2.1 Potęga o wykładniku naturalnym
Kartkówka
Grupa A
Zadanie 1
b) \(\dfrac{1}{64} = 0,015625\)
c) \(\dfrac{3}{2} = 1\dfrac{1}{2}\)
d) \(32\)
e) \(\dfrac{1}{16} = 0,0625\)
f) \(64\)
- Mnożenie potęg o jednakowych podstawach: \(a^m \cdot a^n = a^{m+n}\).
- Mnożenie potęg o jednakowych wykładnikach: \(a^n \cdot b^n = (a \cdot b)^n\).
- Potęgowanie potęgi: \((a^m)^n = a^{m \cdot n}\).
- Zwróć uwagę na nawiasy przy liczbach ujemnych: \(-a^n = -(a^n)\), podczas gdy \((-a)^n\) jest dodatnie dla parzystego \(n\) i ujemne dla nieparzystego \(n\).
Dane: Wyrażenia liczbowe z podpunktów a)–f):
a) \(-3^2 \cdot (-3)^3\), b) \((0,5)^3 \cdot (0,5)^3\), c) \(\left(\dfrac{2}{3}\right)^5 \cdot \left(2\dfrac{1}{4}\right)^3\), d) \(\left(-1\dfrac{1}{4}\right)^5 \cdot \left(-1\dfrac{3}{5}\right)^5\), e) \((1,5)^4 \cdot \left(-\dfrac{1}{3}\right)^4\), f) \((-2,4)^6 \cdot \left(\dfrac{25}{36}\right)^3\)
Szukane: Wartości liczbowe podanych wyrażeń: \(W_a = ?\), \(W_b = ?\), \(W_c = ?\), \(W_d = ?\), \(W_e = ?\), \(W_f = ?\)
-
Podpunkt a) Obliczamy wartość wyrażenia \(-3^2 \cdot (-3)^3\):
Zapis \(-3^2\) oznacza liczbę przeciwną do kwadratu liczby \(3\), czyli \(-(3^2)\). Z kolei czynnik \((-3)^3\) to potęga o wykładniku nieparzystym, więc \((-3)^3 = -(3^3)\). Iloczyn dwóch wartości ujemnych jest dodatni. Korzystamy ze wzoru na mnożenie potęg o tych samych podstawach \(a^m \cdot a^n = a^{m+n}\): $$ \begin{aligned} -3^2 \cdot (-3)^3 &= -(3^2) \cdot [-(3^3)] \\ &= 3^2 \cdot 3^3 \\ &= 3^{2+3} \\ &= 3^5 = 243 \end{aligned} $$ -
Podpunkt b) Obliczamy wartość wyrażenia \((0,5)^3 \cdot (0,5)^3\):
Stosujemy prawo dodawania wykładników przy mnożeniu potęg o tej samej podstawie, a następnie zamieniamy ułamek dziesiętny na zwykły \((0,5 = \frac{1}{2})\): $$ \begin{aligned} (0,5)^3 \cdot (0,5)^3 &= (0,5)^{3+3} \\ &= (0,5)^6 \\ &= \left(\dfrac{1}{2}\right)^6 \\ &= \dfrac{1}{64} = 0,015625 \end{aligned} $$ -
Podpunkt c) Obliczamy wartość wyrażenia \(\left(\dfrac{2}{3}\right)^5 \cdot \left(2\dfrac{1}{4}\right)^3\):
Zamieniamy liczbę mieszaną na ułamek niewłaściwy: \(2\frac{1}{4} = \frac{9}{4}\). Zauważamy, że \(\frac{9}{4} = \left(\frac{3}{2}\right)^2\). Stosujemy wzór na potęgowanie potęgi \((a^m)^n = a^{m \cdot n}\), a następnie rozbijamy potęgę o wyższym wykładniku: $$ \begin{aligned} \left(\dfrac{2}{3}\right)^5 \cdot \left(2\dfrac{1}{4}\right)^3 &= \left(\dfrac{2}{3}\right)^5 \cdot \left(\dfrac{9}{4}\right)^3 \\ &= \left(\dfrac{2}{3}\right)^5 \cdot \left[\left(\dfrac{3}{2}\right)^2\right]^3 \\ &= \left(\dfrac{2}{3}\right)^5 \cdot \left(\dfrac{3}{2}\right)^6 \\ &= \left(\dfrac{2}{3}\right)^5 \cdot \left(\dfrac{3}{2}\right)^5 \cdot \dfrac{3}{2} \\ &= \left(\dfrac{2}{3} \cdot \dfrac{3}{2}\right)^5 \cdot \dfrac{3}{2} \\ &= 1^5 \cdot \dfrac{3}{2} = \dfrac{3}{2} = 1\dfrac{1}{2} \end{aligned} $$ -
