3 у різних ступенях. Формули ступенів та коріння. Властивості арифметичної прогресії

ДОВІДКОВИЙ МАТЕРІАЛ ПО АЛГЕБРІ ДЛЯ 7-11 КЛАСІВ.

Шановні батьки!Якщо Ви шукайте репетитора з математики для Вашої дитини, то це оголошення для Вас. Пропоную скайп-репетиторство: підготовка до ОДЕ, ЄДІ, ліквідація прогалин у знаннях. Ваші вигоди очевидні:

1) Ваша дитина знаходиться вдома, і Ви можете бути за неї спокійною;

2) Заняття проходять у зручний для дитини час, і Ви навіть можете бути присутніми на цих заняттях. Поясню я просто та доступно на всій звичній шкільній дошці.

3) Інші важливі переваги скайп-занять додумаєте самі!

  • твір nспівмножників, кожен з яких дорівнює аназивається n-й ступенем числа аі позначається аn.
  • Дія, з якого перебуває твір кількох рівних співмножників, називається зведенням у ступінь. Число, яке зводиться в ступінь, називається основою ступеня. Число, яке показує, на яку міру зводиться основа, називається показником ступеня. Так, аn- Ступінь, а- Основа ступеня, n- показник ступеня.
  • а 0 = 1
  • а 1 = а
  • a ma n= a m + n
  • a m: a n= a mn
  • (a m) n= a mn
  • (a∙b) n =a n ∙b n
  • (a/ b) n= a n/ b nПри зведенні в ступінь дробу зводять у цей ступінь і чисельник та знаменник дробу.
  • (- n) -й ступенем (n - натуральне) числа а, не рівного нулю, вважається число, зворотне n-й ступеня числа а, тобто . an=1/ a n. (10 -2 =1/10 2 =1/100=0,01).
  • (a/ b) — n=(b/ a) n
  • Властивості ступеня з натуральним показником справедливі й для ступенів із будь-яким показником.

Дуже великі та дуже малі числа прийнято записувати у стандартному вигляді: a∙10 n, де 1≤а<10 і n(Натуральне або ціле) – є порядок числа, записаного в стандартному вигляді.

  • Вирази, складені з чисел, змінних та його ступенів, з допомогою дії множення називаються одночленами.
  • Такий вид одночлена, коли на першому місці стоїть числовий множник (коефіцієнт), а за ним змінні зі своїми ступенями, називають стандартним видом одночлена. Суму показників ступенів всіх змінних, що входять до складу одночлена, називають ступенем одночлена.
  • Одночлени, що мають однакову буквену частину, називаються подібними до одночленів.
  • Сума одночленів називається багаточленом. Одночлени, у тому числі складений многочлен, називаються членами многочлена.
  • Двучлен - це багаточлен, що складається з двох членів (одночленів).
  • Тричлен - це багаточлен, що складається з трьох членів (одночленів).
  • Ступенем многочлена називають найбільшу зі ступенів одночленів, що входять до нього.
  • Багаточлен стандартного виду не містить подібних членів та записаний у порядку спаду ступенів його членів.
  • Щоб помножити одночлен на многочлен, треба помножити цей одночлен кожен член многочлена і отримані твори скласти.
  • Подання многочлена як твори двох чи кількох многочленів називається розкладанням многочлена на множники.
  • Винесення загального множника за дужки – найпростіший спосіб розкладання багаточлена на множники.
  • Щоб помножити багаточлен на багаточлен, потрібно кожен член одного багаточлена помножити на кожен член іншого багаточлена та записати отримані твори у вигляді суми одночленів. При необхідності навести подібні доданки.
  • (a+b) 2 =a 2 +2ab+b 2Квадрат суми двох виразівдорівнює квадрату першого виразу плюс подвоєний добуток першого виразу на другий плюс квадрат другого виразу.
  • (a-b) 2 =a 2 -2ab+b 2Квадрат різниці двох виразівдорівнює квадрату першого виразу мінус подвоєний добуток першого виразу на другий плюс квадрат другого виразу.
  • a 2 -b 2 =(a-b)(a+b) Різниця квадратів двох виразівдорівнює добутку різниці самих виразів з їхньої суму.
  • (a+b) 3 =a 3 +3a 2 b+3ab 2 +b 3Куб суми двох виразівдорівнює кубу першого виразу плюс потрійний добуток квадрата першого виразу на другий плюс потрійний добуток першого виразу на квадрат другого плюс куб другого виразу.
  • (a-b) 3 = a 3 -3a 2 b+3ab 2 -b 3Куб різниці двох виразівдорівнює кубу першого виразу мінус потрійний добуток квадрата першого виразу на другий плюс потрійний добуток першого виразу на квадрат другого мінус куб другого виразу.
  • a 3 +b 3 =(a+b)(a 2 -ab+b 2) Сума кубів двох виразівдорівнює добутку суми самих виразів на неповний квадрат їхньої різниці.
  • a 3 -b 3 =(a-b)(a 2 +ab+b 2) Різниця кубів двох виразівдорівнює добутку різниці самих виразів на неповний квадрат їхньої суми.
  • (a+b+c) 2 =a 2 +b 2 +c 2 +2ab+2ac+2bc Квадрат суми трьох виразівдорівнює сумі квадратів цих виразів плюс усілякі подвоєні попарні твори самих виразів.
  • Довідка. Повний квадрат суми двох виразів: a 2 + 2ab + b 2

