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1. Potenzgesetz x^a*x^b

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: x 3 · x 2

Lösung einblenden

Nach dem Potenzgesetz: a n ⋅ a m = an+m gilt:

x 3 · x 2

= x 3+2

= x 5

1. Potenzgesetz x^a*x^b (Zahlen)

Beispiel:

Berechne ohne WTR: 4 6 4 8

Am Ende muss also eine (potenzfreie) Zahl stehen.

Lösung einblenden

4 6 4 8

Herkömmlicher Weg:

4 6 4 8

= 4 · 4 · 4 · 4 · 4 · 4 4 · 4 · 4 · 4 · 4 · 4 · 4 · 4

= 1 4 · 4

= 1 16

Schnellerer Weg mit dem Potenzgesetz:

4 6 4 8

= 4 6 -8

= 4 -2

= 1 4 2

= 1 16

1. Potenzgesetz x^a*x^b (+coeff)

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: -9 x 7 · 2 x 6

Lösung einblenden

-9 x 7 · 2 x 6 = ( -9 · x 7 ) · 2 · x 6 = -18 x 7 · x 6

Nach dem Potenzgesetz: a n ⋅ a m = an+m gilt:

= -18 x 7+6

= -18 x 13

1. Potenzgesetz x^a*x^b (+coeff+neg.)

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: -4 x -8 2 x -2

Lösung einblenden

-4 x -8 2 x -2 = -4 · x -8 2 · x -2 = -2 x -8 x -2

Nach dem Potenzgesetz: a n a m = an-m gilt:

= -2 x -8 - ( -2 )

= -2 x -6

= - 2 x 6

Vereinfachen von Potenzen

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: -4 x 5 + ( x 3 + x 7 ) · x 2

Lösung einblenden

-4 x 5 + ( x 3 + x 7 ) · x 2

= -4 x 5 + ( x 3 · x 2 + x 7 · x 2 )

= -4 x 5 + x 5 + x 9

= x 9 -3 x 5

2. Potenzgesetz x^a*y^a

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: 4 x · 2 x

Das heißt, dass der vereinfachte Term ohne Klammer und mit möglichst einfacher Basis und einfachem Exponent dargestellt ist.

Lösung einblenden

Nach dem Potenzgesetz: an⋅bn= (a⋅b)n gilt:

4 x · 2 x

= ( 4 · 2 ) x

= 8 x

2. Potenzgesetz x^a*y^a (Zahlen)

Beispiel:

Berechne ohne WTR (möglichst geschickt): 16 3 4 3

Am Ende muss also eine (potenzfreie) Zahl stehen.

Lösung einblenden

= 16 3 4 3

= 16 · 16 · 16 4 · 4 · 4

= 16 4 · 16 4 · 16 4

= ( 16 4 ) 3

= 4 3

= 64

3. Potenzgesetz (x^a)^b

Beispiel:

Vereinfache zu einem möglichst einfachen Potenzterm, der nur noch eine Basis und eine Hochzahl hat: ( 2 x ) 4

In der Basis und im Exponent dürfen nur noch eine Zahl oder die Variable x alleine stehen, z.B. 31x oder x19.

Lösung einblenden

Nach dem Potenzgesetz: (an)m= an⋅m gilt:

( 2 x ) 4

= 2 x · 4

= 2 4x

Jetzt wendet man das Potenzgesetz (an)m= an⋅m rückwärts an:

= ( 2 4 ) x

= 16 x

3. Potenzgesetz (x^a)^b (+coeff)

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: ( 2⋅ 3 x ) 4

Das heißt, dass der vereinfachte Term ohne Klammer und mit möglichst einfacher Basis und einfachem Exponent dargestellt ist.

Lösung einblenden

Nach dem Potenzgesetz: (an)m= an⋅m gilt:

( 2⋅ 3 x ) 4

= 2 4 · ( 3 x ) 4

= 2 4 · 3 x · 4

= 16⋅ 3 4x

Jetzt wendet man das Potenzgesetz (an)m= an⋅m rückwärts an:

= 16⋅ ( 3 4 ) x

= 16⋅ 81 x

Potenzen multiplizieren

Beispiel:

Berechne den folgenden Term ohne Taschenrechner: 5 5 · 4 3 20 3

Das Ergebnis muss dann eine Zahl ohne Potenz sein.

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Man muss hier eben erkennen, dass das Produkt der beiden Basen im Zähler also 4 ⋅ 5 gerade gleich der Basis des Nenners (20) ist.
Wenn man nun die 5 5 so zerlegt, dass ein Teil davon auch die 3 als Hochzahl hat, kann man mit Hilfe der Potenzgesetze sehr viel wegkürzen.

5 5 · 4 3 20 3

= 4 3 · 5 5 20 3

= 4 3 · 5 3 +2 20 3

= 4 3 · 5 3 · 5 2 20 3

= ( 4⋅5 ) 3 20 3 · 5 2

= 20 3 20 3 · 5 2

= 25

Ausklammern mit Potenzgesetze

Beispiel:

Berechne den folgenden Term ohne WTR: 2 · 5 2 + 2 4 · 5 2 10 2

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Hier sollte man erkennen, dass die Basis im Nenner gerade das Produkt der beiden Basen im Zähler ist (10 = 2 ⋅ 5)
Dann kann man der Reihe nach ausklammern und kürzen:

2 · 5 2 + 2 4 · 5 2 10 2

= ( 2 + 2 4 ) · 5 2 ( 2⋅5 ) 2

= ( 2 + 2 4 ) · 5 2 2 2 · 5 2

= 2 + 2 4 2 2

= 2 · ( 1 + 2 3 ) 2 2

= 1 + 8 2

= 9 2

Potenzen mit binom. Formeln

Beispiel:

Vereinfache den folgenden Term: 32 ( x +2 ) 5 ( 4 x 2 -16 ) 5

Dabei darf im Ergebnis nur noch eine Potenz (von einer Summe, Differenz oder Quotient) stehen, keine Summe/Differenz von Potenzen!

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Hier ist es eben wichtig, dass man die Binomischen Formeln erkennt und dann rückwärts anwendet:

32 ( x +2 ) 5 ( 4 x 2 -16 ) 5

= 32 ( x +2 ) 5 4 5 · ( x 2 -4 ) 5

= 2 5 · ( x +2 ) 5 ( 2 2 ) 5 · ( x 2 -4 ) 5

= 2 5 · ( x +2 ) 5 2 10 · ( x 2 -4 ) 5

= ( x +2 ) 5 2 5 · ( x 2 -4 ) 5

= ( x +2 ) 5 32 ( ( x +2 ) · ( x -2 ) ) 5

= ( x +2 ) 5 ( x +2 ) 5 · 32 ( x -2 ) 5

= 1 1 · 32 ( x -2 ) 5

= 1 32 ( x -2 ) 5