Степеновање – понављање градива

Решени задаци. Припрема за контролни задатак.

Задаци


Текст задатака објашњених у видео лекцији:

Пр.1) Упрости изразе:

а) x8:x3={x^8}:{x^3} =

б) x8⋅x3={x^8} \cdot {x^3} =

в) (x3)5={\left( {{x^3}} \right)^5} =

г) (a7:a4)⋅a5=\left( {{a^7}:{a^4}} \right) \cdot {a^5} = 

д) (−m)4⋅(−m)6:m8(−m)8:m6=\frac{{{{\left( { - m} \right)}^4} \cdot {{\left( { - m} \right)}^6}:{m^8}}}{{{{\left( { - m} \right)}^8}:{m^6}}} =

Пр.2) Израчунати:

а) −5+23−42=- 5 + {2^3} - {4^2} =

б) (−3)3⋅(−5)2={\left( { - 3} \right)^3} \cdot {\left( { - 5} \right)^2} =

в) (−1)4:(−3)3+4:33={\left( { - 1} \right)^4}:{\left( { - 3} \right)^3} + 4:{3^3} =

г) (−2)3+(2)2−(23)2−33={\left( { - 2} \right)^3} + {\left( {\sqrt 2 } \right)^2} - {\left( {2\sqrt 3 } \right)^2} - {3^3} = 

Пр.3) Израчунати:

а) (34)5:(34)3⋅34={\left( {\frac{3}{4}} \right)^5}:{\left( {\frac{3}{4}} \right)^3} \cdot \frac{3}{4} =

б) 26⋅24:2325:23=\frac{{{2^6} \cdot {2^4}:{2^3}}}{{{2^5}:{2^3}}} =

Пр.4) Упростити следеће изразе:

а) (a2b3)2ab4⋅a3b(a2b4)3=\frac{{{{\left( {{a^2}{b^3}} \right)}^2}}}{{a{b^4}}} \cdot \frac{{{a^3}b}}{{{{\left( {{a^2}{b^4}} \right)}^3}}} =

б) ((2a3)22a4b3)3={\left( {\frac{{{{\left( {2{a^3}} \right)}^2}}}{{2{a^4}{b^3}}}} \right)^3} =

Пр.5) Израчунати:

а) (−67)2⋅(−7)2⋅(−56)2={\left( { - \frac{6}{7}} \right)^2} \cdot {\left( { - 7} \right)^2} \cdot {\left( { - \frac{5}{6}} \right)^2} =

б) 55⋅2541253=\frac{{{5^5} \cdot {{25}^4}}}{{{{125}^3}}} =

Пр.6) Решити једначине:

а) 5x⋅53=10{5^x} \cdot {5^3} = 10

б) 32x⋅34=97{3^{2x}} \cdot {3^4} = {9^7}

в) 8x⋅82x⋅83x=824{8^x} \cdot {8^{2x}} \cdot {8^{3x}} = {8^{24}}

Пр.7) Ако је aa страница једнакостраничног троугла чија је површина 93cm29\sqrt 3 c{m^2}, израчунати бројевну вредност израза (a3)2⋅(−a)4:(a2)2a6:(a4:a2)2.\frac{{{{\left( {{a^3}} \right)}^2} \cdot {{\left( { - a} \right)}^4}:{{\left( {{a^2}} \right)}^2}}}{{{a^6}:{{\left( {{a^4}:{a^2}} \right)}^2}}}.


Пр.1) 

а) x8:x3=x5{x^8}:{x^3} = {x^5}

б) x8⋅x3=x11{x^8} \cdot {x^3} = {x^{11}}

в) (x3)5=x15{\left( {{x^3}} \right)^5} = {x^{15}}

г) (a7:a4)⋅a5=a3⋅a5=a8\left( {{a^7}:{a^4}} \right) \cdot {a^5} = {a^3} \cdot {a^5} = {a^8} 

д) (−m)4⋅(−m)6:m8(−m)8:m6=(−m)10:m8m8:m6=m10:m8m8:m6=m2m2=1\frac{{{{\left( { - m} \right)}^4} \cdot {{\left( { - m} \right)}^6}:{m^8}}}{{{{\left( { - m} \right)}^8}:{m^6}}} = \frac{{{{\left( { - m} \right)}^{10}}:{m^8}}}{{{m^8}:{m^6}}} = \frac{{{m^{10}}:{m^8}}}{{{m^8}:{m^6}}} = \frac{{{m^2}}}{{{m^2}}} = 1

Пр.2) 

а) −5+23−42=−5+8−16=−13- 5 + {2^3} - {4^2} = - 5 + 8 - 16 = - 13

б) (−3)3⋅(−5)2=−27⋅25=−675{\left( { - 3} \right)^3} \cdot {\left( { - 5} \right)^2} = - 27 \cdot 25 = - 675

