Лекција III.2 садржи следеће групе задатака:

Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

Конструишемо правоугли троугао \( ABC \) са правим углом код темена \( A \). Катете су \( AB \) и \( AC \), а хипотенуза је \( BC \).\[ AB = 3\text{ cm} \]\[ AC = 1\text{ cm} \]Питагорина теорема за троугао \( ABC \):\[ BC^2 = AB^2 + AC^2 \]\[ BC^2 = 3^2 + 1^2 \]\[ BC^2 = 9 + 1 \]\[ BC^2 = 10 \]\[ BC = \sqrt{10}\text{ cm} \]1. Нацртамо праву $p$ и на њој изаберемо произвољну тачку $A$.
2. Конструишемо нормалу $n$ на праву $p$ кроз тачку $A$, чиме се формира прав угао.
3. Помоћу шестара или лењира одмеримо $3\text{ cm}$ и из тачке $A$ одредимо тачку $B$ на правој $p$.
4. Затим, одмеримо $1\text{ cm}$ и из тачке $A$ одредимо тачку $C$ на нормали $n$.
5. На крају, спојимо тачке $B$ и $C$ правом линијом. Дуж $BC$ је тражена хипотенуза.

Детаљно решење

Корак 1: Анализа задатка

Једнакост која је дата у задатку подсећа на Питагорину теорему. Питагорина теорема за правоугли троугао гласи: \[ c^2 = a^2 + b^2 \] где су \( a \) и \( b \) катете, а \( c \) је хипотенуза правоуглог троугла. Ако упоредимо општу формулу са датом једнакошћу \( \left(\sqrt{10}\right)^2 = 1^2 + 3^2 \), можемо приметити следеће: \[ a = 1\text{ cm} \] \[ b = 3\text{ cm} \] \[ c = \sqrt{10}\text{ cm} \] Дакле, да бисмо добили дуж дужине \( \sqrt{10}\text{ cm} \), потребно је да конструишемо правоугли троугао чије су катете дужине \( 1\text{ cm} \) и \( 3\text{ cm} \). Хипотенуза тог троугла биће тражена дуж.

Корак 2: Упутство за конструкцију

Сада ћемо конструисати правоугли троугао са познатим катетама.
1. Нацртамо праву $p$ и на њој изаберемо произвољну тачку $A$. 2. Конструишемо нормалу $n$ на праву $p$ кроз тачку $A$, чиме се формира прав угао. 3. Помоћу шестара или лењира одмеримо $3\text{ cm}$ и из тачке $A$ одредимо тачку $B$ на правој $p$. 4. Затим, одмеримо $1\text{ cm}$ и из тачке $A$ одредимо тачку $C$ на нормали $n$. 5. На крају, спојимо тачке $B$ и $C$ правом линијом. Дуж $BC$ је тражена хипотенуза.

Корак 3: Провера дужине хипотенузе

Можемо проверити да ли конструисана дуж \( BC \) заиста има тражену дужину применом Питагорине теореме на троугао \( ABC \): \[ BC^2 = AB^2 + AC^2 \] Замењујемо дужине катета у формулу: \[ BC^2 = 3^2 + 1^2 \] Квадрирамо вредности: \[ BC^2 = 9 + 1 \] Сабирамо бројеве: \[ BC^2 = 10 \] Одатле добијамо дужину хипотенузе: \[ BC = \sqrt{10}\text{ cm} \] Закључујемо да је конструкција исправна и да је дуж \( BC \) управо дужине \( \sqrt{10}\text{ cm} \).

Кратак запис решења:

\[ c = \sqrt{a^2 + b^2} = \sqrt{3^2 + 1^2} = \sqrt{9+1} = \sqrt{10}\text{ cm} \] Конструишемо правоугли троугао са катетама \( a=3\text{ cm} \) и \( b=1\text{ cm} \). Хипотенуза тог троугла представља тражену дуж дужине \( \sqrt{10}\text{ cm} \).

