מתמטיקה תיכונית/אלגברה תיכונית/חוקי החשבון/חוקי חשבון חזקות: הבדלים בין גרסאות בדף

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
אין תקציר עריכה
שורה 33:
:פתרון: <math>(-1)^{3}=(-1)\times(-1)\times(-1)=(-1)\,</math>
 
===חוק החילוף אינו מתקיים בחזקה===
* החזקה '''לא''' מקיימת את חוק החילוף (יש מקרים יחידים שהיא כן). לדוגמה: <math>10^3=10\cdot10\cdot10=1000\neq3^{10}=3\cdot3\cdot3\cdot3\cdot3\cdot3\cdot3\cdot3\cdot3\cdot3=59,049</math>{{ש}}
 
לדוגמה: <math>10^3=10\cdot10\cdot10=1000\neq3^{10}=3\cdot3\cdot3\cdot3\cdot3\cdot3\cdot3\cdot3\cdot3\cdot3=59,049</math>{{ש}}
===פעולות על חזקות===
כאמור עבור <math>\;a^b</math> הבסיס הוא <math>\;a</math> ואילו המעריך הוא <math>\;b</math>. יש לבטא <math>\;a</math> בחזקת <math>\;b</math>.
שורה 70 ⟵ 74:
על כן כאשר החזקות הן בעלות אותו הבסיס, כפל של שתי חזקות מביא ל'''חיבור/חיסור המעריכים'''.
|<math>a^{2}\cdot{a}^{4}=a^{2+4}=a^{6}</math>
 
::לדוגמה: <math>10^3\cdot10^2=(10\cdot10\cdot10)\cdot(10\cdot10)=10\cdot10\cdot10\cdot10\cdot10=10^5=10^{3+2}</math>{{ש}}
|-
| חילוק חזקות עם אותו בסיס
שורה 114 ⟵ 120:
</div>
 
דוגמה: חשב את <math>\frac{a^4}{a^2}</math>
:פתרון: על פי {{מונח/חוקי חזקות הפרש מעריכים}}: <math>\frac{a^5}{a^3} = a^{5-3} = a^2</math>
 
::לדוגמה: |<math> \frac{5^6}{5^4}=\frac{5\cdot5\cdot5\cdot5\cdot5\cdot5}{5\cdot5\cdot5\cdot5}=5\cdot5=5^2=5^{6-4}</math>{{ש}}
נשים לב שחיסור חזקות יוכל להביא לכך שהמעריך יהיה אפס או מספר שלילי. לכן נראה בהמשך כיצד ניתן להגדיר חזקות עם מעריך שאינו מספר חיובי בצורה שתהיה אחידה עם החוק שהצגנו כאן.
 
* <math>\frac{a^m5}{a^n3} = a^{m5-n3} = a^2</math>
|-
 
|חזקה של חזקה
|<math>
{\left(a^{b}\right)}^{c}=
\underbrace{
{\left(a^{b}\right)} \times{\left(a^{b}\right)}\cdots{\left(a^{b}\right)}
}_{c\;\;times}
a^{\overbrace{b+b+b \cdots b}^{c\;\;times}}
a^{b\cdot c} }={\left(a^{c}\right)}^{b
</math>
|נשתמש ב{{מונח/חוקי חזקות מכפלה}} שכבר למדנו, לכפל של שתי חזקות עם אותו {{מונח/חזקות בסיס}}.
|
|-
|מעריך 0
שורה 158 ⟵ 150:
<math>a^{-b} = a^{0-b} = \frac{a^0}{a^b} = \frac{1}{a^b}</math>
</div>
 
דוגמה: חשב את <math>2^{-1}</math>
:פתרון:<math>2^{-1} = \frac{1}{2^1} = \frac{1}{2}</math>
 
* הערה: 0 בחזקת מספר שלילי שוב ייתן חלוקה באפס ולכן אינו מוגדר: <math>0^{-a} = \frac{1}{0^a} = \frac{1}{0}</math>
:פתרון:|<math>2^{-1} = \frac{1}{2^1} = \frac{1}{2}</math>
|
 
::לדוגמה: <math> 2^{-6}=\frac{1}{2^6}=\frac{1}{2\cdot2\cdot2\cdot2\cdot2\cdot2}=\frac{1}{64}</math>
|-
|מעריך 1
שורה 179 ⟵ 170:
|0 הוא מספר מיוחד בחזקות, והוא אינו מוגדר עבור כל כל מעריך. עם מעריך שהוא {{מונח/מספר טבעי}} ברור לנו שלא משנה כמה פעמים נכפול 0 בעצמו, נקבל 0 עבור a טבעי.
|
|-
|חזקה של חזקה
*|<math>{\left(displaystyle {\frac {a}^{bm}}\right)^n=\frac{a^{n}{b}}=a^{m-n}}</math>
|נשתמש ב{{מונח/חוקי חזקות מכפלה}} שכבר למדנו, לכפל של שתי חזקות עם אותו {{מונח/חזקות בסיס}}.
|<math>
{\left(a^{b}\right)}^{c}=
\underbrace{
{\left(a^{b}\right)} \times{\left(a^{b}\right)}\cdots{\left(a^{b}\right)}
}_{c\;\;times}
a^{\overbrace{b+b+b \cdots b}^{c\;\;times}}
a^{b\cdot c} }={\left(a^{c}\right)}^{b
</math>
::לדוגמה: <math>(5^2)^3=(5^2)\cdot(5^2)\cdot(5^2)=(5\cdot5)\cdot(5\cdot5)\cdot(5\cdot5)=5\cdot5\cdot5\cdot5\cdot5\cdot5=5^6=5^{2\cdot3}</math>{{ש}}
|-
|כפל חזקות עם אותו מעריך
שורה 192 ⟵ 199:
על פי הגדרת החזקה:
<div style="direction: ltr;"><math>(a\cdot b)^c </math></div>
::לדוגמה: |<math>((-2)\cdot3)^2=(-2)^2\cdot3^2</math>
|
|-
|חילוק חזקות עם אותו מעריך=
|<math>{\displaystyle {\frac {a^{c}}{b^{c}}}=}{\displaystyle \left({\frac {a}{b}}\right)^{c}}</math>
|כאשר מחלקים חזקות עם אותו מעריך, באותו אופן ניתן שוב להוציא את המעריך מחוץ לסוגריים. הבה נראה זאת:
שורה 205 ⟵ 212:
על פי הגדרת החזקה:
<div style="direction: ltr;"><math>\left(\frac{a}{b}\right)^c </math></div>
::לדוגמה: |<math>\left(\frac{2}{3}\right)^4=\frac{2}{3}\cdot\frac{2}{3}\cdot\frac{2}{3}\cdot\frac{2}{3}=\frac{2\cdot2\cdot2\cdot2}{3\cdot3\cdot3\cdot3}=\frac{2^4}{3^4}</math>
|
|}
 
