Степеновање и квадратни корен – дефиниције и особине

Дефиниције и формуле илустроване једноставним примерима.

Задаци


СТЕПЕНОВАЊЕ И КВАДРАТНИ КОРЕН

Степеновање:

239

aa –  основа степена ,  nn – изложилац.

У општем случају nn не мора бити природан број, но за сада ћемо се задржати само на степеновању код кога је изложилац природан број.

Операције са степенима: a,b∈R\{0},a,b \in \mathbb{R}\backslash \left\{ 0 \right\},     m,n∈Nm,n \in \mathbb{N}

240

Код степеновања увек треба обратити пажњу на знак основе. Важе следећа правила:

  • (−a)2n=a2n{\left( { - a} \right)^{2n}} = {a^{2n}}
  • (−a)2n+1=−a2n+1{\left( { - a} \right)^{2n + 1}} = - {a^{2n + 1}}
  •  −a2n=−a2n- {a^{2n}} = - {a^{2n}}   (степен не утиче на минус ако нема заграде)
  •  −a2n+1=−a2n+1- {a^{2n + 1}} = - {a^{2n + 1}}   (степен не утиче на минус ако нема заграде)

Квадратни корен:

Запис: a2=a,a\sqrt[2]{a} = \sqrt a ,a - поткорена величина

Правило:

 x2=∣x∣={x,x⩾0−x,x<0\sqrt {{x^2}} = \left| x \right| = \left\{ {\begin{array}{cccccccccccccccccccc} {x,x \geqslant 0} \\ { - x,x < 0} \end{array}} \right.

Квадратни корен неког броја је ненегативан број који када се квадрира да поткорену величину.

Важе следеће особине:

a⋅b=a⋅bab=ab\begin{aligned}&\sqrt {a \cdot b} = \sqrt a \cdot \sqrt b \\ &\sqrt {\frac{a}{b}} = \frac{{\sqrt a }}{{\sqrt b }}\end{aligned}

ОБРАТИТЕ ПАЖЊУ:

a+b≠a+ba2+b2≠a+b\begin{aligned}&\sqrt {a + b} \ne \sqrt a + \sqrt b \\ &\sqrt {{a^2} + {b^2}} \ne a + b\end{aligned}


Степен ana^n је производ nn једнаких чинилаца aa, где је aa основа, а nn изложилац. При множењу степена исте основе изложиоци се сабирају, а при дељењу одузимају: am⋅an=am+na^m \cdot a^n = a^{m+n} и am:an=am−na^m : a^n = a^{m-n}. Још важи (am)n=am⋅n(a^m)^n = a^{m \cdot n}, (a⋅b)n=an⋅bn(a \cdot b)^n = a^n \cdot b^n и a0=1a^0 = 1. Негативна основа са парним изложиоцем даје позитиван број, а са непарним негативан. Пазите на заграду: (−2)4=16(-2)^4 = 16, а −24=−16-2^4 = -16.

Квадратни корен a\sqrt{a} постоји за a≥0a \ge 0 и то је ненегативан број чији је квадрат aa, па је 49=7\sqrt{49} = 7, а не −7-7. Зато је x2=∣x∣\sqrt{x^2} = |x|. Важи a⋅b=a⋅b\sqrt{a \cdot b} = \sqrt{a} \cdot \sqrt{b}, али a+b\sqrt{a + b} није a+b\sqrt{a} + \sqrt{b}: 9+16=5\sqrt{9 + 16} = 5, а 3+4=73 + 4 = 7.

−15−10−5510151002003004000xyy = 196y = x²a−a
14
a²
196
√(a²) = |a|
14
Бројеви aa и −a-a имају исти квадрат, јер је (−a)2=a2(-a)^2 = a^2. Зато је a2=∣a∣\sqrt{a^2} = |a|: за a=−14a = -14 квадрат је опет 196, а 196=14\sqrt{196} = 14.

Квадратни корен користе мајстори и пројектанти кад из површине квадратне просторије или плаца рачунају дужину странице, а степени показују како расте површина: два пута дужа страница даје четири пута већу површину.

Ограда око баште

Башта у облику квадрата има површину 196 m². Колико метара ограде треба да би се оградила? Колика би била површина баште са два пута дужом страницом?

Решење

  1. Страница aa задовољава a2=196a^2 = 196, па је a=196=14a = \sqrt{196} = 14 m, јер је 142=19614^2 = 196.
  2. Ограда иде по обиму: 4⋅14=564 \cdot 14 = 56 m.
  3. Са два пута дужом страницом површина је (2a)2=22⋅a2=4⋅196=784(2a)^2 = 2^2 \cdot a^2 = 4 \cdot 196 = 784 m².

Одговор: Треба 56 m ограде, а са два пута дужом страницом башта би имала 784 m², четири пута више.

Задатак за вежбу

Квадратни подијум има површину 2,25 m². Колико је дуга његова страница и колико метара траке треба за ивицу? Колика би била површина подијума са три пута дужом страницом?

Прикажи решење

a=2,25=1,5a = \sqrt{2{,}25} = 1{,}5 m, трака је дуга 4⋅1,5=64 \cdot 1{,}5 = 6 m, а површина би била (3a)2=9⋅2,25=20,25(3a)^2 = 9 \cdot 2{,}25 = 20{,}25 m².