Корице уџбеника

III.1. Степен Чији Је Изложилац Природан Број

Изабери решење задатка:

Задатак 12

Кратко решење

Паран изложилац корена даје рационалан, непаран ирационалан број. а) \( \sqrt{2}^{\,6} = 8 \) - рационалан б) \( \left(-\sqrt{6}\right)^{3} = -6\sqrt{6} \) - ирационалан в) \( \left(\frac{\sqrt{2}}{3}\right)^{5} = \frac{4\sqrt{2}}{243} \) - ирационалан г) \( -\sqrt{11}^{\,5} + \sqrt{11}^{\,5} = 0 \) - рационалан д) \( -2\sqrt{11}^{\,5} = -242\sqrt{11} \) - ирационалан

Детаљно решење

Правило које користимо

Из Примера 6 знамо: за ирационалан број облика \( \sqrt{m} \), \( m \in N \), важи да је \( \sqrt{m}^{\,n} \) рационалан број ако је \( n \) паран, а ирационалан ако је \( n \) непаран. Зато и овде гледамо парност изложиоца.

а) \( \sqrt{2}^{\,6} \)

Изложилац \( 6 \) је паран, па је вредност рационалан број. Заиста, \( \sqrt{2}^{\,6} = \left(\sqrt{2}^{\,2}\right) \cdot \left(\sqrt{2}^{\,2}\right) \cdot \left(\sqrt{2}^{\,2}\right) = 2 \cdot 2 \cdot 2 = 8 \).

б) \( \left(-\sqrt{6}\right)^{3} \)

Изложилац \( 3 \) је непаран, па је \( \left(-\sqrt{6}\right)^{3} = -\sqrt{6}^{\,3} = -6\sqrt{6} \). То је ирационалан број (производ рационалног броја различитог од нуле и ирационалног броја је ирационалан).

в) \( \left(\frac{\sqrt{2}}{3}\right)^{5} \)

Степенујемо бројилац и именилац: \[ \left(\frac{\sqrt{2}}{3}\right)^{5} = \frac{\sqrt{2}^{\,5}}{3^{5}} = \frac{4\sqrt{2}}{243}. \] Изложилац је непаран, па је бројилац ирационалан, а именилац је природан број - вредност је ирационалан број.

г) \( \left(-\sqrt{11}\right)^{5} + \sqrt{11}^{\,5} \)

Изложилац \( 5 \) је непаран, па је \( \left(-\sqrt{11}\right)^{5} = -\sqrt{11}^{\,5} \). Сабирци су супротни бројеви: \[ -\sqrt{11}^{\,5} + \sqrt{11}^{\,5} = 0. \] Нула је рационалан број.

д) \( \left(-\sqrt{11}\right)^{5} - \sqrt{11}^{\,5} \)

\[ -\sqrt{11}^{\,5} - \sqrt{11}^{\,5} = -2 \cdot \sqrt{11}^{\,5} = -2 \cdot 121\sqrt{11} = -242\sqrt{11}. \] То је ирационалан број.

Провера

Под г) и д) искористили смо исту особину непарног степена, али у првом случају се сабирци поништавају, а у другом удвостручују - зато су резултати различите природе. Вредности \( \sqrt{11}^{\,5} = 121\sqrt{11} \) и \( \sqrt{2}^{\,5} = 4\sqrt{2} \) добијене су као у Примеру 4.

Кратак запис решења:

Парни степени корена су рационални (а), непарни ирационални (б, в, д); под г) се супротни бројеви поништавају и даје се \( 0 \).

