Sari la conținut
La Liceu
Numere

Puterea cu exponent natural; reguli de calcul cu puteri; compararea puterilor

Lecția 4 din 21≈ 3 min de citit

Puterea cu exponent natural este o scriere prescurtată pentru un produs de factori egali. Pentru un număr natural aa (numit bază) și un număr natural n≥2n\ge 2 (numit exponent), definim an=a⋅a⋅...⋅a⏟n factoria^n=\underbrace{a\cdot a\cdot ... \cdot a}_{n\ \text{factori}}. Citim ana^n „aa la puterea nn”. Cazul particular n=2n=2 se numește pătratul numărului aa (a2=a⋅aa^2=a\cdot a), iar n=3n=3 se numește cubul lui aa (a3=a⋅a⋅aa^3=a\cdot a\cdot a).

Pentru completarea definiției, se convine: a1=aa^1=a (orice număr la puterea 1 este el însuși) și a0=1a^0=1, pentru orice a≠0a\ne 0 (orice număr nenul la puterea 0 este 1).

Reguli de calcul cu puteri (pentru numere naturale a,ba,b, nenule atunci când este necesar, și exponenți naturali m,nm,n):

  1. Înmulțirea puterilor cu aceeași bază: se adună exponenții. am⋅an=am+na^m\cdot a^n=a^{m+n}.
  2. Împărțirea puterilor cu aceeași bază: se scad exponenții, cu condiția m≥nm\ge n și a≠0a\ne 0. am:an=am−na^m:a^n=a^{m-n}.
  3. Puterea unei puteri: se înmulțesc exponenții. (am)n=am⋅n(a^m)^n=a^{m\cdot n}.
  4. Puterea unui produs: se ridică la putere fiecare factor. (a⋅b)n=an⋅bn(a\cdot b)^n=a^n\cdot b^n.
  5. Puterea unui cât: se ridică la putere atât deîmpărțitul, cât și împărțitorul. (a:b)n=an:bn(a:b)^n=a^n:b^n, pentru b≠0b\ne 0.

Compararea puterilor se face astfel:

  • dacă bazele sunt egale și mai mari decât 1, puterea cu exponentul mai mare este mai mare: din a>1a>1 și m>nm>n rezultă am>ana^m>a^n;
  • dacă exponenții sunt egali, puterea cu baza mai mare este mai mare: din a>b>0a>b>0 rezultă an>bna^n>b^n, pentru n≥1n\ge 1;
  • dacă atât bazele, cât și exponenții sunt diferiți, cele două puteri se calculează efectiv, iar apoi se compară valorile obținute (de exemplu, 34=813^4=81 este mai mare decât 43=644^3=64, deși baza 3 este mai mică decât baza 4).

Este important de reținut că regulile de mai sus se aplică STRICT atunci când bazele (la înmulțirea/împărțirea puterilor) sau exponenții (la ridicarea unei puteri la altă putere) coincid; ele nu transformă o sumă sau o diferență de puteri — NU există o regulă de forma am+an=am+na^m+a^n=a^{m+n}.

Puterile sunt folosite frecvent pentru scrierea compactă a numerelor mari și pentru calcule rapide: de exemplu, 210=1 0242^{10}=1\,024, 103=1 00010^3=1\,000, iar 54=6255^4=625. Aceste reguli stau și la baza scrierii numerelor în baza 10, unde fiecare cifră este înmulțită cu o putere a lui 10 corespunzătoare ordinului ei.

Formule

Exemple rezolvate

Greșeli frecvente

Ai terminat lecția