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Potenzen mit rationalen Exponenten, Matheübungen
n-te Wurzel und Kehrbruch mit Hilfe von Potenzen ausdrücken, Umwandlung zwischen beiden Darstellungsformen, Potenzgesetze anwenden, Lösen von Gleichungen durch geeignete Potenzierung - Lehrplan für 12. Klasse
Aufgaben
Aufgaben rechnen
Stoff
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Hilfe
Stelle die natürliche Zahl, die im Term vorkommt, zunächst als Potenz dar und lies die Regel oben rückwärts.
Beispielaufgabe
Sei r eine positive rationale Zahl. Dann gilt
b
−r
= 1 / b
r
Sei b ≥ 0 und n eine natürliche Zahl. Dann gilt
b
1/n
=
n
√b
Sei b ≥ 0, m und n natürliche Zahlen. Dann gilt
b
m/n
=
n
√(b
m
) = (
n
√b)
m
TIPP
Beispiel-Aufgabe:
Zu diesem Aufgabentyp gibt es eine passende Beispiel-Aufgabe. Klicke dazu auf "Hilfe zu diesem Aufgabentyp" unterhalb der Aufgabe.
Ergänze. Evtl. auftretende Brüche sind in der Form "a/b" bzw. "-a/b" anzugeben.
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1
25
=
5
27
=
3
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:
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∞
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Stoff zum Thema (+Video)
Lernvideo
Potenzfunktionen mit rationalem Exponent
Kanal: Mathegym
Wie kann man Potenzen mit negativen oder gebrochenen Exponenten in natürliche Exponenten umformen?
#374
Sei r eine positive rationale Zahl. Dann gilt
b
−r
= 1 / b
r
Sei b ≥ 0 und n eine natürliche Zahl. Dann gilt
b
1/n
=
n
√b
Sei b ≥ 0, m und n natürliche Zahlen. Dann gilt
b
m/n
=
n
√(b
m
) = (
n
√b)
m
Beispiel 1
27
2
3
=
?
0,75
−
2
=
?
Beispiel 2
Schreibe jeweils als Potenz (ohne Wurzelzeichen) mit möglichst einfacher Basis:
3
25
9
1
8
Beispiel 3
Vereinfache jeweils so, dass die Variable nicht im Nenner oder unter der Wurzel steht:
2
3x
2
3
64
27a
Was sind die fünf grundlegenden Potenzgesetze?
#539
Potenzgesetze:
Potenzen mit gleicher Basis werden multipliziert, indem man die Exponenten addiert und die Basis beibehält.
a
p
· a
q
= a
p + q
Potenzen mit gleicher Basis werden dividiert, indem man die Exponenten subtrahiert und die Basis beibehält.
a
p
: a
q
= a
p − q
Potenzen mit gleichen Exponenten werden multipliziert, indem man die Basen multipliziert und den Exponenten beibehält.
a
q
· b
q
= (a · b)
q
Potenzen mit gleichen Exponenten werden dividiert, indem man die Basen dividiert und den Exponenten beibehält.
a
q
: b
q
= (a : b)
q
Potenzen werden potenziert, indem man die Exponenten multipliziert.
(a
p
)
q
= a
p·q
Beispiel
Forme, falls möglich, in EINE Wurzel um, in der nur noch positive Exponenten auftreten.
a)
a
3
·
a
b)
a
3
a
c)
5
a
−
2
d)
a
+
a
1,5
Wie kann man die Gleichung T(x)^r = a lösen und wann gibt es keine Lösung?
#376
Sei T(x) ein beliebiger Term und r eine rationale Zahl. Die Gleichung
T(x)
r
= a
lässt sich (evtl.) lösen, indem man beide Seiten zunächst mit "1/r" potenziert. Dadurch erhält man:
T(x) = a
1/r
Keine Lösung erhält man z.B., wenn a negativ und r
eine gerade Zahl ist: x² = -1 (x² nie negativ)
eine echt rationale Zahl ist: x
1/3
= -1 (Ergebnis eines Wurzelterms nie negativ)
Beispiel
Löse die folgenden beiden Gleichungen:
1
3
x
+
1
−
3
4
=
8
3
x
2
−
2
=
−
1
2
Wann gelten zwei Terme als äquivalent?
#375
Zwei Terme T
1
und T
2
sind äquivalent, wenn sie die gleichen Defintionsmengen besitzen und bei jeder Einsetzung aus der Definitionsmenge den selben Wert annehmen.
Beispiel
Überprüfe jeweils auf Äquivalenz:
x
2
und
x
2
x
2
3
und
x
3
Titel
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