Неповний квадрат суми двох виразів: a 2 + ab + b 2

Функцію виду y=x 2називають квадратною функцією. Графік квадратної функції є парабола з вершиною на початку координат. Гілки параболи y=x²спрямовані нагору.

Функцію виду y=x 3називають кубічною функцією. Графіком кубічної функції є кубічна парабола, яка проходить через початок координат. Гілки кубічної параболи y=x³знаходяться в І та ІІІ чвертях.

Парна функція.

Функція fназивається парною, якщо разом із кожним значенням змінної х f(- x)= f(x). Графік парної функції симетричний щодо осі ординат (Оy). Функція y = x 2 – парна.

Непарна функція.

Функція fназивається непарною, якщо разом з кожним значенням змінної хв області визначення функції значення ( ) також входить у область визначення цієї функції і при цьому виконується рівність: f(- x)=- f(x) . Графік непарної функції симетричний щодо початку координат. Функція y=x3 – непарна.

Квадратне рівняння.

Визначення. Рівняння виду ax 2 +bx+c=0, де a, bі c– будь-які дійсні числа, причому а≠0, х- Змінна, називається квадратним рівнянням.

a- Перший коефіцієнт, b- Другий коефіцієнт, c- Вільний член.

Розв'язання неповних квадратних рівнянь.

  • ax 2 = 0неповне квадратне рівняння (b=0, c=0 ). Рішення: х = 0. Відповідь: 0.
  • ax 2 +bx=0неповне квадратне рівняння (З = 0 ). Рішення: x (ax + b) = 0 → x 1 = 0 або ax + b = 0 → x 2 = -b/a. Відповідь: 0; -b/a.
  • ax 2 +c=0неповне квадратне рівняння (b=0 ); Рішення: ax 2 = c → x 2 = c/a.

Якщо (-c/a)<0 , то дійсних коренів немає. Якщо (-з/а)>0

  • ax 2 +bx+c=0- квадратне рівняннязагального вигляду

Дискримінант D = b 2 - 4ac.

Якщо D>0, то маємо два дійсні корені:

Якщо D=0, то маємо єдиний корінь (або два рівні корені) х=-b/(2a).

Якщо D<0, то действительных корней нет.

  • ax 2 +bx+c=0квадратне рівняння приватного вигляду при парному другому

Коефіцієнт b


  • ax 2 +bx+c=0 квадратне рівняння приватного виду за умови : a-b+c=0.

Перший корінь завжди дорівнює мінус одиниці, а другий корінь дорівнює мінус з, поділеному на а:

x 1 =-1, x 2 = c/a.

  • ax 2 +bx+c=0 квадратне рівняння приватного виду за умови: a+b+c=0 .

Перший корінь завжди дорівнює одиниці, а другий корінь дорівнює з, поділеному на а:

x 1 =1, x 2 =c/a.

Розв'язання наведених квадратних рівнянь.

  • x 2 +px+q=0наведене квадратне рівняння (Перший коефіцієнт дорівнює одиниці).

Сума коренів наведеного квадратного рівняння x 2 +px+q=0дорівнює другому коефіцієнту, взятому з протилежним знаком, а добуток коренів дорівнює вільному члену:

ax 2 +bx+c=a·(x-x 1)(x-x 2), де x 1, x 2- коріння квадратного рівняння ax 2 +bx+c=0.

Функція натурального аргументу називається числовою послідовністю, а числа, що утворюють послідовність членами послідовності.

Числову послідовність можна задати такими способами: словесним, аналітичним, рекурентним, графічним.

Числову послідовність, кожен член якої, починаючи з другого, дорівнює попередньому, складеному з тим самим для даної послідовності числом dназивають арифметичною прогресією. Число dназивають різницею арифметичної прогресії. В арифметичній прогресії (a n), Т. е. в арифметичній прогресії з членами: a 1 , a 2 , a 3 , a 4 , a 5 , …, a n-1 , a n , … за визначенням: a 2 = a 1 + d; a 3 =a 2 + d; a 4 =a 3 + d; a 5 = a 4 + d; …; a n =a n-1 + d; …

Формула n-го члена арифметичної прогресії.

a n = a 1 + (n-1) d.