в) (−1)4:(−3)3+4:33=1:(−27)+4:27=−127+427=327=19{\left( { - 1} \right)^4}:{\left( { - 3} \right)^3} + 4:{3^3} = 1:\left( { - 27} \right) + 4:27 = - \frac{1}{{27}} + \frac{4}{{27}} = \frac{3}{{27}} = \frac{1}{9}

г) (−2)3+(2)2−(23)2−33=−8+2−12−27=−45{\left( { - 2} \right)^3} + {\left( {\sqrt 2 } \right)^2} - {\left( {2\sqrt 3 } \right)^2} - {3^3} = - 8 + 2 - 12 - 27 = - 45 

Пр.3) 

а) (34)5:(34)3⋅34=(34)2⋅34=(34)3=2764{\left( {\frac{3}{4}} \right)^5}:{\left( {\frac{3}{4}} \right)^3} \cdot \frac{3}{4} = {\left( {\frac{3}{4}} \right)^2} \cdot \frac{3}{4} = {\left( {\frac{3}{4}} \right)^3} = \frac{{27}}{{64}}

б) 26⋅24:2325:23=2722=25=32\frac{{{2^6} \cdot {2^4}:{2^3}}}{{{2^5}:{2^3}}} = \frac{{{2^7}}}{{{2^2}}} = {2^5} = 32

Пр.4) 

а) (a2b3)2ab4⋅a3b(a2b4)3=a4b6ab4⋅a3ba6b12=a7b7a7b16=1b9\frac{{{{\left( {{a^2}{b^3}} \right)}^2}}}{{a{b^4}}} \cdot \frac{{{a^3}b}}{{{{\left( {{a^2}{b^4}} \right)}^3}}} = \frac{{{a^4}{b^6}}}{{a{b^4}}} \cdot \frac{{{a^3}b}}{{{a^6}{b^{12}}}} = \frac{{{a^7}{b^7}}}{{{a^7}{b^{16}}}} = \frac{1}{{{b^9}}}

б) ((2a3)22a4b3)3=(4a62a4b3)3=(2a2b3)3=8a6b9{\left( {\frac{{{{\left( {2{a^3}} \right)}^2}}}{{2{a^4}{b^3}}}} \right)^3} = {\left( {\frac{{4{a^6}}}{{2{a^4}{b^3}}}} \right)^3} = {\left( {\frac{{2{a^2}}}{{{b^3}}}} \right)^3} = \frac{{8{a^6}}}{{{b^9}}}

Пр.5) 

а) (−67)2⋅(−7)2⋅(−56)2=((−67)⋅(−7)⋅(−56))2=(−5)2=25{\left( { - \frac{6}{7}} \right)^2} \cdot {\left( { - 7} \right)^2} \cdot {\left( { - \frac{5}{6}} \right)^2} = {\left( {\left( { - \frac{6}{7}} \right) \cdot \left( { - 7} \right) \cdot \left( { - \frac{5}{6}} \right)} \right)^2} = {\left( { - 5} \right)^2} = 25

б) 55⋅2541253=55⋅(52)4(53)3=55⋅5859=51359=54=625\frac{{{5^5} \cdot {{25}^4}}}{{{{125}^3}}} = \frac{{{5^5} \cdot {{\left( {{5^2}} \right)}^4}}}{{{{\left( {{5^3}} \right)}^3}}} = \frac{{{5^5} \cdot {5^8}}}{{{5^9}}} = \frac{{{5^{13}}}}{{{5^9}}} = {5^4} = 625

Пр.6) 

а) 

5x⋅53=5105x=510:535x=57x=7\begin{aligned}&{5^x} \cdot {5^3} = {5^{10}} \\ &{5^x} = {5^{10}}:{5^3} \\ &{5^x} = {5^7} \\ &x = 7\end{aligned}

б) 

32x⋅34=9732x+4=(32)732x+4=3142x+4=142x=14−42x=10x=5\begin{aligned}&{3^{2x}} \cdot {3^4} = {9^7} \\ &{3^{2x + 4}} = {\left( {{3^2}} \right)^7} \\ &{3^{2x + 4}} = {3^{14}} \\ &2x + 4 = 14 \\ &2x = 14 - 4 \\ &2x = 10 \\ &x = 5\end{aligned}

в) 

8x⋅82x⋅83x=8248x+2x+3x=82486x=8246x=24x=24:6x=4\begin{aligned}&{8^x} \cdot {8^{2x}} \cdot {8^{3x}} = {8^{24}} \\ &{8^{x + 2x + 3x}} = {8^{24}} \\ &{8^{6x}} = {8^{24}} \\ &6x = 24 \\ &x = 24:6 \\ &x = 4\end{aligned}

