Aufgabenbeispiele von Potenzgesetze

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1. Potenzgesetz x^a*x^b

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: x 7 · x 6

Lösung einblenden

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

x 7 · x 6

= x 7+6

= x 13

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

Beispiel:

Berechne ohne WTR: (-5) 6 (-5) 4

Am Ende muss also eine (potenzfreie) Zahl stehen.

Lösung einblenden

(-5) 6 (-5) 4

Herkömmlicher Weg:

( -5 ) 6 ( -5 ) 4

= (-5) · (-5) · (-5) · (-5) · (-5) · (-5) (-5) · (-5) · (-5) · (-5)

= (-5) · (-5)

= 25

Schnellerer Weg mit dem Potenzgesetz:

(-5) 6 (-5) 4

= (-5) 6 -4

= ( -5 ) 2

= 25

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

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: -3 x 6 2 x 2

Lösung einblenden

-3 x 6 2 x 2 = -3 · x 6 2 · x 2 = - 3 2 x 6 x 2

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

= - 3 2 x 6-2

= - 3 2 x 4

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

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: -7 x 5 · 4 x 4

Lösung einblenden

-7 x 5 · 4 x 4 = -7 · x 5 · 4 · x 4 = -28 x 5 · x 4

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

= -28 x 5 + 4

= -28 x 9

Vereinfachen von Potenzen

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: x 5 + x 4 x 2 -5 x 2

Lösung einblenden

x 5 + x 4 x 2 -5 x 2

= x 5 x 2 + x 4 x 2 -5 x 2

= x 3 + x 2 -5 x 2

= x 3 -4 x 2

2. Potenzgesetz x^a*y^a

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: 8 x 2 x

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:

8 x 2 x

= ( 8 2 ) x

= 4 x

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

Beispiel:

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

Am Ende muss also eine (potenzfreie) Zahl stehen.

Lösung einblenden

= 2 2 · 7 2

= 2 · 27 · 7

= 2 · 7 · 2 · 7

= ( 2 · 7 ) 2

= 14 2

= 196

3. Potenzgesetz (x^a)^b

Beispiel:

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

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 ) 3

= x 3 · 3

= x 9

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

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: ( 7 3 x ) 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)m= an⋅m gilt:

( 7 3 x ) 2

= 7 2 · ( 3 x ) 2

= 7 2 · 3 x · 2

= 49 3 2x

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

= 49 ( 3 2 ) x

= 49 9 x

Potenzen multiplizieren

Beispiel:

Berechne den folgenden Term ohne Taschenrechner: 2 6 · 16 8 32 6

Lösung einblenden

Man muss hier eben erkennen, dass das Produkt der beiden Basen im Zähler also 216 gerade gleich der Basis des Nenners (32) ist.
Wenn man nun die 16 8 so zerlegt, dass ein Teil davon auch die 6 als Hochzahl hat, kann man mit Hilfe der Potenzgesetze sehr viel wegkürzen.

2 6 · 16 8 32 6

= 2 6 · 16 8 32 6

= 2 6 · 16 6 +2 32 6

= 2 6 · 16 6 · 16 2 32 6

= ( 216 ) 6 32 6 · 16 2

= 32 6 32 6 · 16 2

= 256

Ausklammern mit Potenzgesetze

Beispiel:

Berechne den folgenden Term ohne WTR: 6 7 · 2 5 + 6 7 · 2 7 12 7

Lösung einblenden

Hier sollte man erkennen, dass die Basis im Nenner gerade das Produkt der beiden Basen im Zähler ist (12 = 2 ⋅ 6)
Dann kann man der Reihe nach ausklammern und kürzen:

6 7 · 2 5 + 6 7 · 2 7 12 7

= 6 7 · ( 2 5 + 2 7 ) ( 62 ) 7

= 6 7 · ( 2 5 + 2 7 ) 6 7 · 2 7

= 2 5 + 2 7 2 7

= 2 5 · ( 1 + 2 2 ) 2 7

= 1 + 4 2 2

= 5 4

Potenzen mit binom. Formeln

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: ( 2x +3 ) 3 ( 4 x 2 +12x +9 ) 2

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:

( 2x +3 ) 3 ( 4 x 2 +12x +9 ) 2

= ( 2x +3 ) 3 ( ( 2x +3 ) 2 ) 2

= ( 2x +3 ) 3 ( 2x +3 ) 4

= 1 2x +3