Отрицательная степень

В этом материале расскажем, как возвести число в отрицательную степень и что с ним можно потом делать. Какие есть свойства у отрицательных степеней и какие действия с отрицательными степенями можно выполнять.
  • Автор

    Юлия Герасимова

  • Рубрика

    7 класс, 8 класс

  • Дата публикации

    31.07.2020

  • Просмотры

    89925

Что такое степень числа

В учебниках по математике можно встретить такое определение: 

«Степенью n числа а является произведение множителей величиной а n раз подряд»

Например, an — степень, где:

  • a — основание степени,
  • n — показатель степени.

Соответственно:

a в степени n

Читается такое выражение как a в степени n.

Если говорить проще, то степень, а точнее показатель степени (n), говорит нам о том, сколько раз следует умножить данное число (основание степени) само на себя.

А значит, если у нас есть задачка, где спрашивают, как возвести число в степень, например, число 2 в третью степень, то она решается довольно просто:

23 = 2 · 2 · 2, где:

  • 2 — основание степени,
  • 3 — показатель степени.

Таблица степеней

Здесь мы приведем результаты возведения в степень натуральных чисел от 1 до 10 в квадрат (показатель степени два) и куб (показатель степени 3).

Число

Вторая степень

Третья степень

1

1

1

2

4

8

3

9

27

4

16

64

5

25

125

6

36

216

7

49

343

8

64

512

9

81

729

10

100

1000

Свойства степеней

Степень с натуральным показателем в математике имеет несколько важных свойств, которые позволяют упрощать вычисления. Всего их пять штук — ниже мы их рассмотрим.

Свойство 1: произведение степеней

При умножении степеней с одинаковыми основаниями, основание мы оставляем без изменений, а показатели степеней складываем:

am · an = am + n

  • a — основание степени.
  • m, n — показатели степени, любые натуральные числа.

Свойство 2: частное степеней

Когда мы делим степени с одинаковыми основаниями, то основание остается без изменений, а из показателя степени делимого вычитают показатель степени делителя.

степень с одинаковыми основаниями

  • a — любое число, не равное нулю.
  • m, n — любые натуральные числа, такие, что m > n

Свойство 3: возведение степени в квадрат

Когда возводим степень в степень, то основание степени остается неизмененным, а показатели степеней умножаются друг на друга.

(an)m = an · m 

  • a — основание степени (не равное нулю).
  • m, n — показатели степени, натуральное число.

Свойство 4: степень произведения

При возведении в степень произведения каждый из множителей возводится в степень. Затем полученные результаты перемножаются.

(a · b)n = an · bn

  • a, b — основание степени (не равное нулю).
  • n — показатели степени, натуральное число.

Свойство 5: степень частного

Чтобы возвести в степень частное, можно возвести в эту степень сначала делимое, потом делитель, и первый результат разделить на второй.

(a : b)n = an : bn

  • a, b — основание степени (не равное нулю), любые рациональные числа, b ≠ 0.
  • n — показатель степени, натуральное число.

Степень с показателем 0

Любое целое a ≠ 0 в степени 0 равно 1.

Выражение 0 в степени 0 многие математики считают лишенным смысла, так график функции f (x, у) = xy прерывается в точке (0; 0).

Степень с отрицательным показателем 

Число в минусовой степени равно дроби, числителем которой является единица, а знаменателем данное число с положительным показателем:

Степень с отрицательным показателем

К примеру, 4 в минус 2 степени — это 1/42, 2 в минус 3 степени — это 1/23, 3 в минус 1 степени — это 1/3, 10 в минус первой степени — это 1/10 или 0,1.

Примеры

три примера степени с отрицательным показателем

Степени с отрицательным показателям помогают компактно записывать крайне малые или постоянно уменьшающиеся величины. Например, одну миллиардную долю (0, 000 000 001) можно записать как 10 в минус 9 степени (10-9). В школьной программе такие величины — редкость: чаще всего используют 10 в минус 1 степени или 2 в минус 1 степени.

Чтобы разобраться, как возводить число в отрицательную степень, вспомним правило деления степеней с одинаковыми основаниями.

Деление степеней с одинаковыми основаниями, но разными показателями осуществляется по следующей формуле: показатели отнимаются, а основание остается неизменным.

Деление степеней с разными основаниями, но одинаковыми показателями

Поэтому если степень делимого будет меньше степени делителя, то в результате получится число с отрицательной степенью:

a3 : a6=a3 - 6 = a-3

Если записать деление в виде дроби, то при сокращении в числителе останется 1, а в знаменателе число будет иметь положительную степень:

число с отрицательной степенью

Действия с отрицательными степенями

Умножение отрицательных степеней

При умножении отрицательных степеней с одинаковыми основаниями показатели степеней складываются, так же как и при умножении положительных степеней:

am · an = am + n

Примеры

запись деления в виде дроби 

Деление отрицательных степеней

При делении отрицательных степеней с одинаковыми основаниями из показателя степени делимого вычитается показатель делителя, так же как и при делении положительных степеней:

Деление отрицательных степеней

Примеры

три примера деления отрицательных степеней

Возведение дроби в отрицательную степень

Чтобы возвести дробь в отрицательную степень, надо возвести в эту степень отдельно числитель и знаменатель:

Возведение дроби в отрицательную степень

Возведение произведения в отрицательную степень

Чтобы возвести произведение в отрицательную степень, необходимо возвести в эту степень каждый множитель произведения отдельно:
Возведение произведения в отрицательную степень

 
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0