שורה 215 ⟵ 222:
לדוגמה: ב- <math>(2\tfrac{1}{2})^5</math> המספר 2.5 הוא בסיס החזקה והמספר 5 הוא מעריך החזקה. (כי אנחנו כופלים 2.5 בעצמו שוב ושוב 5 פעמים){{ש}}
'''הערה:''' החזקה מוגדרת גם למעריכים לא טבעיים, זאת אומרת מעריכי חזקה שהם לא שלמים או לא חיוביים. בהגדרות האלה ניגע עוד מעט.
 
===תכונות וחוקי חזקות===
 
* החזקה '''לא''' מקיימת את חוק החילוף (יש מקרים יחידים שהיא כן). לדוגמה: <math>10^3=10\cdot10\cdot10=1000\neq3^{10}=3\cdot3\cdot3\cdot3\cdot3\cdot3\cdot3\cdot3\cdot3\cdot3=59,049</math>{{ש}}
* <math> a^m\cdot a^n = a^{m+n}</math>. '''הערה:''' יש לשים לב שאין חיבור בין החזקות עצמן אלא רק כפל.
::לדוגמה: <math>10^3\cdot10^2=(10\cdot10\cdot10)\cdot(10\cdot10)=10\cdot10\cdot10\cdot10\cdot10=10^5=10^{3+2}</math>{{ש}}
* <math>\frac{a^m}{a^n}=a^{m-n}</math>
::לדוגמה: <math> \frac{5^6}{5^4}=\frac{5\cdot5\cdot5\cdot5\cdot5\cdot5}{5\cdot5\cdot5\cdot5}=5\cdot5=5^2=5^{6-4}</math>{{ש}}
* <math>(a^m)^n=a^{m\cdot n}</math>. '''הערה:''' יש לשים לב שזה לא המצב הזה: <math>a^{(m^n)}</math> אלא <math>(a^m)^n</math>.
::לדוגמה: <math>(5^2)^3=(5^2)\cdot(5^2)\cdot(5^2)=(5\cdot5)\cdot(5\cdot5)\cdot(5\cdot5)=5\cdot5\cdot5\cdot5\cdot5\cdot5=5^6=5^{2\cdot3}</math>{{ש}}
*לכל מספר <math>a\neq0</math> מתקיים <math>a^0=1</math>. {{ש}}
:הוכחה: <math>a^0=a^{1-1}=\frac{a^1}{a^1}=\frac{a}{a}=1</math>
*חזקה עם מעריך שלילי מוגדרת באופן הבא: <math> a^{-n}=\frac{1}{a^n}</math>.
:'''הערה:''' חזקה עם בסיס שלילי זו לא בעיה. נגיד <math>(-2)^3=(-2)\cdot(-2)\cdot(-2)=-8</math> אבל כשיש מעריך שלילי אז השאלה איך אתה מגדיר "לכפול שוב ושוב מינוס פעמים" היא בעייתית. ולכן הגדירו את זה כמו שנכתב בתחילת השורה.
:הוכחה: <math>a^{-n}=a^{0-n}=\frac{a^0}{a^n}=\frac{1}{a^n}</math>
::לדוגמה: <math> 2^{-6}=\frac{1}{2^6}=\frac{1}{2\cdot2\cdot2\cdot2\cdot2\cdot2}=\frac{1}{64}</math>
*<math>(a\cdot b)^n=a^n\cdot b^n</math>'''הערה:''' הכלל הזה פועל רק אם בסוגריים יש כפל. חיבור לא יעבוד!
::לדוגמה: <math>((-2)\cdot3)^2=(-2)^2\cdot3^2</math>
*<math>\left(\frac{a}{b}\right)^n=\frac{a^n}{b^n}</math>
::לדוגמה: <math>\left(\frac{2}{3}\right)^4=\frac{2}{3}\cdot\frac{2}{3}\cdot\frac{2}{3}\cdot\frac{2}{3}=\frac{2\cdot2\cdot2\cdot2}{3\cdot3\cdot3\cdot3}=\frac{2^4}{3^4}</math>
 
 
{{תוכן|