Aufgabenbeispiele von Potenzgesetze

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1. PG: Potenzen mit gleicher Basis

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: x 4 · x 2

Lösung einblenden

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

x 4 · x 2

= x 4+2

= x 6

1. PG: Potenzen mit gleicher Basis (Zahlen)

Beispiel:

Berechne ohne WTR: 3 5 3 2

Am Ende muss also eine (potenzfreie) Zahl stehen.

Lösung einblenden

3 5 3 2

Herkömmlicher Weg:

3 5 3 2

= 3 · 3 · 3 · 3 · 3 3 · 3

= 3 · 3 · 3

= 27

Schnellerer Weg mit dem Potenzgesetz:

3 5 3 2

= 3 5 -2

= 3 3

= 27

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

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: - x 7 2 x 9

Lösung einblenden

- x 7 2 x 9 = -1 · x 7 2 · x 9 = - 1 2 x 7 x 9

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

= - 1 2 x 7-9

= - 1 2 x -2

= - 1 2 x 2

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

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: -7 x 4 · 2 x 6

Lösung einblenden

-7 x 4 · 2 x 6 = ( -7 · x 4 ) · 2 · x 6 = -14 x 4 · x 6

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

= -14 x 4 + 6

= -14 x 10

2. PG: Potenzen mit gleichem Exponenten

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: ( 4x ) 3

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:

( 4x ) 3

= 4 3 · x 3

= 64 x 3

2. PG: Potenzen mit gleichem Exponenten (Zahlen)

Beispiel:

Berechne ohne WTR (möglichst geschickt): 26 2 2 2

Am Ende muss also eine (potenzfreie) Zahl stehen.

Lösung einblenden

= 26 2 2 2

= 26 · 26 2 · 2

= 26 2 · 26 2

= ( 26 2 ) 2

= 13 2

= 169

3. PG: Potenzen potenzieren

Beispiel:

Vereinfache zu einem möglichst einfachen Potenzterm, der nur noch eine Basis und eine Hochzahl hat: ( x 2 ) 5

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 2 ) 5

= x 2 · 5

= x 10

3. PG: Potenzen potenzieren (+ Koeffizient)

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: ( 2 x 5 ) 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 x 5 ) 5

= 2 5 · ( x 5 ) 5

= 2 5 · x 5 · 5

= 32 x 25

Potenzen multiplizieren

Beispiel:

Berechne den folgenden Term ohne Taschenrechner: 3 5 · 6 -5

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.

3 5 · 6 -5

= 3 5 6 5

= ( 3 6 ) 5

= ( 1 2 ) 5

= 1 32

Vereinfachen von Potenzen

Beispiel:

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

Lösung einblenden

( 2x ) 5 -4 x 5

= 2 5 · x 5 -4 x 5

= 32 x 5 -4 x 5

= 28 x 5

Ausklammern mit Potenzgesetzen

Beispiel:

Berechne den folgenden Term ohne WTR: 21 · 7 5 + 2 · 7 6 7 6

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 5 + 2 · 7 6 7 6

= 37 · 7 5 + 2 · 7 6 7 6

= 3 · 7 6 + 2 · 7 6 7 6

= ( 3 + 2 ) · 7 6 7 6

= 3 + 2

= 5

Potenzen mit binom. Formeln

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: ( x 2 -8x +16 ) 2 ( x 2 -16 ) 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:

( x 2 -8x +16 ) 2 ( x 2 -16 ) 2

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

= ( x -4 ) 4 ( x -4 ) 2 · ( x +4 ) 2

= ( x -4 ) 2 1 · ( x +4 ) 2

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

= ( x -4 x +4 ) 2