Aufgabenbeispiele von Potenzgesetze

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1. Potenzgesetz x^a*x^b

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: x 2 · x 9

Lösung einblenden

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

x 2 · x 9

= x 2+9

= x 11

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

Beispiel:

Berechne ohne WTR: (-3) 7 (-3) -9

Am Ende muss also eine (potenzfreie) Zahl stehen.

Lösung einblenden

(-3) 7 (-3) -9

Herkömmlicher Weg:

( -3 ) 7 · ( 1 ( -3 ) 9 )

= (-3) · (-3) · (-3) · (-3) · (-3) · (-3) · (-3) (-3) · (-3) · (-3) · (-3) · (-3) · (-3) · (-3) · (-3) · (-3)

= 1 (-3) · (-3)

= 1 9

Schnellerer Weg mit dem Potenzgesetz:

(-3) 7 (-3) -9

= (-3) 7 -9

= (-3) -2

= 1 ( -3 ) 2

= 1 9

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

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: 4 x 5 2 x 7

Lösung einblenden

4 x 5 2 x 7 = 4 · x 5 2 · x 7 = 2 x 5 x 7

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

= 2 x 5-7

= 2 x -2

= 2 x 2

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

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: - x 8 2 x -6

Lösung einblenden

- x 8 2 x -6 = -1 · x 8 2 · x -6 = - 1 2 x 8 x -6

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

= - 1 2 x 8 - ( -6 )

= - 1 2 x 14

Vereinfachen von Potenzen

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: x 3 + x 4 x +4 x 2

Lösung einblenden

x 3 + x 4 x +4 x 2

= x 3 x + x 4 x +4 x 2

= x 2 + x 3 +4 x 2

= x 3 +5 x 2

2. Potenzgesetz x^a*y^a

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: 4 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:

4 x · 2 x

= ( 4 · 2 ) x

= 8 x

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

Beispiel:

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

Am Ende muss also eine (potenzfreie) Zahl stehen.

Lösung einblenden

= 5 7 · 2 7

= 5 · 5 · 5 · 5 · 5 · 5 · 52 · 2 · 2 · 2 · 2 · 2 · 2

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

= ( 5 · 2 ) 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: ( 4 x ) 2

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:

( 4 x ) 2

= 4 x · 2

= 4 2x

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

= ( 4 2 ) x

= 16 x

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

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: ( 2 2 x ) 5

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 2 x ) 5

= 2 5 · ( 2 x ) 5

= 2 5 · 2 x · 5

= 32 2 5x

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

= 32 ( 2 5 ) x

= 32 32 x

Potenzen multiplizieren

Beispiel:

Berechne den folgenden Term ohne Taschenrechner: 8 -2 · 2 4

Lösung einblenden

Potenzen mit negativen Hochzahlen verschieben wir vom Zähler in den Nenner (bzw. umgekehrt) und drehen dadurch das Vorzeichen um.

8 -2 · 2 4

= 2 4 8 2

= 2 4 ( 2 3 ) 2

= 2 4 2 6

= 2 4 -6

= 1 2 2

= 1 4

Ausklammern mit Potenzgesetze

Beispiel:

Berechne den folgenden Term ohne WTR: 21 · 7 6 - 4 · 7 7 7 7

Lösung einblenden

Hier sollte man erkennen, dass man die 21 als 3 ⋅ 7 schreiben kann.
Dann kann man der Reihe nach ausklammern und kürzen:

21 · 7 6 - 4 · 7 7 7 7

= 37 · 7 6 - 4 · 7 7 7 7

= 3 · 7 7 - 4 · 7 7 7 7

= ( 3 - 4 ) · 7 7 7 7

= 3 - 4

= -1

Potenzen mit binom. Formeln

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: ( 2x -5 ) 6 ( 4 x 2 -20x +25 ) 4

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 -5 ) 6 ( 4 x 2 -20x +25 ) 4

= ( 2x -5 ) 6 ( ( 2x -5 ) 2 ) 4

= ( 2x -5 ) 6 ( 2x -5 ) 8

= 1 ( 2x -5 ) 2