Podpunkt d) Obliczamy wartość wyrażenia \(\left(-1\dfrac{1}{4}\right)^5 \cdot \left(-1\dfrac{3}{5}\right)^5\):
Oba czynniki mają ten sam wykładnik potęgi, zatem stosujemy wzór \(a^n \cdot b^n = (a \cdot b)^n\). Zamieniamy liczby mieszane na ułamki niewłaściwe: $$ \begin{aligned} \left(-1\dfrac{1}{4}\right)^5 \cdot \left(-1\dfrac{3}{5}\right)^5 &= \left(-\dfrac{5}{4}\right)^5 \cdot \left(-\dfrac{8}{5}\right)^5 \\ &= \left[\left(-\dfrac{5}{4}\right) \cdot \left(-\dfrac{8}{5}\right)\right]^5 \\ &= \left(\dfrac{5 \cdot 8}{4 \cdot 5}\right)^5 \\ &= 2^5 = 32 \end{aligned} $$ -
Podpunkt e) Obliczamy wartość wyrażenia \((1,5)^4 \cdot \left(-\dfrac{1}{3}\right)^4\):
Wykładniki są identyczne, dlatego mnożymy podstawy pod wspólnym wykładnikiem. Zamieniamy \(1,5\) na ułamek zwykły \(\frac{3}{2}\): $$ \begin{aligned} (1,5)^4 \cdot \left(-\dfrac{1}{3}\right)^4 &= \left[1,5 \cdot \left(-\dfrac{1}{3}\right)\right]^4 \\ &= \left[\dfrac{3}{2} \cdot \left(-\dfrac{1}{3}\right)\right]^4 \\ &= \left(-\dfrac{1}{2}\right)^4 \\ &= \dfrac{1}{16} = 0,0625 \end{aligned} $$ -
Podpunkt f) Obliczamy wartość wyrażenia \((-2,4)^6 \cdot \left(\dfrac{25}{36}\right)^3\):
Ułamek dziesiętny zamieniamy na nieskracalny ułamek zwykły: \(-2,4 = -\frac{24}{10} = -\frac{12}{5}\). Zauważamy relację \(\frac{25}{36} = \left(\frac{5}{6}\right)^2\). Stosujemy potęgowanie potęgi, a potem wspólny wykładnik: $$ \begin{aligned} (-2,4)^6 \cdot \left(\dfrac{25}{36}\right)^3 &= \left(-\dfrac{12}{5}\right)^6 \cdot \left[\left(\dfrac{5}{6}\right)^2\right]^3 \\ &= \left(-\dfrac{12}{5}\right)^6 \cdot \left(\dfrac{5}{6}\right)^6 \\ &= \left[\left(-\dfrac{12}{5}\right) \cdot \dfrac{5}{6}\right]^6 \\ &= (-2)^6 = 64 \end{aligned} $$
a) \(243\)
b) \(\dfrac{1}{64} = 0,015625\)
c) \(\dfrac{3}{2} = 1\dfrac{1}{2}\)
d) \(32\)
e) \(\dfrac{1}{16} = 0,0625\)
f) \(64\)
Zadanie 2
b) \(-0,125 = -\frac{1}{8}\)
c) \(625\)
d) \(-27\)
e) \(2\frac{7}{9} = \frac{25}{9}\)
f) \(-1\)
- Iloraz potęg o tej samej podstawie: \(a^m : a^n = a^{m-n}\) dla \(a \neq 0\).
- Iloraz potęg o tym samym wykładniku: \(a^n : b^n = (a : b)^n\) dla \(b \neq 0\).
- Potęgowanie liczby ujemnej: parzysty wykładnik daje wynik dodatni, tj. \((-a)^{2k} = a^{2k}\), a nieparzysty wykładnik daje wynik ujemny, tj. \((-a)^{2k+1} = -a^{2k+1}\).
- Doprowadzaj ułamki do jednakowej postaci (zwykłej lub dziesiętnej), a liczby mieszane zamieniaj na ułamki niewłaściwe.
Dane: Wyrażenia arytmetyczne z potęgami w podpunktach a)–f).
Szukane: Wartości liczbowe wyrażeń z podpunktów a)–f).
