Степень
Степенью называется выражение вида: \(a^c\), где:
- \(a\) – основание степени;
- \(c\) – показатель степени.
Степень с натуральным показателем {1, 2, 3,...}
Определем понятие степени, показатель которой – натуральное число (т.е. целое и положительное).
- По определению: \(a^1 = a\).
- Возвести число в квадрат – значит умножить его само на себя: \(a^2 = a \cdot a\)
- Возвести число в куб – значит умножить его само на себя три раза: \(a^3 = a \cdot a \cdot a\).
Возвести число в натуральную степень \(n\) – значит умножить число само на себя \(n\) раз:
Степень с целым показателем {0, ±1, ±2,...}
Если показателем степени является целое положительное число:
\(a^n = a^n\), n > 0
Возведение в нулевую степень:
\(a^0 = 1\), a ≠ 0
Если показателем степени является целое отрицательное число:
, a ≠ 0
Прим: выражение \(0^n\) не определено, в случае n ≤ 0. Если n > 0, то \(0^n = 0\)
Пример 1.
Степень с рациональным показателем
Если:
- a > 0;
- n – натуральное число;
- m – целое число;
Тогда:
Пример 2.
Свойства степеней
Произведение степеней | |
Деление степеней | |
Возведение степени в степень |
Пример 3.
Корень
Арифметический квадратный корень
Уравнение \(x^2 = 4\) имеет два решения: x=2 и x=-2. Это числа, квадрат которых равен 4.
Рассмотрим уравнение \(x^2 = 3\). Нарисуем график функции \(y = x^2\) и увидим, что и у этого уравнения два решения, одно положительное, другое отрицательное.
Но в данному случае решения не являются целыми числами. Более того, они не являются рациональными. Для того, чтобы записать эти иррациональные решения, мы вводим специальный символ квадратного корня.
Арифметический квадратный корень \(\sqrt{a}\) – это неотрицательное число, квадрат которого равен \(a\), a ≥ 0. При a < 0 – выражение \(\sqrt{a}\) не определено, т.к. нет такого действительного числа, квадрат которого равен отрицательному числу \(a\).
Корень из квадратаНапример, \(\sqrt{4} = 2\). А решения уравнения \(x^2 =3\) соответственно \(x =\sqrt{3}\) и \(x = -\sqrt{3}\)
Кубический корень
Кубический корень из числа \(a\) – это число, куб которого равен \(a\). Кубический корень определен для всех \(a\). Его можно извлечь из любого числа: \(\sqrt[3]{-8} = -2\).
Корень n-ой степени
Корень \(n\)-й степени из числа \(a\) – это число, \(n\)-я степень которого равна \(a\).
Если \(n\) – чётно.
- Тогда, если a < 0 корень n-ой степени из a не определен.
- Или если a ≥ 0, то неотрицательный корень уравнения \(x^n = a\) называется арифметическим корнем n-ой степени из a и обозначается \(\sqrt[n]{a}\)
Если \(n\) – нечётно.
- Тогда уравнение \(x^n = a\) имеет единственный корень при любом \(a\).
Пример 4.
Таблица корней
Корень третьей степени (3) |
\(\sqrt[3]{8} = 2\) \(\sqrt[3]{27} = 3\) \(\sqrt[3]{64} = 4\) \(\sqrt[3]{125} = 5\) |
Корень седьмой степени (7) |
\(\sqrt[7]{128} = 2\) \(\sqrt[7]{2187} = 3\) \(\sqrt[7]{16384} = 4\) \(\sqrt[7]{78125} = 5\) |
Корень четвертой степени (4) |
\(\sqrt[4]{16} = 2\) \(\sqrt[4]{81} = 3\) \(\sqrt[4]{256} = 4\) \(\sqrt[4]{625} = 5\) |
Корень восьмой степени (8) |
\(\sqrt[8]{256} = 2\) \(\sqrt[8]{6561} = 3\) \(\sqrt[8]{65536} = 4\) \(\sqrt[8]{390625} = 5\) |
Корень пятой степени (5) |
\(\sqrt[5]{32} = 2\) \(\sqrt[5]{243} = 3\) \(\sqrt[5]{1024} = 4\) \(\sqrt[5]{3125} = 5\) |
Корень девятой степени (9) |
\(\sqrt[9]{512} = 2\) \(\sqrt[9]{19683} = 3\) \(\sqrt[9]{262144} = 4\) \(\sqrt[9]{1953125} = 5\) |
Корень шестой степени (6) |
\(\sqrt[6]{64} = 2\) \(\sqrt[6]{729} = 3\) \(\sqrt[6]{4096} = 4\) \(\sqrt[6]{15625} = 5\) |
Корень десятой степени (10) |
\(\sqrt[10]{1024} = 2\) \(\sqrt[10]{59049} = 3\) \(\sqrt[10]{1048576} = 4\) \(\sqrt[10]{9765625} = 5\) |