Најважније из лекције

Дефиниција: \( a^n = \underbrace{a \cdot a \cdot \dots \cdot a}_{n} \), уз правила \( a^1 = a \), \( 1^n = 1 \), \( 0^n = 0 \).
Знак: \( (-a)^{\text{паран}} = a^{\text{паран}} > 0 \), док је \( (-a)^{\text{непаран}} = -a^{\text{непаран}} < 0 \). Пазити на разлику: \( (-2)^4 = 16 \), а \( -2^4 = -16 \).
Исте основе:
  • Множење: \( a^m \cdot a^n = a^{m+n} \) (нпр. \( 3^2 \cdot 3^4 = 3^6 \))
  • Дељење: \( a^m : a^n = a^{m-n} \) (нпр. \( 5^7 : 5^4 = 5^3 \))
Исти изложиоци:
  • Множење: \( a^n \cdot b^n = (a \cdot b)^n \) (нпр. \( 2^3 \cdot 5^3 = 10^3 = 1000 \))
  • Дељење: \( a^n : b^n = (a : b)^n \) (нпр. \( 12^4 : 4^4 = 3^4 = 81 \))
Степен степена: \( (a^m)^n = a^{m \cdot n} \) (нпр. \( (2^3)^2 = 2^6 = 64 \)).
За реалан број \( a \) и природан број \( n \), \( n \)-ти степен броја \( a \) представља производ у коме се број \( a \) као чинилац понавља тачно \( n \) пута.
\[ a^n = \underbrace{a \cdot a \cdot \dots \cdot a}_{n \text{ чинилаца}} \] \( a \) – основа (база) степена, \( n \) – изложилац (експонент) степена
Шематски дијаграм записа \( a^n \): стрелица показује на \( a \) са натписом „основа (база)“, стрелица показује на \( n \) са натписом „изложилац (експонент)“, а заграда обухвата цео запис \( a^n \) са натписом „степен“.
Основа (база) \( a \) је број који се множи сам собом, док изложилац (експонент) \( n \) одређује колико се пута основа јавља као чинилац.
Специјални називи и вредности:
  • \( a^2 \) се назива квадрат броја \( a \).
  • \( a^3 \) се назива куб броја \( a \).
  • За сваки реалан број \( a \): \( a^1 = a \).
  • За сваки природан број \( n \): \( 1^n = 1 \) и \( 0^n = 0 \).
  • \( 3^4 = 3 \cdot 3 \cdot 3 \cdot 3 = 81 \)
  • \( \left(\frac{2}{3}\right)^3 = \frac{2}{3} \cdot \frac{2}{3} \cdot \frac{2}{3} = \frac{8}{27} \)
  • \( (\sqrt{5})^2 = \sqrt{5} \cdot \sqrt{5} = 5 \)
Запишите производ \( (-1,2) \cdot (-1,2) \cdot (-1,2) \) у облику степена и одредите му основу и изложилац.
Производ се записује као \( (-1,2)^3 \). Основа је \( -1,2 \), а изложилац је \( 3 \).
Приликом степеновања негативног броја важе следећа правила за знак:
  • Степен негативног броја са парним изложиоцем је позитиван број: \( (-a)^{2k} > 0 \).
  • Степен негативног броја са непарним изложиоцем је негативан број: \( (-a)^{2k+1} < 0 \).
Разликујте записе са заградом и без заграде:
  • \( (-a)^n \) значи да је основа негативан број \( -a \) (минус се такође степенује).
  • \( -a^n \) значи да је основа само број \( a \), а минус се приписује испред израчунатог степена: \( -(a^n) \).
  • \( (-2)^4 = (-2) \cdot (-2) \cdot (-2) \cdot (-2) = 16 \) (паран изложилац \(\rightarrow\) позитиван резултат)
  • \( (-2)^3 = (-2) \cdot (-2) \cdot (-2) = -8 \) (непаран изложилац \(\rightarrow\) негативан резултат)
  • \( -2^4 = -(2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 2) = -16 \)
Израчунајте: а) \( (-3)^4 \); б) \( -3^4 \); в) \( (-1)^{15} \).
а) \( (-3)^4 = 81 \) (изложилац 4 је паран);
б) \( -3^4 = -81 \) (минус остаје испред степена \( 3^4 \));
в) \( (-1)^{15} = -1 \) (изложилац 15 је непаран).
  • Множење: Степени једнаких основа се множе тако што се заједничка основа препише, а изложиоци саберу.
  • Дељење: Степени једнаких основа се деле тако што се заједничка основа препише, а изложилац делиоца одузме од изложиоца дељеника.
\[ a^m \cdot a^n = a^{m+n} \quad (a \in \mathbb{R}, \; m, n \in \mathbb{N}) \] \[ a^m : a^n = \frac{a^m}{a^n} = a^{m-n} \quad (a \in \mathbb{R} \setminus \{0\}, \; m, n \in \mathbb{N}, \; m > n) \]
  • \( 2^3 \cdot 2^5 = 2^{3+5} = 2^8 = 256 \)
  • \( \frac{a^5}{a^2} = a^{5-2} = a^3 \)
  • \( \frac{(-2)^7}{2^4} = \frac{-2^7}{2^4} = -2^{7-4} = -2^3 = -8 \)
  • \( \frac{a^m \cdot a^k}{a^n} = a^{m+k-n} \)
Упростите израз: \( \frac{x^7 \cdot x^4}{x^8} \) за \( x \neq 0 \).
\( \frac{x^7 \cdot x^4}{x^8} = \frac{x^{7+4}}{x^8} = \frac{x^{11}}{x^8} = x^{11-8} = x^3 \).
  • Множење: Степени једнаких изложилаца се множе тако што се основе помноже, а заједнички изложилац препише.
  • Дељење: Степени једнаких изложилаца се деле тако што се основе поделе (или напишу у облику разломка), а заједнички изложилац препише.
\[ a^n \cdot b^n = (a \cdot b)^n \quad (a, b \in \mathbb{R}, \; n \in \mathbb{N}) \] \[ a^n : b^n = \frac{a^n}{b^n} = \left(\frac{a}{b}\right)^n \quad (a \in \mathbb{R}, \; b \in \mathbb{R} \setminus \{0\}, \; n \in \mathbb{N}) \]
  • \( 2^7 \cdot 7^7 = (2 \cdot 7)^7 = 14^7 \)
  • \( (6 \cdot 7)^5 = 6^5 \cdot 7^5 \)
  • \( 15^4 : 5^4 = (15 : 5)^4 = 3^4 = 81 \)
  • \( \frac{18^3}{9^3} = \left(\frac{18}{9}\right)^3 = 2^3 = 8 \)
Израчунајте вредност производа: \( 4^3 \cdot 2,5^3 \).
Применом правила за множење степена једнаких изложилаца: \[ 4^3 \cdot 2,5^3 = (4 \cdot 2,5)^3 = 10^3 = 1000 \]
Степен се степенује тако што се основа препише, а изложиоци се помноже.
\[ (a^m)^n = a^{m \cdot n} \quad (a \in \mathbb{R}, \; m, n \in \mathbb{N}) \]
  • \( (5^4)^3 = 5^{4 \cdot 3} = 5^{12} \)
  • \( (x^3)^5 = x^{3 \cdot 5} = x^{15} \)
  • Свођење на заједничку основу: \( 4^3 = (2^2)^3 = 2^{2 \cdot 3} = 2^6 \)
Упростите израз \( (y^2)^4 \cdot y^3 \).
Најпре степенујемо степен: \( (y^2)^4 = y^{2 \cdot 4} = y^8 \).
Затим помножимо степене истих основа: \( y^8 \cdot y^3 = y^{8+3} = y^{11} \).