-
Podpunkt a) Obliczenie wartości wyrażenia \(\left(2\frac{1}{2}\right)^6 : (-2,5)^4\):
Zauważmy, że \(2\frac{1}{2} = 2,5\). Ponieważ wykładnik \(4\) jest liczbą parzystą, potęga liczby ujemnej daje liczbę dodatnią: $$(-2,5)^4 = (2,5)^4$$ Otrzymujemy iloraz potęg o tej samej podstawie \(a = 2,5\), odejmując wykładniki: $$\begin{aligned} \left(2\frac{1}{2}\right)^6 : (-2,5)^4 &= (2,5)^6 : (2,5)^4 \\ &= (2,5)^{6 - 4} \\ &= (2,5)^2 \\ &= 6,25 = 6\frac{1}{4} \end{aligned}$$ -
Podpunkt b) Obliczenie wartości wyrażenia \((-0,5)^{12} : \left(-\frac{1}{2}\right)^9\):
Zamieniamy ułamek dziesiętny na ułamek zwykły: \(-0,5 = -\frac{1}{2}\). Otrzymujemy iloraz potęg o tej samej ujemnej podstawie \(a = -\frac{1}{2}\): $$\begin{aligned} (-0,5)^{12} : \left(-\frac{1}{2}\right)^9 &= \left(-\frac{1}{2}\right)^{12} : \left(-\frac{1}{2}\right)^9 \\ &= \left(-\frac{1}{2}\right)^{12 - 9} \\ &= \left(-\frac{1}{2}\right)^3 \\ &= -\frac{1}{8} = -0,125 \end{aligned}$$ -
Podpunkt c) Obliczenie wartości wyrażenia \((0,8)^4 : \left(\frac{16}{100}\right)^4\):
Oba czynniki mają jednakowy wykładnik potęgi równy \(4\). Stosujemy prawo o ilorazie potęg o tym samym wykładniku \(a^n : b^n = (a : b)^n\). Zapisujemy ułamek dziesiętny w postaci zwykłej \(0,8 = \frac{8}{10}\): $$\begin{aligned} (0,8)^4 : \left(\frac{16}{100}\right)^4 &= \left(\frac{8}{10} : \frac{16}{100}\right)^4 \\ &= \left(\frac{8}{10} \cdot \frac{100}{16}\right)^4 \\ &= \left(\frac{1}{1} \cdot \frac{10}{2}\right)^4 \\ &= 5^4 \\ &= 625 \end{aligned}$$ -
Podpunkt d) Obliczenie wartości wyrażenia \(\left(-4\frac{1}{2}\right)^3 : \left(1\frac{1}{2}\right)^3\):
Wykładnik w obu potęgach wynosi \(3\). Zamieniamy liczby mieszane na ułamki niewłaściwe: $$-4\frac{1}{2} = -\frac{9}{2}, \quad 1\frac{1}{2} = \frac{3}{2}$$ Łączymy dzielenie pod jeden wspólny wykładnik: $$\begin{aligned} \left(-4\frac{1}{2}\right)^3 : \left(1\frac{1}{2}\right)^3 &= \left(-\frac{9}{2} : \frac{3}{2}\right)^3 \\ &= \left(-\frac{9}{2} \cdot \frac{2}{3}\right)^3 \\ &= (-3)^3 \\ &= -27 \end{aligned}$$ -
Podpunkt e) Obliczenie wartości wyrażenia \(\left(1\frac{1}{5}\right)^2 : \left(\frac{18}{25}\right)^2\):
Obie potęgi mają wykładnik \(2\). Zamieniamy liczbę mieszaną na ułamek niewłaściwy: \(1\frac{1}{5} = \frac{6}{5}\). Wykonujemy dzielenie podstaw: $$\begin{aligned} \left(1\frac{1}{5}\right)^2 : \left(\frac{18}{25}\right)^2 &= \left(\frac{6}{5} : \frac{18}{25}\right)^2 \\ &= \left(\frac{6}{5} \cdot \frac{25}{18}\right)^2 \\ &= \left(\frac{1 \cdot 5}{1 \cdot 3}\right)^2 \\ &= \left(\frac{5}{3}\right)^2 \\ &= \frac{25}{9} = 2\frac{7}{9} \end{aligned}$$ -
