Aufgabenbeispiele von Potenzgesetze

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


1. PG: Potenzen mit gleicher Basis

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: x 2 · x 5

Lösung einblenden

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

x 2 · x 5

= x 2+5

= x 7

1. PG: Potenzen mit gleicher Basis (Zahlen)

Beispiel:

Berechne ohne WTR: 2 2 2 -3

Am Ende muss also eine (potenzfreie) Zahl stehen.

Lösung einblenden

2 2 2 -3

Herkömmlicher Weg:

2 2 2 -3

= 2 2 · 1 2 -3

= 2 2 · 2 3

= 2 · 2·2 · 2 · 2

= 32

Schnellerer Weg mit dem Potenzgesetz:

2 2 2 -3

= 2 2 · 1 2 -3

= 2 2 · 2 3

= 2 2 +3

= 2 5

= 32

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

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: - x 7 · 5 x 9

Lösung einblenden

- x 7 · 5 x 9 = ( -1 · x 7 ) · 5 · x 9 = -5 x 7 · x 9

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

= -5 x 7+9

= -5 x 16

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

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: - x 8 2 x 9

Lösung einblenden

- x 8 2 x 9 = -1 · x 8 2 · x 9 = - 1 2 x 8 x 9

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

= - 1 2 x 8 - 9

= - 1 2 x -1

= - 1 2 x

2. PG: Potenzen mit gleichem Exponenten

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: ( 2x ) 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:

( 2x ) 3

= 2 3 · x 3

= 8 x 3

2. PG: Potenzen mit gleichem Exponenten (Zahlen)

Beispiel:

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

Am Ende muss also eine (potenzfreie) Zahl stehen.

Lösung einblenden

= 7 2 2 -2

= 7 2 1 2 2

= 7 2 · 2 2

= 7 · 72 · 2

= 7 · 2 · 7 · 2

= ( 7 · 2 ) 2

= 14 2

= 196

3. PG: Potenzen potenzieren

Beispiel:

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

( 5 x ) 2

= 5 x · 2

= 5 2x

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

= ( 5 2 ) x

= 25 x

3. PG: Potenzen potenzieren (+ Koeffizient)

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: ( 3 x 2 ) 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)m= an⋅m gilt:

( 3 x 2 ) 3

= 3 3 · ( x 2 ) 3

= 3 3 · x 2 · 3

= 27 x 6

Potenzen multiplizieren

Beispiel:

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

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.

2 -6 · 8 3

= 8 3 2 6

= ( 2 3 ) 3 2 6

= 2 9 2 6

= 2 9 -6

= 2 3

= 8

Vereinfachen von Potenzen

Beispiel:

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

Lösung einblenden

( x 5 +1 ) · x 5 -2 x 5

= x 5 · x 5 + 1 · x 5 -2 x 5

= x 10 + x 5 -2 x 5

= x 10 - x 5

Ausklammern mit Potenzgesetzen

Beispiel:

Berechne den folgenden Term ohne WTR: 7 5 · 4 3 + 7 5 · 4 5 28 5

Lösung einblenden

Hier sollte man erkennen, dass die Basis im Nenner gerade das Produkt der beiden Basen im Zähler ist (28 = 4 ⋅ 7)
Dann kann man der Reihe nach ausklammern und kürzen:

7 5 · 4 3 + 7 5 · 4 5 28 5

= 7 5 · ( 4 3 + 4 5 ) ( 74 ) 5

= 7 5 · ( 4 3 + 4 5 ) 7 5 · 4 5

= 4 3 + 4 5 4 5

= 4 3 · ( 1 + 4 2 ) 4 5

= 1 + 16 4 2

= 17 16

Potenzen mit binom. Formeln

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: ( 2x -1 ) 5 ( 4 x 2 -4x +1 ) 3

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 -1 ) 5 ( 4 x 2 -4x +1 ) 3

= ( 2x -1 ) 5 ( ( 2x -1 ) 2 ) 3

= ( 2x -1 ) 5 ( 2x -1 ) 6

= 1 2x -1