Aufgabenbeispiele von Potenzgesetze

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1. PG: Potenzen mit gleicher Basis

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: x 4 · x 5

Lösung einblenden

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

x 4 · x 5

= x 4+5

= x 9

1. PG: Potenzen mit gleicher Basis (Zahlen)

Beispiel:

Berechne ohne WTR: (-2) 3 (-2) -9

Am Ende muss also eine (potenzfreie) Zahl stehen.

Lösung einblenden

(-2) 3 (-2) -9

Herkömmlicher Weg:

( -2 ) 3 · ( 1 ( -2 ) 9 )

= (-2) · (-2) · (-2) (-2) · (-2) · (-2) · (-2) · (-2) · (-2) · (-2) · (-2) · (-2)

= 1 (-2) · (-2) · (-2) · (-2) · (-2) · (-2)

= 1 64

Schnellerer Weg mit dem Potenzgesetz:

(-2) 3 (-2) -9

= (-2) 3 -9

= (-2) -6

= 1 ( -2 ) 6

= 1 64

1. PG: Potenzen mit gleicher Basis (+ Koeffizient)

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: -3 x 3 · 8 x 2

Lösung einblenden

-3 x 3 · 8 x 2 = ( -3 · x 3 ) · 8 · x 2 = -24 x 3 · x 2

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

= -24 x 3+2

= -24 x 5

1. PG: Potenzen mit gl. Basis (+ Koeffizient +neg)

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: -3 x 8 2 x 5

Lösung einblenden

-3 x 8 2 x 5 = -3 · x 8 2 · x 5 = - 3 2 x 8 x 5

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

= - 3 2 x 8 - 5

= - 3 2 x 3

2. PG: Potenzen mit gleichem Exponenten

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: 7 x · 3 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:

7 x · 3 x

= ( 7 · 3 ) x

= 21 x

2. PG: Potenzen mit gleichem Exponenten (Zahlen)

Beispiel:

Berechne ohne WTR (möglichst geschickt): 12 2 4 -2

Am Ende muss also eine (potenzfreie) Zahl stehen.

Lösung einblenden

= 12 2 4 -2

= 12 2 · 1 4 2

= 12 2 4 2

= 12 · 12 4 · 4

= 12 4 · 12 4

= ( 12 4 ) 2

= 3 2

= 9

3. PG: Potenzen potenzieren

Beispiel:

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

( 3 x ) 2

= 3 x · 2

= 3 2x

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

= ( 3 2 ) x

= 9 x

3. PG: Potenzen potenzieren (+ Koeffizient)

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: ( 2 x 2 ) 6

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 x 2 ) 6

= 2 6 · ( x 2 ) 6

= 2 6 · x 2 · 6

= 64 x 12

Potenzen multiplizieren

Beispiel:

Berechne den folgenden Term ohne Taschenrechner: 8 -3 · 2 6

Das Ergebnis muss dann eine Zahl ohne Potenz sein.

Lösung einblenden

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

8 -3 · 2 6

= 2 6 8 3

= 2 6 ( 2 3 ) 3

= 2 6 2 9

= 2 6 -9

= 1 2 3

= 1 8

Vereinfachen von Potenzen

Beispiel:

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

Lösung einblenden

-2 x 3 + x 4 + x x

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

= -2 x 3 + x 3 +1

= - x 3 +1

Ausklammern mit Potenzgesetzen

Beispiel:

Berechne den folgenden Term ohne WTR: 5 4 · 10 + 5 5 · 3 5 5

Lösung einblenden

Hier sollte man erkennen, dass man die 10 als 2 ⋅ 5 schreiben kann.
Dann kann man der Reihe nach ausklammern und kürzen:

5 4 · 10 + 5 5 · 3 5 5

= 5 4 · 25 + 5 5 · 3 5 5

= 5 5 · 2 + 5 5 · 3 5 5

= 5 5 · ( 2 + 3 ) 5 5

= 2 + 3

= 5

Potenzen mit binom. Formeln

Beispiel:

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

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 ) 5 ( 4 x 2 -25 ) 5

= ( 2x -5 ) 5 ( ( 2x -5 ) · ( 2x +5 ) ) 5

= ( 2x -5 ) 5 ( 2x -5 ) 5 · ( 2x +5 ) 5

= 1 1 · ( 2x +5 ) 5

= 1 ( 2x +5 ) 5