Podpunkt f) Obliczenie wartości wyrażenia \((-0,5)^8 : \left(-\frac{1}{2^8}\right)\):
Zamieniamy podstawę pierwszej potęgi na ułamek zwykły: \(-0,5 = -\frac{1}{2}\). Wykładnik \(8\) jest parzysty, więc: $$(-0,5)^8 = \left(-\frac{1}{2}\right)^8 = \frac{1^8}{2^8} = \frac{1}{2^8}$$ Dzielenie przez ułamek zastępujemy mnożeniem przez jego odwrotność: $$\begin{aligned} (-0,5)^8 : \left(-\frac{1}{2^8}\right) &= \frac{1}{2^8} : \left(-\frac{1}{2^8}\right) \\ &= \frac{1}{2^8} \cdot \left(-2^8\right) \\ &= -1 \end{aligned}$$
a) \(6,25 = 6\frac{1}{4}\)
b) \(-0,125 = -\frac{1}{8}\)
c) \(625\)
d) \(-27\)
e) \(2\frac{7}{9} = \frac{25}{9}\)
f) \(-1\)
Zadanie 3
a) \(8^3 \cdot 4^4 : 2^7\)
b) \((2^{14} \cdot 2^{17})^2 \cdot 256\)
c) \((32^4)^3 : 64^5\)
d) \(16^8 : (4 \cdot 2^3)^3\)
e) \((18^3 : 9^3)^4 \cdot 8\)
f) \([(0{,}3)^4 : (0{,}6)^4]^5 \cdot 32^5\)
b) \(2^{70}\)
c) \(2^{30}\)
d) \(2^{17}\)
e) \(2^{15}\)
f) \(2^5\)
- Przedstaw wszystkie liczby w postaci potęg o podstawie \(2\), pamiętając o podstawowych zależnościach: \(4 = 2^2\), \(8 = 2^3\), \(16 = 2^4\), \(32 = 2^5\), \(64 = 2^6\), \(256 = 2^8\).
- Skorzystaj z reguł działań na potęgach: iloczynu potęg o tej samej podstawie \(a^m \cdot a^n = a^{m+n}\), ilorazu potęg \(a^m : a^n = a^{m-n}\) oraz potęgowania potęgi \((a^m)^n = a^{m \cdot n}\).
- W przypadku ilorazu liczb o jednakowym wykładniku zastosuj wzór \(a^n : b^n = (a : b)^n\).
- Pamiętaj o ujemnym wykładniku: ułamek \(\dfrac{1}{2}\) to \(2^{-1}\).
Dane: Wyrażenia arytmetyczne podane w podpunktach a–f.
Szukane: Postać pojedynczej potęgi \(2^k\) dla każdego z wyrażeń.
-
Podpunkt a) Przekształcamy wyrażenie \(8^3 \cdot 4^4 : 2^7\):
Zapisujemy liczby \(8\) i \(4\) jako potęgi dwójki: $$8 = 2^3, \quad 4 = 2^2$$ Stosujemy regułę potęgowania potęgi \((a^m)^n = a^{m \cdot n}\): $$\begin{aligned} 8^3 \cdot 4^4 : 2^7 &= (2^3)^3 \cdot (2^2)^4 : 2^7 \\ &= 2^{3 \cdot 3} \cdot 2^{2 \cdot 4} : 2^7 \\ &= 2^9 \cdot 2^8 : 2^7 \end{aligned}$$ Mnożymy i dzielimy potęgi o jednakowej podstawie, dodając i odejmując wykładniki: $$\begin{aligned} 2^9 \cdot 2^8 : 2^7 &= 2^{9 + 8} : 2^7 \\ &= 2^{17} : 2^7 \\ &= 2^{17 - 7} \\ &= 2^{10} \end{aligned}$$ -
Podpunkt b) Przekształcamy wyrażenie \((2^{14} \cdot 2^{17})^2 \cdot 256\):
Najpierw upraszczamy iloczyn wewnątrz nawiasu, dodając wykładniki: $$2^{14} \cdot 2^{17} = 2^{14 + 17} = 2^{31}$$ Podnosimy nawias do kwadratu: $$(2^{31})^2 = 2^{31 \cdot 2} = 2^{62}$$ Zapisujemy liczbę \(256\) jako \(2^8\) i mnożymy: $$\begin{aligned} (2^{14} \cdot 2^{17})^2 \cdot 256 &= 2^{62} \cdot 2^8 \\ &= 2^{62 + 8} \\ &= 2^{70} \end{aligned}$$ -
Podpunkt c) Przekształcamy wyrażenie \((32^4)^3 : 64^5\):
