Potęgi i pierwiastki
1. Związek potęgowania z pierwiastkowaniem
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 zarówno naprawdę wielkich liczb, jak i bardzo małych.
Swego rodzaju symbolem tego, co maleńkie, jest ziarenko maku. Ziarenko ma średnicę około . Ziarenko tej wielkości potrafimy jeszcze dostrzec, bez przyrządów optycznych, ale bakterii już nie możemy w ten sposób zobaczyć (choć są wyjątki).
Przykładów jeszcze mniejszych obiektów dostarcza fizyka.
Atomy mają rozmiary około . Jądro atomowe, choć zawiera masy atomu, to jest jednak od niego około razy mniejsze, a jego wielkość mierzona w metrach wyraża się w przybliżeniu liczbą .
Wykorzystanie potęg do zapisu liczb notacji wykładniczejnotacji wykładniczej i umiejętność wykonywania działań na potęgach jest już koniecznością.
Nadszedł czas na podsumowanie wiadomości dotyczących potęg i pierwiastków. Przypomnisz sobie poznane wcześniej definicje, wzory i własności działań oraz zastosujesz je w praktyce.
Obliczysz wartości wyrażeń arytmetycznych i uprościsz wyrażenia algebraiczne, wykorzystując właściwą kolejność.
Obliczysz wartości wyrażeń arytmetycznych, korzystając z definicji potęgowania i pierwiastkowania.
Obliczysz wartości wyrażeń arytmetycznych i uprościsz wyrażenia algebraiczne, korzystając z praw działań na potęgach i pierwiastkach.
Sprawdzisz, czy dane równanie jest tożsamością.
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 ,
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 .
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:
.
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 .
.
Animacje multimedialne
Zapoznaj się z filmem edukacyjnym, a następnie odpowiedz na pytania z Polecenia 1 i 2.
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.
Sprawdź swoją wiedzę. Rozwiąż quiz.
Sprawdź swoją wiedzę
Przeanalizuj informacje zawarte w filmie samouczku.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R15EJAH6DHSQ8
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.
Zestaw ćwiczeń interaktywnych
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 .
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:
Słownik
zapisanie liczby w postaci , gdzie ,