Властивості арифметичної прогресії.

  • Кожен член арифметичної прогресії починаючи з другого дорівнює середньому арифметичному сусідніх з ним членів:

a n = (a n-1 + n+1):2;

  • Кожен член арифметичної прогресії, починаючи з другого, дорівнює середньому арифметичному рівновіддалених від нього членів:

an = (an-k+an+k):2.

Формули суми перших n членів арифметичної прогресії.

1) S n = (a 1 +a n)∙n/2; 2) S n =(2a 1 +(n-1) d)∙n/2

Геометрична прогресія.

Визначення геометричної прогресії.

Числову послідовність, кожен член якої, починаючи з другого, дорівнює попередньому, помноженому на те саме для даної послідовності число q, називають геометричною прогресією. Число qназивають знаменником геометричної прогресії. У геометричній прогресії (b n ), тобто в геометричній прогресії b 1, b 2, b 3, b 4, b 5, …, b n, … за визначенням: b 2 = b 1 ∙ q; b 3 = b 2 ∙q; b 4 = b 3 ∙q; …; b n = b n -1 ∙q.

Формула n-го члена геометричної прогресії.

b n = b 1 q n -1 .

Властивості геометричної прогресії.

Формула суми першихn членів геометричної прогресії.

Сума нескінченно спадної геометричної прогресії.

Нескінченний періодичний десятковий дріб дорівнює звичайному дробу, у чисельнику якої різниця між усім числом після коми та числом після коми до періоду дробу, а знаменник складається з «дев'яток» і «нулів», причому, «дев'яток» стільки, скільки цифр у періоді, а «нулів» стільки, скільки цифр після коми до періоду дробу. Приклад:

Синус, косинус, тангенс та котангенс гострого кута прямокутного трикутника.

(α+β=90°)

Маємо: sinβ=cosα; cosβ=sinα; tgβ=ctgα; ctgβ=tgα. Оскільки β=90°-α, то

sin (90°-α)=cosα; cos (90°-α)=sinα;

tg (90°-α)=ctgα; ctg (90 ° -α) = tgα.

Кофункції кутів, що доповнюють одна одну до 90°, рівні між собою.

Формули додавання.

9) sin (α+β)=sinα∙cosβ+cosα∙sinβ;

10) sin(α-β)=sinα∙cosβ-cosα∙sinβ;

11) cos (α+β)=cosα∙cosβ-sinα∙sinβ;

12) cos (α-β)=cosα∙cosβ+sinα∙sinβ;

Формули подвійного та потрійного аргументів.

17) sin2α=2sinαcosα; 18) cos2α=cos 2 α-sin 2 α;

19) 1+cos2α=2cos 2 α; 20) 1-cos2α=2sin 2 α

21) sin3α=3sinα-4sin 3 α; 22) cos3α=4cos 3 α-3cosα;

Формули перетворення суми (різниці) на твір.

Формули перетворення твору на суму (різницю).

Формули половинного аргументу.

Синус та косинус будь-якого кута.

парність (непарність) тригонометричних функцій.

З тригонометричних функцій парна лише одна: y=cosx, інші три – непарні, тобто cos(-α)=cosα;

sin(-α)=-sinα; tg (-α)=-tgα; ctg(-α)=-ctgα.

Знаки тригонометричних функцій за координатними чвертями.

Значення тригонометричних функцій деяких кутів.

Радіани.

1) 1 радіан - величина центрального кута, що спирається на дугу, довжина якої дорівнює радіусу даного кола. 1 рад.≈57°.

2) Переведення градусного заходу кута в радіану.

3) Переклад радіанної міри кута в градусну.

Формули наведення.

Мнемонічне правило:

1. Перед наведеною функцією ставлять знак, що наводиться.

2. Якщо запису аргументу π/2 (90°) взято непарне число разів, то функцію змінюють на кофункцию.

Зворотні тригонометричні функції.

Арксинусом числа а (arcsin a) називається кут із проміжку [-π/2; π/2 ], синус якого дорівнює а.

arcsin(- a)=- arcsina.

Арккосинусом числа а (arccos a) називається кут із проміжку, косинус якого дорівнює а.

arccos (-a) =π - arccosa.

Арктангенсом числа а (arctg a) називається кут із проміжку (-π/2; π/2), тангенс якого дорівнює а.

arctg(- a)=- arctga.

Арккотангенсом числа а (arcctg a) називається кут із проміжку (0; π), котангенс якого дорівнює а.

arcctg (-a)=π - arcctg a.

Вирішення найпростіших тригонометричних рівнянь.

Загальні формули.