Zapisujemy podstawy \(32\) i \(64\) w postaci potęg dwójki: $$32 = 2^5, \quad 64 = 2^6$$ Wstawiamy do wyrażenia i wymnażamy kolejne wykładniki: $$\begin{aligned} (32^4)^3 &= ((2^5)^4)^3 = 2^{5 \cdot 4 \cdot 3} = 2^{60} \\ 64^5 &= (2^6)^5 = 2^{6 \cdot 5} = 2^{30} \end{aligned}$$ Dzielimy potęgi, odejmując wykładnik mianownika od licznika: $$\begin{aligned} (32^4)^3 : 64^5 &= 2^{60} : 2^{30} \\ &= 2^{60 - 30} \\ &= 2^{30} \end{aligned}$$ -
Podpunkt d) Przekształcamy wyrażenie \(16^8 : (4 \cdot 2^3)^3\):
Przedstawiamy liczbę \(16\) jako \(2^4\): $$16^8 = (2^4)^8 = 2^{4 \cdot 8} = 2^{32}$$ Upraszczamy wnętrze nawiasu, korzystając z faktu, że \(4 = 2^2\): $$4 \cdot 2^3 = 2^2 \cdot 2^3 = 2^{2 + 3} = 2^5$$ Podnosimy nawias do sześcianu: $$(2^5)^3 = 2^{5 \cdot 3} = 2^{15}$$ Wykonujemy dzielenie końcowe: $$\begin{aligned} 16^8 : (4 \cdot 2^3)^3 &= 2^{32} : 2^{15} \\ &= 2^{32 - 15} \\ &= 2^{17} \end{aligned}$$ -
Podpunkt e) Przekształcamy wyrażenie \((18^3 : 9^3)^4 \cdot 8\):
Stosujemy własność ilorazu potęg o jednakowych wykładnikach \(a^n : b^n = (a : b)^n\): $$18^3 : 9^3 = (18 : 9)^3 = 2^3$$ Podnosimy otrzymaną potęgę do wykładnika \(4\): $$(2^3)^4 = 2^{3 \cdot 4} = 2^{12}$$ Mnożymy przez liczbę \(8 = 2^3\): $$\begin{aligned} (18^3 : 9^3)^4 \cdot 8 &= 2^{12} \cdot 2^3 \\ &= 2^{12 + 3} \\ &= 2^{15} \end{aligned}$$ -
Podpunkt f) Przekształcamy wyrażenie \([(0{,}3)^4 : (0{,}6)^4]^5 \cdot 32^5\):
Wewnątrz nawiasu kwadratowego łączymy dzielenie pod wspólny wykładnik: $$(0{,}3)^4 : (0{,}6)^4 = (0{,}3 : 0{,}6)^4$$ Wykonujemy dzielenie ułamków dziesiętnych: $$0{,}3 : 0{,}6 = \dfrac{0{,}3}{0{,}6} = \dfrac{3}{6} = \dfrac{1}{2}$$ Zapisujemy ułamek \(\dfrac{1}{2}\) jako potęgę o wykładniku ujemnym: $$\dfrac{1}{2} = 2^{-1} \implies \left(\dfrac{1}{2}\right)^4 = (2^{-1})^4 = 2^{-4}$$ Podnosimy do potęgi \(5\): $$(2^{-4})^5 = 2^{-4 \cdot 5} = 2^{-20}$$ Zapisujemy czynnik \(32^5\) przy podstawie \(2\): $$32^5 = (2^5)^5 = 2^{5 \cdot 5} = 2^{25}$$ Wykonujemy ostateczne mnożenie potęg: $$\begin{aligned} [(0{,}3)^4 : (0{,}6)^4]^5 \cdot 32^5 &= 2^{-20} \cdot 2^{25} \\ &= 2^{-20 + 25} \\ &= 2^5 \end{aligned}$$
a) \(2^{10}\)
b) \(2^{70}\)
c) \(2^{30}\)
d) \(2^{17}\)
e) \(2^{15}\)
f) \(2^5\)
Zadanie 4
a) \(32 \cdot 64\)
b) \(512^2 : 16^3\)
c) \((2^4 \cdot 8)^3 \cdot 64\)
d) \((22^3 : 11^3)^2 : 16\)
e) \((4^3 \cdot 32)^5 : 128^6\)
f) \((12^2 \cdot 32^3)^2 : (9 \cdot 2^{17})^2\)
b) \(2^6\)
c) \(2^{27}\)
d) \(2^2\)
e) \(2^{13}\)
f) \(2^4\)
- Przedstaw każdą liczbę występującą w wyrażeniach jako potęgę liczby 2: \(4 = 2^2\), \(8 = 2^3\), \(16 = 2^4\), \(32 = 2^5\), \(64 = 2^6\), \(128 = 2^7\), \(512 = 2^9\).