Пр.7) 

P=93cm2‾a=?(a3)2⋅(−a)4:(a2)2a6:(a4:a2)2=?P=a23493=a234a23=363a2=36a=6cm(a3)2⋅(−a)4:(a2)2a6:(a4:a2)2=a6⋅a4:a4a6:(a2)2=a10:a4a6:a4=a6a2=a4a4=64=1296\begin{aligned}&\underline {P = 9\sqrt 3 c{m^2}} \\ &a = ? \\ &\frac{{{{\left( {{a^3}} \right)}^2} \cdot {{\left( { - a} \right)}^4}:{{\left( {{a^2}} \right)}^2}}}{{{a^6}:{{\left( {{a^4}:{a^2}} \right)}^2}}} = ? \\ & \\ &P = \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4} \\ &9\sqrt 3 = \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4} \\ &{a^2}\sqrt 3 = 36\sqrt 3 \\ &{a^2} = 36 \\ &a = 6cm \\ &\frac{{{{\left( {{a^3}} \right)}^2} \cdot {{\left( { - a} \right)}^4}:{{\left( {{a^2}} \right)}^2}}}{{{a^6}:{{\left( {{a^4}:{a^2}} \right)}^2}}} = \frac{{{a^6} \cdot {a^4}:{a^4}}}{{{a^6}:{{\left( {{a^2}} \right)}^2}}} = \frac{{{a^{10}}:{a^4}}}{{{a^6}:{a^4}}} = \frac{{{a^6}}}{{{a^2}}} = {a^4} \\ &{a^4} = {6^4} = 1296\end{aligned}

За степене исте основе важе правила која треба знати напамет: am⋅an=am+na^m \cdot a^n = a^{m+n}, am:an=am−na^m : a^n = a^{m-n} и (am)n=am⋅n(a^m)^n = a^{m \cdot n}. Код производа се степенује сваки чинилац, (a⋅b)n=anbn(a \cdot b)^n = a^n b^n, а код разломка бројилац и именилац: (ab)n=anbn\left(\frac{a}{b}\right)^n = \frac{a^n}{b^n}. У разломку прво степенујте, па тек онда делите: (a2b3)2ab4=a4b6ab4=a3b2\frac{(a^2b^3)^2}{ab^4} = \frac{a^4b^6}{ab^4} = a^3b^2.

Пре рачунања сведите све бројеве у задатку на исту основу, на пример 25=5225 = 5^2 и 125=53125 = 5^3. Пазите на знак: паран степен негативног броја је позитиван, (−3)2=9(-3)^2 = 9, а непаран је негативан, (−3)3=−27(-3)^3 = -27. Без заграде је −42=−16-4^2 = -16, јер се степенује само 4. Једначину 2x⋅24=2112^x \cdot 2^4 = 2^{11} решавате поређењем изложилаца: x+4=11x + 4 = 11, па је x=7x = 7.

4 · 8 = 32
2
3
Тачака 2ᵃ · 2ᵇ
32
Изложилац a + b
5
2 на изложилац a + b
32
Врста је 2a2^a, а у свакој има 2b2^b тачака, па их је укупно 2a⋅2b2^a \cdot 2^b. Колико год да изаберете, тачака је тачно 2a+b2^{a+b}: при множењу степена исте основе изложиоци се сабирају.

Степени се користе где год нешто расте удвостручавањем: у биологији за раст бактерија, у рачунарству за величину меморије, а у физици за записивање веома великих и веома малих бројева, као што је брзина светлости од око 3⋅1083 \cdot 10^8 m/s.

Бактерије у лабораторији

У хранљивој подлози на почетку има 32 бактерије, а њихов број се удвостручује сваких 20 минута. После колико удвостручавања ће их бити 4096 и колико ће то трајати?

Решење

  1. Запишемо бројеве као степене двојке: 32=2532 = 2^5 и 4096=2124096 = 2^{12}.
  2. После xx удвостручавања бактерија има 25⋅2x=25+x2^5 \cdot 2^x = 2^{5 + x}.
  3. Из 25+x=2122^{5 + x} = 2^{12} следи 5+x=125 + x = 12, па је x=7x = 7.
  4. Седам удвостручавања по 20 минута траје 7⋅20=1407 \cdot 20 = 140 минута, односно 2 h 20 min.

Одговор: Бактерија ће бити 4096 после 7 удвостручавања, односно после 2 сата и 20 минута.

Задатак за вежбу

Решите једначину 4x⋅43=1644^x \cdot 4^3 = 16^4.

Прикажи решење

164=(42)4=4816^4 = (4^2)^4 = 4^8, па је 4x+3=484^{x + 3} = 4^8, односно x+3=8x + 3 = 8 и x=5x = 5.