Најважније из лекције

Шта је степен: Запис \( a^n \) представља множење броја \( a \) самим собом \( n \) пута. Број \( a \) је основа, а \( n \) је изложилац.
Специјални случајеви: \( a^1 = a \), \( 1^n = 1 \), \( 0^n = 0 \).
Негативна основа: Ако је у загради \( (-a)^n \), резултат је позитиван за парно \( n \), а негативан за непарно \( n \).
Пажња: \( (-2)^2 = 4 \), али \( -2^2 = -4 \) јер у другом случају минус не припада основи која се степенује.
За реалан број \( a \) и природан број \( n \), \( n \)-ти степен броја \( a \) је производ у коме се као чинилац појављује искључиво број \( a \) и то тачно \( n \) пута.
\[ a^n = \underbrace{a \cdot a \cdot \dots \cdot a}_{n \text{ чинилаца}} \]
У запису \( a^n \):
\( a \) се назива основа или база (број који се множи сам са собом).
\( n \) се назива изложилац или експонент (број који показује колико се пута основа појављује као чинилац).
Степен \( a^2 \) назива се квадрат броја \( a \).
Степен \( a^3 \) назива се куб броја \( a \).
\( 3^4 = 3 \cdot 3 \cdot 3 \cdot 3 = 81 \) (основа је 3, изложилац је 4)
\( \left(\frac{2}{3}\right)^3 = \frac{2}{3} \cdot \frac{2}{3} \cdot \frac{2}{3} = \frac{8}{27} \)
Запиши производ у облику степена, а затим одреди основу и изложилац: \( \sqrt{5} \cdot \sqrt{5} \cdot \sqrt{5} \cdot \sqrt{5} \cdot \sqrt{5} \cdot \sqrt{5} \).
Производ записан у облику степена је \( (\sqrt{5})^6 \).
Основа је \( \sqrt{5} \).
Изложилац је 6.
За сваки реалан број \( a \) важи: \( a^1 = a \).
За сваки природан број \( n \) важи: \( 1^n = 1 \) и \( 0^n = 0 \).
\( 15^1 = 15 \)
\( 1^{2023} = 1 \)
\( 0^{55} = 0 \)
Степеновањем негативног броја парним изложиоцем (2, 4, 6...) добија се позитиван број.
Степеновањем негативног броја непарним изложиоцем (1, 3, 5...) добија се негативан број.
При записивању степена негативног броја обавезно се користе заграде! Запис \( (-a)^n \) није исто што и \( -a^n \) када је \( n \) паран број.
Парни изложилац: \( (-2)^4 = (-2) \cdot (-2) \cdot (-2) \cdot (-2) = 16 \)
Непарни изложилац: \( (-2)^3 = (-2) \cdot (-2) \cdot (-2) = -8 \)
Разлика у запису: \( (-3)^2 = (-3) \cdot (-3) = 9 \), али \( -3^2 = -(3 \cdot 3) = -9 \)
Израчунај вредност израза: \( (-1)^4 + (-1)^5 \).
Први сабирак има паран изложилац: \( (-1)^4 = 1 \).
Други сабирак има непаран изложилац: \( (-1)^5 = -1 \).
Збир је: \( 1 + (-1) = 0 \).
Степени се често користе за краће записивање великих бројева или за записивање броја у облику производа његових простих чинилаца.
Број 54 растављен на просте чиниоце: \( 54 = 2 \cdot 3 \cdot 3 \cdot 3 \).
Користећи степен, ово записујемо краће: \( 54 = 2 \cdot 3^3 \).

Задаци за вежбање

Лак: Израчунај вредност степена:
а) \( 4^3 \)
б) \( (-5)^2 \)
а) \( 4^3 = 4 \cdot 4 \cdot 4 = 64 \)
б) Овде је основа негативна, а изложилац паран, па ће резултат бити позитиван: \( (-5)^2 = (-5) \cdot (-5) = 25 \)
Средњи: Напиши број 144 као производ простих чинилаца, а затим тај производ запиши у облику степена.
Дељењем са простим бројевима добијамо:
\( 144 = 2 \cdot 72 = 2 \cdot 2 \cdot 36 = 2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 18 = 2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 9 = 2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 3 \cdot 3 \)
У облику степена: \( 144 = 2^4 \cdot 3^2 \)
Тежак: Израчунај вредност израза: \( -2^4 + (-2)^4 - (-3)^3 \).
Рачунамо сваки део посебно:
\( -2^4 = -(2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 2) = -16 \) (минус није степенован)
\( (-2)^4 = (-2) \cdot (-2) \cdot (-2) \cdot (-2) = 16 \) (паран изложилац)
\( (-3)^3 = (-3) \cdot (-3) \cdot (-3) = -27 \) (непаран изложилац)

Замењујемо у израз:
\( -16 + 16 - (-27) = 0 + 27 = 27 \)

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: