31,52=51,5-31,551,5-31,5=

=51,5·51,5-31,5-31,5·51,5-31,5=

=51,551,5-51,531,5-31,551,5+31,531,5=

=53-51,531,5-51,531,5+33=125-2151,5+27=152-2151,5=

=152-21532=152-2153=152-21515=152-3015

W niektórych zadaniach będziemy korzystać z następującego twierdzenia:

Twierdzenie o równości potęg
Twierdzenie: Twierdzenie o równości potęg

Potęgi o równych podstawach, które są liczbami dodatnimi różnymi od 1, są równe dokładnie wtedy, gdy mają równe wykładniki.

Przykład 3

Wyznaczymy liczbę x, dla której 2x3x=36.

Korzystając z własności potęgowania możemy równanie przekształcić do postaci:

23x=36

6x=62

Na mocy twierdzenia o równości potęgtwierdzenie o równości potęgtwierdzenia o równości potęg możemy zauważyć, że x=2.

Przykład 4

Wyznaczymy liczbę x, dla której 3x15x5x=3.

Korzystając z własności potęgowania, możemy równanie przekształcić do postaci:

315x5x=3

3155x=3

9x=3

9x=912

Na mocy twierdzenia o równości potęg możemy zauważyć, że x=12.

Przykład 5

Obliczymy stosując prawa działań na potęgach:

512210:1010=52510210:1010=525210:1010=251010:1010=

=2510:1010=25110=25

3102:619218=320:619218=320218619=323182186618=

=9632618=32118=1,5

Przykład 6

Obliczymy stosując prawa działań na potęgach:

8-7:1,6-7:5-6=8:1,6-7:5-6=5-7:5-6=5-7--6=5-7+6=5-1=15

0,5-62-6+0,125-52-15=0,52-6+0,125-523-5=

=1-6+0,125-58-5=1+0,1258-5=

=1+1-5=1+1=2

Przykład 7

Rozwiążemy równanie 3x-2x=73x-2-2x-2.

Możemy wykonać kolejne przekształcenia:

3x-2x=73x-2-2x-2

Od obu stron równania odejmujemy 73x-2, do obu stron równania dodajemy 2x:

3x-73x-2=2x-2x-2

Korzystamy ze wzoru na iloczyn potęg o tych samych podstawach, aby zamienić 3x=323x-2 oraz 2x=222x-2:

323x-2-73x-2=222x-2-2x-2

93x-2-73x-2=42x-2-2x-2

Wykonujemy redukcję wyrazów podobnych:

23x-2=32x-2

Dzielimy obie strony równania przez 3 oraz przez 3x-2:

23=2x-23x-2

Korzystamy ze wzoru na iloraz potęg o tych samych wykładnikach:

231=23x-2

Korzystamy z twierdzenia o równości potęg:

1=x-2

x=3

Słownik

rozdzielność potęgowania względem mnożenia
rozdzielność potęgowania względem mnożenia

własność potęgowania, która orzeka, że dla dowolnych liczb dodatnich ab oraz dowolnej liczby rzeczywistej x zachodzi równość abx=axbx; jeżeli rozważamy potęgi o wykładnikach całkowitych, wówczas podstawy potęg mogą być dowolnymi liczbami różnymi od zera

rozdzielność potęgowania względem dzielenia
rozdzielność potęgowania względem dzielenia

własność potęgowania, która orzeka, że dla dowolnych liczb dodatnich ab oraz dowolnej liczby rzeczywistej x zachodzi równość a:bx=ax:bx; jeżeli rozważamy potęgi o wykładnikach całkowitych, wówczas podstawy potęg mogą być dowolnymi liczbami różnymi od zera

twierdzenie o równości potęg
twierdzenie o równości potęg

(inaczej: różnowartościowość funkcji wykładniczej) jeżeli potęgi o równych podstawach, które są liczbami dodatnimi i różnymi od 1, są równe, to ich wykładniki również są równe; zatem dla liczby a>0a1, jeżeli ax=ay, to x=y