Степеновање – теорија

Видео лекција посвећена степеновању. Основне дефиниције објашњене на једноставним примерима.

Степен ana^n је производ nn једнаких чинилаца aa: aa је основа, а nn изложилац, који казује колико пута је основа чинилац. Дефиниција се проширује на нулу и на негативне целе изложиоце: a0=1a^0 = 1 и a−n=1ana^{-n} = \frac{1}{a^n}, за a≠0a \ne 0. За целе mm и nn важе правила am⋅an=am+na^m \cdot a^n = a^{m+n}, am:an=am−na^m : a^n = a^{m-n}, (am)n=am⋅n(a^m)^n = a^{m \cdot n}, (a⋅b)n=anbn(a \cdot b)^n = a^n b^n и (ab)n=anbn\left(\frac{a}{b}\right)^n = \frac{a^n}{b^n}. Тако је 23⋅2−5=2−2=142^3 \cdot 2^{-5} = 2^{-2} = \frac{1}{4}.

Пазите на заграде: (−2)4=16(-2)^4 = 16, а −24=−16-2^4 = -16, јер се у другом изразу степенује само двојка. Негативна основа са парним изложиоцем даје позитиван број, а са непарним негативан. Честа грешка је и am+an=am+na^m + a^n = a^{m+n}: правила важе само за множење и дељење.

−3−2−112324680naⁿaⁿ
2
2
aⁿ
4
a⁻ⁿ
0,25
aⁿ · a⁻ⁿ
1
При n=0n = 0 тачка је увек на висини 1, ма која да је основа: a0=1a^0 = 1. Кад nn смањите за 1, вредност се подели са aa, па је a−1=1aa^{-1} = \frac{1}{a}, a−2=1a2a^{-2} = \frac{1}{a^2}… Производ an⋅a−na^n \cdot a^{-n} је увек 1.

Меморија рачунара и телефона мери се степенима двојке (210=10242^{10} = 1024), а у физици и хемији веома велики и веома мали бројеви пишу се као степени десетке: пречник атома је реда величине 10−1010^{-10} m.

Фотографије на картици

На меморијској картици слободно је 2352^{35} бајтова. Једна фотографија заузима 2222^{22} бајтова (око 4 MB). Колико фотографија стаје на картицу и који део картице заузима једна фотографија?

Решење

  1. Број фотографија је количник 235:2222^{35} : 2^{22}.
  2. Основе су исте, па се изложиоци одузимају: 235:222=235−22=2132^{35} : 2^{22} = 2^{35 - 22} = 2^{13}.
  3. 213=210⋅23=1024⋅8=81922^{13} = 2^{10} \cdot 2^3 = 1024 \cdot 8 = 8192.
  4. Једна фотографија заузима 222:235=222−35=2−13=1213=181922^{22} : 2^{35} = 2^{22 - 35} = 2^{-13} = \frac{1}{2^{13}} = \frac{1}{8192} картице.

Одговор: На картицу стаје 8192 фотографије, а свака заузима 2−13=181922^{-13} = \frac{1}{8192} картице.

Задатак за вежбу

Упростите и израчунајте 35⋅3−2(32)3\frac{3^5 \cdot 3^{-2}}{(3^2)^3}.

Прикажи решење

35+(−2)32⋅3=3336=33−6=3−3=127\frac{3^{5 + (-2)}}{3^{2 \cdot 3}} = \frac{3^3}{3^6} = 3^{3 - 6} = 3^{-3} = \frac{1}{27}.