Aufgabenbeispiele von Potenzgesetze

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


1. Potenzgesetz x^a*x^b

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: x 5 x 7

Lösung einblenden

Nach dem Potenzgesetz: a n a m = an-m gilt:

x 5 x 7

= x 5-7

= x -2

= 1 x 2

1. Potenzgesetz x^a*x^b (Zahlen)

Beispiel:

Berechne ohne WTR: (-10) 6 (-10) -9

Am Ende muss also eine (potenzfreie) Zahl stehen.

Lösung einblenden

(-10) 6 (-10) -9

Herkömmlicher Weg:

( -10 ) 6 · ( 1 ( -10 ) 9 )

= (-10) · (-10) · (-10) · (-10) · (-10) · (-10) (-10) · (-10) · (-10) · (-10) · (-10) · (-10) · (-10) · (-10) · (-10)

= 1 (-10) · (-10) · (-10)

= - 1 1000

Schnellerer Weg mit dem Potenzgesetz:

(-10) 6 (-10) -9

= (-10) 6 -9

= (-10) -3

= 1 ( -10 ) 3

= - 1 1000

1. Potenzgesetz x^a*x^b (+coeff)

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: 8 x 7 4 x 9

Lösung einblenden

8 x 7 4 x 9 = 8 · x 7 4 · x 9 = 2 x 7 x 9

Nach dem Potenzgesetz: a n a m = an-m gilt:

= 2 x 7-9

= 2 x -2

= 2 x 2

1. Potenzgesetz x^a*x^b (+coeff+neg.)

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: 3 x 2 2 x -5

Lösung einblenden

3 x 2 2 x -5 = 3 · x 2 2 · x -5 = 3 2 x 2 x -5

Nach dem Potenzgesetz: a n a m = an-m gilt:

= 3 2 x 2 - ( -5 )

= 3 2 x 7

Vereinfachen von Potenzen

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: -2 x 2 + x 2 · ( x 2 +1 )

Lösung einblenden

-2 x 2 + x 2 · ( x 2 +1 )

= -2 x 2 + ( x 2 · x 2 + x 2 · 1 )

= -2 x 2 + x 4 + x 2

= x 4 - x 2

2. Potenzgesetz x^a*y^a

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: ( 3x ) 2

Das heißt, dass der vereinfachte Term ohne Klammer und mit möglichst einfacher Basis und einfachem Exponent dargestellt ist.

Lösung einblenden

Nach dem Potenzgesetz: an⋅bn= (a⋅b)n gilt:

( 3x ) 2

= 3 2 · x 2

= 9 x 2

2. Potenzgesetz x^a*y^a (Zahlen)

Beispiel:

Berechne ohne WTR (möglichst geschickt): 2 7 5 -7

Am Ende muss also eine (potenzfreie) Zahl stehen.

Lösung einblenden

= 2 7 5 -7

= 2 7 1 5 7

= 2 7 · 5 7

= 2 · 2 · 2 · 2 · 2 · 2 · 25 · 5 · 5 · 5 · 5 · 5 · 5

= 2 · 5 · 2 · 5 · 2 · 5 · 2 · 5 · 2 · 5 · 2 · 5 · 2 · 5

= ( 2 · 5 ) 7

= 10 7

= 10000000

3. Potenzgesetz (x^a)^b

Beispiel:

Vereinfache zu einem möglichst einfachen Potenzterm, der nur noch eine Basis und eine Hochzahl hat: ( x 3 ) 4

In der Basis und im Exponent dürfen nur noch eine Zahl oder die Variable x alleine stehen, z.B. 31x oder x19.

Lösung einblenden

Nach dem Potenzgesetz: (an)m= an⋅m gilt:

( x 3 ) 4

= x 3 · 4

= x 12

3. Potenzgesetz (x^a)^b (+coeff)

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: ( 2 3 x ) 4

Das heißt, dass der vereinfachte Term ohne Klammer und mit möglichst einfacher Basis und einfachem Exponent dargestellt ist.

Lösung einblenden

Nach dem Potenzgesetz: (an)m= an⋅m gilt:

( 2 3 x ) 4

= 2 4 · ( 3 x ) 4

= 2 4 · 3 x · 4

= 16 3 4x

Jetzt wendet man das Potenzgesetz (an)m= an⋅m rückwärts an:

= 16 ( 3 4 ) x

= 16 81 x

Potenzen multiplizieren

Beispiel:

Berechne den folgenden Term ohne Taschenrechner: 2 4 10 4 · 5 7

Lösung einblenden

Man muss hier eben erkennen, dass das Produkt der beiden Basen im Zähler also 25 gerade gleich der Basis des Nenners (10) ist.
Wenn man nun die 5 7 so zerlegt, dass ein Teil davon auch die 4 als Hochzahl hat, kann man mit Hilfe der Potenzgesetze sehr viel wegkürzen.

2 4 10 4 · 5 7

= 2 4 · 5 7 10 4

= 2 4 · 5 4 +3 10 4

= 2 4 · 5 4 · 5 3 10 4

= ( 25 ) 4 10 4 · 5 3

= 10 4 10 4 · 5 3

= 125

Ausklammern mit Potenzgesetze

Beispiel:

Berechne den folgenden Term ohne WTR: 7 6 · 28 + 7 7 · 2 7 7

Lösung einblenden

Hier sollte man erkennen, dass man die 28 als 4 ⋅ 7 schreiben kann.
Dann kann man der Reihe nach ausklammern und kürzen:

7 6 · 28 + 7 7 · 2 7 7

= 7 6 · 47 + 7 7 · 2 7 7

= 7 7 · 4 + 7 7 · 2 7 7

= 7 7 · ( 4 + 2 ) 7 7

= 4 + 2

= 6

Potenzen mit binom. Formeln

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: ( 4 x 2 -4x +1 ) 5 ( 2x -1 ) 7

Dabei darf im Ergebnis nur noch eine Potenz (von einer Summe, Differenz oder Quotient) stehen, keine Summe/Differenz von Potenzen!

Lösung einblenden

Hier ist es eben wichtig, dass man die Binomischen Formeln erkennt und dann rückwärts anwendet:

( 4 x 2 -4x +1 ) 5 ( 2x -1 ) 7

= ( ( 2x -1 ) 2 ) 5 ( 2x -1 ) 7

= ( 2x -1 ) 10 ( 2x -1 ) 7

= ( 2x -1 ) 3 1

= ( 2x -1 ) 3