- Zastosuj podstawowe prawa działań na potęgach:
– mnożenie potęg o tej samej podstawie: \(a^m \cdot a^n = a^{m+n}\),
– dzielenie potęg o tej samej podstawie: \(a^m : a^n = a^{m-n}\),
– potęgowanie potęgi: \((a^m)^n = a^{m \cdot n}\),
– potęga ilorazu o jednakowych wykładnikach: \(a^n : b^n = (a : b)^n\),
– potęga iloczynu: \((a \cdot b)^n = a^n \cdot b^n\).
Dane: Wyrażenia liczbowe w podpunktach a)–f) zbudowane z potęg i iloczynów liczb całkowitych.
Szukane: Postać pojedynczej potęgi o podstawie 2, czyli \(2^n\), dla każdego z podpunktów.
-
Podpunkt a) Upraszczamy iloczyn \(32 \cdot 64\):
Zapisujemy obie liczby w postaci potęg o podstawie 2: $$32 = 2^5, \quad 64 = 2^6$$ Stosujemy wzór na mnożenie potęg o tej samej podstawie \(a^m \cdot a^n = a^{m+n}\): $$\begin{aligned} 32 \cdot 64 &= 2^5 \cdot 2^6 \\ &= 2^{5 + 6} \\ &= 2^{11} \end{aligned}$$ -
Podpunkt b) Upraszczamy iloraz \(512^2 : 16^3\):
Zapisujemy podstawy potęg jako potęgi liczby 2: $$512 = 2^9, \quad 16 = 2^4$$ Wstawiamy je do wyrażenia i korzystamy ze wzoru na potęgowanie potęgi \((a^m)^n = a^{m \cdot n}\): $$\begin{aligned} 512^2 : 16^3 &= (2^9)^2 : (2^4)^3 \\ &= 2^{9 \cdot 2} : 2^{4 \cdot 3} \\ &= 2^{18} : 2^{12} \end{aligned}$$ Następnie odejmujemy wykładniki zgodnie z regułą dzielenia potęg \(a^m : a^n = a^{m-n}\): $$\begin{aligned} 2^{18} : 2^{12} &= 2^{18 - 12} \\ &= 2^6 \end{aligned}$$ -
Podpunkt c) Obliczamy wartość wyrażenia \((2^4 \cdot 8)^3 \cdot 64\):
Zastępujemy liczby \(8\) i \(64\) potęgami dwójki: $$8 = 2^3, \quad 64 = 2^6$$ Wykonujemy mnożenie wewnątrz nawiasu: $$\begin{aligned} 2^4 \cdot 8 &= 2^4 \cdot 2^3 \\ &= 2^{4 + 3} \\ &= 2^7 \end{aligned}$$ Podnosimy nawias do potęgi 3, a następnie mnożymy przez \(64\): $$\begin{aligned} (2^4 \cdot 8)^3 \cdot 64 &= (2^7)^3 \cdot 2^6 \\ &= 2^{7 \cdot 3} \cdot 2^6 \\ &= 2^{21} \cdot 2^6 \\ &= 2^{21 + 6} \\ &= 2^{27} \end{aligned}$$ -
Podpunkt d) Upraszczamy wyrażenie \((22^3 : 11^3)^2 : 16\):
Wewnątrz nawiasu dzielimy potęgi o takim samym wykładniku: \(a^n : b^n = (a : b)^n\): $$\begin{aligned} 22^3 : 11^3 &= (22 : 11)^3 \\ &= 2^3 \end{aligned}$$ Zapisujemy liczbę \(16\) jako \(2^4\) i wykonujemy kolejne działania: $$\begin{aligned} (2^3)^2 : 16 &= 2^{3 \cdot 2} : 2^4 \\ &= 2^6 : 2^4 \\ &= 2^{6 - 4} \\ &= 2^2 \end{aligned}$$ -
