Matematika

Hatványozás és négyzetgyök · 13. lecke

Egész kitevőjű hatványok

Értsd a nulladik és negatív kitevőt, és a kiterjesztés feltételeit.

Értsd meg!

Miért ilyen a definíció?

A hatványozást úgy terjesztjük ki, hogy az ismert azonosságok továbbra is használhatók maradjanak. Mivel anan = 1, az azonos alapú osztás szabálya alapján a⁰ = 1, ha a ≠ 0. A permanencia-elv azt jelenti, hogy a kiterjesztés során megőrizzük a korábbi műveleti tulajdonságokat.

Negatív kitevők: egymást követő felezések

2⁰=1; 2⁻¹=1/2; 2⁻²=1/4; 2⁻³=1/8. A kitevő eggyel csökkentése felezi az értéket. A negatív kitevő nem negatív számot, hanem reciprokot jelent.
2⁰=1; 2⁻¹=12; 2⁻²=14; 2⁻³=18. A kitevő eggyel csökkentése felezi az értéket. A negatív kitevő nem negatív számot, hanem reciprokot jelent.

Negatív kitevő

Ha a ≠ 0 és n pozitív egész, a⁻ⁿ = 1an. A negatív kitevő reciprokot jelez, nem negatív eredményt. Például 4⁻² = 116. Törtes alap negatív kitevőjénél felcserélhetjük a számlálót és nevezőt, majd pozitív kitevővel hatványozunk. A 0 negatív kitevős hatványa nem értelmezett.

Feltételek és zárójelek

A nulladik és negatív kitevős azonosságokban a nullát kizárjuk az alapból. Ebben a tananyagban 0⁰ nincs értelmezve. A negatív alap előjelét továbbra is a kitevő párossága dönti el; a negatív kitevő ezt nem változtatja meg. Például (−2)⁻³ = −18, de −2⁻² = −14.

A kettő hatványai darabszámmal szemléltetve

Balra nyolc, jobbra tizenhat egység látható. A hatványozás ismételt szorzás, nem az alap és kitevő szorzata. A 2³ ezért 8, nem 6.
Balra nyolc, jobbra tizenhat egység látható. A hatványozás ismételt szorzás, nem az alap és kitevő szorzata. A 2³ ezért 8, nem 6.

Amit érdemes megjegyezni

  • a⁰ = 1, a ≠ 0
  • a⁻ⁿ = 1an, a ≠ 0
  • (ab)⁻ⁿ = (ba)ⁿ, a,b ≠ 0

Kidolgozott példák

1. példa

Reciprok

Számítsd ki 5⁻² értékét!

  1. A negatív kitevő miatt reciprokot veszünk.
  2. 5⁻² = 152.
  3. 5² = 25, így az eredmény 125 = 0,04.
  4. A kapott szám pozitív.

2. példa

Törtes alap

Számítsd ki (23)⁻³ értékét!

  1. A reciprok alap 32.
  2. (23)⁻³ = (32)³.
  3. Az eredmény 278 = 3,375.
  4. Ellenőrzés: (23)³ · (23)⁻³ = 1.

Ellenőrizd magad!

Először önállóan dolgozz! A válaszmezőben törtet billentyűzettel így adhatsz meg: „1/2”, tizedest vesszővel vagy ponttal. Több eredményt pontosvesszővel válassz el (például: 2; 3). Ha a kérdés sorrendet ad meg, kövesd azt. Intervallumot például így írhatsz: [2;3]. Ha a feladat a π együtthatóját kéri, csak a számot add meg. Logikai kérdésnél az „igaz” és „hamis” szavakat is használhatod.

Helyesen megoldva: 0 / 10

1. feladat

2⁻³ értéke?

Megoldás és magyarázat

2⁻³ = 123 = 18.

2. feladat

(−7)⁰ értéke?

Megoldás és magyarázat

A nem nulla alap nulladik hatványa 1.

3. feladat

(34)⁻² értéke?

Megoldás és magyarázat

A reciprok 43, ennek négyzete 169.

4. feladat

10⁻⁴ értéke tizedestörtben?

Megoldás és magyarázat

110 000 = 0,0001.

5. feladatBővítő gyakorlás · Alap

4⁻² értéke?

Megoldás és magyarázat

4⁻²=142=116.

6. feladatBővítő gyakorlás · Alap

(45)⁻² értéke?

Megoldás és magyarázat

Felcseréljük a számlálót és nevezőt: (54)²=2516.

7. feladatBővítő gyakorlás · Alkalmazás

4−3·454 értéke?

Megoldás és magyarázat

A kitevők: −3+5−1=1, így az eredmény 4.

8. feladatBővítő gyakorlás · Alkalmazás

Igaz vagy hamis: 0⁻² értelmezhető a valós számok között.

Megoldás és magyarázat

0⁻² reciprokként 102 lenne, de nullával nem osztunk.

9. feladatBővítő gyakorlás · Gondolkodtató

(-4)⁻² értéke?

Megoldás és magyarázat

A zárójeles negatív alap páros kitevővel pozitív: 116.

10. feladatBővítő gyakorlás · Gondolkodtató

4⁰+4⁻¹ értéke?

Megoldás és magyarázat

4⁰=1, ezért 1+14=54.