Задаци за вежбање

Задатак 1 (лак): Израчунајте бројевну вредност израза: \[ (-2)^4 - 3^2 + (-1)^7 \]
Израчунавамо појединачне вредности:
  • \( (-2)^4 = 16 \) (паран изложилац)
  • \( 3^2 = 9 \)
  • \( (-1)^7 = -1 \) (непаран изложилац)
Уврштавањем добијамо: \[ 16 - 9 + (-1) = 7 - 1 = 6 \]
Задатак 2 (средњи): Упростите алгебарски израз користећи правила за операције са степенима (\( a \neq 0 \)): \[ \frac{(a^4)^3 \cdot a^6}{a^{15}} \]
\( (a^4)^3 = a^{4 \cdot 3} = a^{12} \)
\( a^{12} \cdot a^6 = a^{12+6} = a^{18} \)
\( \frac{a^{18}}{a^{15}} = a^{18-15} = a^3 \)
Коначан резултат: \( a^3 \)
Задатак 3 (средњи): Израчунајте вредност израза коришћењем особина множења и дељења степена једнаких изложилаца: \[ \frac{2^8 \cdot 5^8}{10^6} \]
\( 2^8 \cdot 5^8 = (2 \cdot 5)^8 = 10^8 \)
\( \frac{10^8}{10^6} = 10^{8-6} = 10^2 = 100 \)
Коначан резултат: \( 100 \)
Задатак 4 (тежак): Израчунајте вредност бројевног израза свођењем на степене са основом 2: \[ \frac{4^5 \cdot 8^2}{16^3} \]
\( 4 = 2^2 \), \( 8 = 2^3 \), \( 16 = 2^4 \)
\( 4^5 = (2^2)^5 = 2^{10} \)
\( 8^2 = (2^3)^2 = 2^6 \)
\( 16^3 = (2^4)^3 = 2^{12} \)
\[ \frac{2^{10} \cdot 2^6}{2^{12}} = \frac{2^{10+6}}{2^{12}} = \frac{2^{16}}{2^{12}} = 2^{16-12} = 2^4 = 16 \]
Коначан резултат: \( 16 \)

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: