Кратко
Степень с целым показателем \(a^n\) — это число \(a\), умноженное само на себя \(n\) раз, если \(n>0\).
Главные свойства:
\[ a^m\cdot a^n=a^{m+n} \]
\[ \frac{a^m}{a^n}=a^{m-n} \]
\[ (a^m)^n=a^{mn} \]
\[ (ab)^n=a^n b^n \]
\[ \left(\frac{a}{b}\right)^n=\frac{a^n}{b^n} \]
1. Нулевой и отрицательный показатели
Для \(a\ne0\):
\[ a^0=1 \]
Например:
\[ 7^0=1,\qquad x^0=1 \]
Отрицательный показатель означает обратное число:
\[ a^{-n}=\frac1{a^n} \]
Например:
\[ 2^{-3}=\frac1{2^3}=\frac18 \]
Важно: \(2^{-3}\) — это не \(-8\).
2. Умножение степеней с одинаковыми основаниями
При умножении показатели складываются:
\[ a^m\cdot a^n=a^{m+n} \]
Пример:
\[ x^4\cdot x^3=x^{4+3}=x^7 \]
С отрицательными показателями:
\[ a^5\cdot a^{-2}=a^{5+(-2)}=a^3 \]
3. Деление степеней с одинаковыми основаниями
При делении показатели вычитаются:
\[ \frac{a^m}{a^n}=a^{m-n} \]
Пример:
\[ \frac{y^8}{y^3}=y^{8-3}=y^5 \]
Если получается отрицательный показатель:
\[ \frac{x^2}{x^5}=x^{2-5}=x^{-3}=\frac1{x^3} \]
4. Возведение степени в степень
Показатели перемножаются:
\[ (a^m)^n=a^{mn} \]
Пример:
\[ (x^3)^4=x^{3\cdot4}=x^{12} \]
Не нужно складывать показатели:
\[ (x^3)^4\ne x^7 \]
5. Степень произведения
Степень каждого множителя возводится отдельно:
\[ (ab)^n=a^n b^n \]
Пример:
\[ (2x)^3=2^3x^3=8x^3 \]
6. Степень дроби
В числитель и знаменатель показатель переносится отдельно:
\[ \left(\frac{a}{b}\right)^n=\frac{a^n}{b^n} \]
Пример:
\[ \left(\frac{x}{3}\right)^2=\frac{x^2}{9} \]
Как упрощать выражения со степенями
Например:
\[ \frac{x^7\cdot x^{-2}}{x^3} \]
Сначала объединим степени в числителе:
\[ x^7\cdot x^{-2}=x^{7+(-2)}=x^5 \]
Теперь разделим:
\[ \frac{x^5}{x^3}=x^{5-3}=x^2 \]
Ответ:
\[ \boxed{x^2},\qquad x\ne0 \]
Проверка при \(x=2\):
\[ \frac{2^7\cdot2^{-2}}{2^3} =\frac{128\cdot\frac14}{8} =\frac{32}{8}=4 \]
А
\[ 2^2=4 \]
Ответ верный.
Частые ошибки
- При умножении степеней показатели складываются:
\[ a^2\cdot a^5=a^7 \]
- При делении показатели вычитаются:
\[ \frac{a^6}{a^2}=a^4 \]
- При возведении степени в степень показатели умножаются:
\[ (a^2)^3=a^6 \]
- Сложение степеней не подчиняется этим правилам:
\[ a^2+a^3\ne a^5 \]
- Скобки важны:
\[ (-2)^4=16,\qquad -2^4=-16 \]
Главная памятка
- умножение — показатели складываем;
- деление — вычитаем;
- степень степени — умножаем;
- отрицательный показатель — переворачиваем дробь.