Podpunkt e) Upraszczamy wyrażenie \((4^3 \cdot 32)^5 : 128^6\):
Sprowadzamy wszystkie podstawy do liczby 2: $$4 = 2^2, \quad 32 = 2^5, \quad 128 = 2^7$$ Obliczamy wartość wewnątrz nawiasu: $$\begin{aligned} 4^3 \cdot 32 &= (2^2)^3 \cdot 2^5 \\ &= 2^6 \cdot 2^5 \\ &= 2^{6 + 5} \\ &= 2^{11} \end{aligned}$$ Podnosimy wynik do potęgi 5 oraz zapisujemy dzielnik jako potęgę dwójki: $$\begin{aligned} (4^3 \cdot 32)^5 : 128^6 &= (2^{11})^5 : (2^7)^6 \\ &= 2^{11 \cdot 5} : 2^{7 \cdot 6} \\ &= 2^{55} : 2^{42} \\ &= 2^{55 - 42} \\ &= 2^{13} \end{aligned}$$ -
Podpunkt f) Rozwiązujemy wyrażenie \((12^2 \cdot 32^3)^2 : (9 \cdot 2^{17})^2\):
Rozkładamy liczbę \(12\) na czynniki: \(12 = 3 \cdot 4 = 3 \cdot 2^2\), co daje: $$12^2 = (3 \cdot 2^2)^2 = 3^2 \cdot (2^2)^2 = 9 \cdot 2^4$$ Liczba \(32^3\) to: $$32^3 = (2^5)^3 = 2^{15}$$ Wyrażenie w pierwszym nawiasie wynosi: $$\begin{aligned} 12^2 \cdot 32^3 &= 9 \cdot 2^4 \cdot 2^{15} \\ &= 9 \cdot 2^{4 + 15} \\ &= 9 \cdot 2^{19} \end{aligned}$$ Podnosimy oba nawiasy do kwadratu za pomocą wzoru \((a \cdot b)^n = a^n \cdot b^n\): $$\begin{aligned} (12^2 \cdot 32^3)^2 &= (9 \cdot 2^{19})^2 \\ &= 9^2 \cdot 2^{38} \end{aligned}$$ $$(9 \cdot 2^{17})^2 = 9^2 \cdot 2^{34}$$ Dzielimy oba wyrażenia i redukujemy powtarzający się czynnik \(9^2\): $$\begin{aligned} (12^2 \cdot 32^3)^2 : (9 \cdot 2^{17})^2 &= \dfrac{9^2 \cdot 2^{38}}{9^2 \cdot 2^{34}} \\ &= \dfrac{9^2}{9^2} \cdot \dfrac{2^{38}}{2^{34}} \\ &= 1 \cdot 2^{38 - 34} \\ &= 2^4 \end{aligned}$$
a) \(2^{11}\)
b) \(2^6\)
c) \(2^{27}\)
d) \(2^2\)
e) \(2^{13}\)
f) \(2^4\)
Zadanie 5
a) Średnica Jowisza wynosi około 143 000 km, czyli \(1{,}43 \cdot 10^{\Box}\text{ km}\).
b) Mars jest oddalony od Słońca o 228 milionów kilometrów, czyli o \(2{,}28 \cdot 10^{\Box}\text{ km}\).
c) Saturn jest oddalony od Słońca o około 1,4 miliarda kilometrów, czyli \(0{,}14 \cdot 10^{\Box}\text{ km}\).
d) Odległość między Ziemią a Księżycem wynosi około 384 tysiące kilometrów, czyli \(38{,}4 \cdot 10^{\Box}\text{ km}\).
b) \(8\)
c) \(10\)
d) \(4\)
- Przedstaw słowny zapis rzędu wielkości w pełnej postaci dziesiętnej: tysiąc to \(1\,000 = 10^3\), milion to \(1\,000\,000 = 10^6\), a miliard to \(1\,000\,000\,000 = 10^9\).
- Wyłącz podaną przed potęgą liczbę i policz, przez jaką potęgę liczby 10 (liczbę zer) należy ją pomnożyć, aby otrzymać wyjściową wartość.
