Степеновање и полиноми

Дефиниције и решени задаци.

Задаци


Задаци које смо решили у видео лекцији:

1. Упростити изразе:

(а)   (x3)4={\left( {{x^3}} \right)^4} =         

(б)   x6⋅x={x^6} \cdot x =             

(в)   x16:x5={x^{16}}:{x^5} =                        

(г)   (x3)4⋅(x2)5={\left( {{x^3}} \right)^4} \cdot {\left( {{x^2}} \right)^5} = 

2. Израчунати вредност алгебарског израза:

     (а)   x3+x2{x^3} + {x^2}        за x=2x = 2

     (б)   x3+4x2−7x−11{x^3} + 4{x^2} - 7x - 11       за x=−2x = - 2

     (в)   8x3+4x2−7x−118{x^3} + 4{x^2} - 7x - 11      за x=−12x = - \frac{1}{2}

3. Израчунати 27⋅4588:322=\frac{{{2^7} \cdot {4^5}}}{{{8^8}:{{32}^2}}} =                 

4. Дати су полиноми    P=x3+4x2−7x−11P = {x^3} + 4{x^2} - 7x - 11   и   Q=−2x3+9x2−7x−19Q = - 2{x^3} + 9{x^2} - 7x - 19. Одредити њихов збир и њихову разлику.

5. Решити једначине:

(а)   23x−1:24x+5=167{2^{3x - 1}}:{2^{4x + 5}} = {16^7}

(б)   3x−((2+4x)+5)+9x=−183x - \left( {\left( {2 + 4x} \right) + 5} \right) + 9x = - 18

(в)   35x−4⋅32−3x=275{3^{5x - 4}} \cdot {3^{2 - 3x}} = {27^5}


1. 

(а)   (x3)4=x3⋅4=x12{\left( {{x^3}} \right)^4} = {x^{3 \cdot 4}} = {x^{12}}         

(б)   x6⋅x=x6+1=x7{x^6} \cdot x = {x^{6 + 1}} = {x^7}             

(в)   x16:x5=x16−5=x11{x^{16}}:{x^5} = {x^{16 - 5}} = {x^{11}}                        

(г)   (x3)4⋅(x2)5=x12⋅x10=x22{\left( {{x^3}} \right)^4} \cdot {\left( {{x^2}} \right)^5} = {x^{12}} \cdot {x^{10}} = {x^{22}} 

2.     (а)   x3+x2{x^3} + {x^2}        за x=2x = 2

x3+x2=23+22=8+4=12{x^3} + {x^2} = {2^3} + {2^2} = 8 + 4 = 12

       (б)   x3+4x2−7x−11{x^3} + 4{x^2} - 7x - 11       за x=−2x = - 2

x3+4x2−7x−11=(−2)3+4(−2)2−7(−2)−11=−8+16+14−11=11{x^3} + 4{x^2} - 7x - 11 = {\left( { - 2} \right)^3} + 4{\left( { - 2} \right)^2} - 7\left( { - 2} \right) - 11 = - 8 + 16 + 14 - 11 = 11

      (в)   8x3+4x2−7x−118{x^3} + 4{x^2} - 7x - 11      за x=−12x = - \frac{1}{2}

8x3+4x2−7x−11=8(−12)3+4(−12)2−7(−12)−11==8(−18)+4(14)−7(−12)−11=−1+1+3,5−11=−7,5\begin{aligned}&8{x^3} + 4{x^2} - 7x - 11 = 8{\left( { - \frac{1}{2}} \right)^3} + 4{\left( { - \frac{1}{2}} \right)^2} - 7\left( { - \frac{1}{2}} \right) - 11 = \\ &= 8\left( { - \frac{1}{8}} \right) + 4\left( {\frac{1}{4}} \right) - 7\left( { - \frac{1}{2}} \right) - 11 = - 1 + 1 + 3,5 - 11 = - 7,5\end{aligned}

3.  27⋅4588:322=27⋅(22)5(23)8:(25)2=27⋅210224:210=217214=23=8\frac{{{2^7} \cdot {4^5}}}{{{8^8}:{{32}^2}}} = \frac{{{2^7} \cdot {{\left( {{2^2}} \right)}^5}}}{{{{\left( {{2^3}} \right)}^8}:{{\left( {{2^5}} \right)}^2}}} = \frac{{{2^7} \cdot {2^{10}}}}{{{2^{24}}:{2^{10}}}} = \frac{{{2^{17}}}}{{{2^{14}}}} = {2^3} = 8                 

4. P=x3+4x2−7x−11P = {x^3} + 4{x^2} - 7x - 11  

    Q=−2x3+9x2−7x−19Q = - 2{x^3} + 9{x^2} - 7x - 19. 

P+Q=x3+4x2−7x−11−2x3+9x2−7x−19==−x3+13x2−14x−30P−Q=x3+4x2−7x−11−(−2x3+9x2−7x−19)==x3+4x2−7x−11+2x3−9x2+7x+19==3x3−5x2+8\begin{aligned}&P + Q = {x^3} + 4{x^2} - 7x - 11 - 2{x^3} + 9{x^2} - 7x - 19 = \\ &= - {x^3} + 13{x^2} - 14x - 30 \\ &P - Q = {x^3} + 4{x^2} - 7x - 11 - \left( { - 2{x^3} + 9{x^2} - 7x - 19} \right) = \\ &= {x^3} + 4{x^2} - 7x - 11 + 2{x^3} - 9{x^2} + 7x + 19 = \\ &= 3{x^3} - 5{x^2} + 8\end{aligned}

5.(а)   

23x−1:24x+5=16723x−1−(4x+5)=(24)723x−1−4x−5=2282−x−6=228−x−6=28−x=28+6−x=34x=−34\begin{aligned}&{2^{3x - 1}}:{2^{4x + 5}} = {16^7} \\ &{2^{3x - 1 - \left( {4x + 5} \right)}} = {\left( {{2^4}} \right)^7} \\ &{2^{3x - 1 - 4x - 5}} = {2^{28}} \\ &{2^{ - x - 6}} = {2^{28}} \\ &- x - 6 = 28 \\ &- x = 28 + 6 \\ &- x = 34 \\ &x = - 34\end{aligned}

(б)   

3x−((2+4x)+5)+9x=−183x−(2+4x+5)+9x=−183x−2−4x−5+9x=−188x−7=−188x=−11x=−118\begin{aligned}&3x - \left( {\left( {2 + 4x} \right) + 5} \right) + 9x = - 18 \\ &3x - \left( {2 + 4x + 5} \right) + 9x = - 18 \\ &3x - 2 - 4x - 5 + 9x = - 18 \\ &8x - 7 = - 18 \\ &8x = - 11 \\ &x = - \frac{{11}}{8}\end{aligned}

(в)   

35x−4⋅32−3x=27535x−4+2−3x=(33)532x−2=3152x−2=152x=2+152x=17x=172\begin{aligned}&{3^{5x - 4}} \cdot {3^{2 - 3x}} = {27^5} \\ &{3^{5x - 4 + 2 - 3x}} = {\left( {{3^3}} \right)^5} \\ &{3^{2x - 2}} = {3^{15}} \\ &2x - 2 = 15 \\ &2x = 2 + 15 \\ &2x = 17 \\ &x = \frac{{17}}{2}\end{aligned}

Кад рачунате са полиномима, стално вам требају правила за степене исте основе: при множењу се изложиоци сабирају, при дељењу одузимају, а при степеновању множе, на пример (x3)4⋅(x2)5=x12⋅x10=x22(x^3)^4 \cdot (x^2)^5 = x^{12} \cdot x^{10} = x^{22}. Степен производа степенује сваки чинилац: (3x)2=9x2(3x)^2 = 9x^2.

Вредност полинома добијате кад xx замените бројем у загради: за x=−2x = -2 је x3+4x2=−8+16=8x^3 + 4x^2 = -8 + 16 = 8. Код збира и разлике полинома групишете сличне чланове, а у загради испред које је минус мењате знакове. У једначини 35x−4⋅32−3x=383^{5x - 4} \cdot 3^{2 - 3x} = 3^8 прво саберете изложиоце, 2x−2=82x - 2 = 8, па је x=5x = 5. Пазите: (2x)2(2x)^2 је 4x24x^2, а не 2x22x^2.

x²4x²9x²
1,5 m
Мала леја x²
2,25 m²
Средња леја (2x)²
9 m²
Велика леја (3x)²
20,25 m²
Укупно 14x²
31,5 m²
Свако поље мреже је 1 m². Кад се страница удвостручи, површина је 4 пута већа, а кад се утростручи, 9 пута: (2x)2=4x2(2x)^2 = 4x^2 и (3x)2=9x2(3x)^2 = 9x^2.

Површина расте са квадратом, а запремина са кубом дужине: кад се страница собе удвостручи, под је четири пута већи, а коцкаста кутија двоструко веће ивице прима осам пута више. На то пазе архитекте и инжењери кад мењају размеру.

Три квадратне леје

У башти су три квадратне леје са страницама xx, 2x2x и 3x3x метара. Напишите њихову укупну површину као полином и израчунајте је за x=1,5x = 1{,}5 m.

Решење

  1. Површина квадрата је квадрат странице: x2x^2, (2x)2(2x)^2 и (3x)2(3x)^2.
  2. Степенујемо производе: (2x)2=22x2=4x2(2x)^2 = 2^2 x^2 = 4x^2 и (3x)2=32x2=9x2(3x)^2 = 3^2 x^2 = 9x^2.
  3. Саберемо сличне мономе: x2+4x2+9x2=14x2x^2 + 4x^2 + 9x^2 = 14x^2.
  4. За x=1,5x = 1{,}5 је x2=2,25x^2 = 2{,}25, па је површина 14⋅2,25=31,514 \cdot 2{,}25 = 31{,}5 m².

Одговор: Леје заједно заузимају 14x214x^2 квадратних метара, а за x=1,5x = 1{,}5 m то је 31,5 m².

Задатак за вежбу

Две кутије облика коцке имају ивице xx и 2x2x. Напишите њихову укупну запремину као полином и израчунајте је за x=10x = 10 cm.

Прикажи решење

x3+(2x)3=x3+8x3=9x3x^3 + (2x)^3 = x^3 + 8x^3 = 9x^3. За x=10x = 10 cm то је 9⋅1000=90009 \cdot 1000 = 9000 cm³, односно 9 литара.