Dane:
Podpunkt a): \(d_a = 143\,000\text{ km} = 1{,}43 \cdot 10^{n_a}\text{ km}\)
Podpunkt b): \(d_b = 228\text{ mln km} = 228\,000\,000\text{ km} = 2{,}28 \cdot 10^{n_b}\text{ km}\)
Podpunkt c): \(d_c = 1{,}4\text{ mld km} = 1\,400\,000\,000\text{ km} = 0{,}14 \cdot 10^{n_c}\text{ km}\)
Podpunkt d): \(d_d = 384\text{ tys. km} = 384\,000\text{ km} = 38{,}4 \cdot 10^{n_d}\text{ km}\)
Szukane:
Wartości wykładników potęg: \(n_a = ?\), \(n_b = ?\), \(n_c = ?\), \(n_d = ?\)
-
Podpunkt a) Wyznaczenie wykładnika dla średnicy Jowisza \(143\,000\text{ km} = 1{,}43 \cdot 10^{\Box}\text{ km}\):
Zapisujemy liczbę \(143\,000\) w postaci iloczynu liczby \(1{,}43\) i odpowiedniej potęgi dziesiątki: $$\begin{aligned} 143\,000 &= 1{,}43 \cdot 100\,000 \\ &= 1{,}43 \cdot 10^5 \end{aligned}$$ W kratkę należy wpisać liczbę \(5\). -
Podpunkt b) Wyznaczenie wykładnika dla odległości Marsa od Słońca \(228\text{ mln km} = 2{,}28 \cdot 10^{\Box}\text{ km}\):
Jeden milion to \(10^6\), czyli liczba 228 milionów ma postać \(228\,000\,000\). Wyłączamy czynnik \(2{,}28\): $$\begin{aligned} 228\,000\,000 &= 2{,}28 \cdot 100\,000\,000 \\ &= 2{,}28 \cdot 10^8 \end{aligned}$$ W kratkę należy wpisać liczbę \(8\). -
Podpunkt c) Wyznaczenie wykładnika dla odległości Saturna od Słońca \(1{,}4\text{ mld km} = 0{,}14 \cdot 10^{\Box}\text{ km}\):
Jeden miliard to \(10^9\), zatem \(1{,}4\text{ mld} = 1\,400\,000\,000\). Doprowadzamy liczbę do postaci z czynnikiem \(0{,}14\): $$\begin{aligned} 1\,400\,000\,000 &= 0{,}14 \cdot 10\,000\,000\,000 \\ &= 0{,}14 \cdot 10^{10} \end{aligned}$$ W kratkę należy wpisać liczbę \(10\). -
Podpunkt d) Wyznaczenie wykładnika dla odległości Ziemia–Księżyc \(384\text{ tys. km} = 38{,}4 \cdot 10^{\Box}\text{ km}\):
Jeden tysiąc to \(10^3\), stąd \(384\text{ tysiące} = 384\,000\). Wyłączamy liczbę \(38{,}4\): $$\begin{aligned} 384\,000 &= 38{,}4 \cdot 10\,000 \\ &= 38{,}4 \cdot 10^4 \end{aligned}$$ W kratkę należy wpisać liczbę \(4\).
a) \(5\)
b) \(8\)
c) \(10\)
d) \(4\)
Grupa B
Zadanie 1
b) \(\dfrac{1}{625} = 0,0016\)
c) \(\dfrac{4}{3} = 1\dfrac{1}{3}\)
d) \(32\)
e) \(\dfrac{1}{16} = 0,0625\)
f) \(64\)
Zadanie 2
b) \(-0,008 = -\frac{1}{125}\)
c) \(125\)
d) \(-8\)
e) \(3,24 = 3\frac{6}{25} = \frac{81}{25}\)
f) \(-1\)
Zadanie 3
a) \(4^6 \cdot 8^2 : 2^7\)
b) \((2^{15} \cdot 2^{11})^3 \cdot 64\)
c) \((32^2)^6 : 64^3\)
d) \(16^{10} : (4 \cdot 2^5)^3\)
e) \((12^3 : 6^3)^4 \cdot 32\)
f) \([(0{,}6)^4 : (1{,}2)^4]^5 \cdot 32^6\)
b) \(2^{84}\)
c) \(2^{42}\)
d) \(2^{19}\)
e) \(2^{17}\)
f) \(2^{10}\)
Zadanie 4
a) \(125 \cdot 25\)
b) \(625^2 : 25^3\)
c) \((5^3 \cdot 25)^2 \cdot 125\)
d) \((35^3 : 7^3)^2 : 25^2\)
e) \((25^3 \cdot 125)^4 : 625^5\)
f) \((20^2 \cdot 125^3)^2 : (16 \cdot 5^{10})^2\)
b) \(5^2\)
c) \(5^{13}\)
d) \(5^2\)
e) \(5^{16}\)
f) \(5^2\)
Zadanie 5
a) Średnica Ziemi na równiku wynosi w zaokrągleniu 12 800 km, czyli \(1{,}28 \cdot 10^{\Box}\text{ km}\).
b) Wenus jest oddalona od Słońca o 108 milionów kilometrów, czyli o \(1{,}08 \cdot 10^{\Box}\text{ km}\).
c) Uran jest oddalony od Słońca o około 2,87 miliarda kilometrów, czyli \(0{,}287 \cdot 10^{\Box}\text{ km}\).
d) Odległość sondy kosmicznej od Ziemi wynosi 450 milionów kilometrów, czyli \(45 \cdot 10^{\Box}\text{ km}\).
b) \(8\)
c) \(10\)
d) \(7\)