1) sin t=a, 0

2) sin t = - a, 0

3) cos t=a, 0

4) cos t =-a, 0

5) tg t =a, a>0, тоді t=arctg a + πn, nϵZ;

6) tg t = -a, a> 0, тоді t = - arctg a + πn, nϵZ;

7) ctg t=a, a>0, тоді t=arcctg a + πn, nϵZ;

8) ctg t = -a, a> 0, тоді t = - arcctg a + πn, nϵZ.

Приватні формули.

1) sin t =0, тоді t=πn, nϵZ;

2) sin t=1, тоді t= π/2 +2πn, nϵZ;

3) sin t=-1, тоді t= - π/2 +2πn, nϵZ;

4) cos t=0 тоді t= π/2+ πn, nϵZ;

5) cos t=1 тоді t=2πn, nϵZ;

6) cos t=1 тоді t=π +2πn, nϵZ;

7) tg t =0, тоді t = πn, nϵZ;

8) ctg t=0, тоді t = π/2+πn, nϵZ.

Вирішення найпростіших тригонометричних нерівностей.

1) sint

2) sint>a (|a|<1), arcsina+2πn

3) cost

4) cost>a (|a|<1), -arccosa+2πn

5) tgt

6) tgt>a, arctga+πn

7) ctgt

8) ctgt>a, πn

Прямі на площині.

  • Загальне рівняння прямої: Ax+By+C=0.
  • Рівняння прямої із кутовим коефіцієнтом: y=kx+b (k – кутовий коефіцієнт).
  • Гострий кут між прямими y=k 1 x+b 1 та y=k 2 x+b 2 визначається за формулою:

  • k 1 =k 2 — умова паралельності прямих y=k 1 x+b 1 та y=k 2 x+b 2.
  • Умова перпендикулярності цих прямих:
  • Рівняння прямої, що має кутовий коефіцієнт k і проходить

через точку М(х 1 ; у 1), має вигляд: у-у 1 = k (х-х 1).

  • Рівняння прямої, що проходить через дві дані точки (х 1; у 1) і (х 2; у 2) має вигляд:

  • Довжина відрізка М 1 М 2 з кінцями в точках М 1 (х 1; у 1) і М 2 (х 2; у 2):
  • Координати точки М(х о; у о) – середини відрізка М 1 М 2

  • Координати точки С(х; у), що розділяє в заданому відношенні відрізок М 1 М 2 між точками М 1 (х 1; у 1) і М 2 (х 2 ; у 2):

  • Відстань від точки М(х про; у про) до прямої ax+by+c=0:

Рівняння кола.

  • Окружність із центром на початку координат: x 2 +y 2 =r 2 , r – радіус кола.
  • Окружність із центром у точці (a; b) і радіусом r: (x-a) 2 +(y-b) 2 =r 2 .

Межі.

Перетворення (конструювання) графіків функций.

  • Графік функції y=- f(x) виходить із графіка функції y = f (x) дзеркальним відображенням від осі абсцис.
  • Графік функції y=| f(x)| виходить дзеркальним відображенням від осі абсцис тієї частини графіка функції y = f (x), яка лежить нижче за осі абсцис.
  • Графік функції y= f(| x|) виходить з графіка функції y = f (x) наступним чином: залишають частину графіка праворуч від осі ординат і відображають цю ж частину симетрично їй відносно осі ординат.
  • Графік функції y= Af(x) виходить з графіка функції y = f (x) розтягуванням А раз вздовж осі ординат. (Ордината кожної точки графіка функції y=f(x) множиться на число А).
  • Графік функції y= f(kx) виходить з графіка функції y=f (x) стиском в k разів при k>1 або розтягуванням в k разів при 0
  • Графік функції y= f(x-m) виходить з графіка функції y = f (x) паралельним перенесенням на m одиничних відрізків вздовж осі абсцис.
  • Графік функції y= f(x)+ nвиходить з графіка функції y = f (x) паралельним перенесенням на n одиничних відрізків вздовж осі ординат.

Періодична функція.

  • функцію fназивають періодичною функцією з періодом Т≠0,якщо для будь-якого х з області визначення значення цієї функції в точках x, T-xіT+ xрівні, тобто виконується рівність : f(x)= f(T-x)= f(T+ x)
  • Якщо функція fперіодична та має період Т,то функція y= f(kx+ b), де A, kі bпостійні, а k≠0 , також періодична, причому її період дорівнює T/| k|.

Межа відношення збільшення функції до збільшення аргументу, при прагненні останнього до нуля, називають похідною функції в даній точці:

  • Функцію виду y = x, де а>0, a≠1, х – будь-яке число, називають показовою функцією.
  • Область визначенняпоказової функції: D(y)= R - безліч усіх дійсних чисел.
  • Область значеньпоказової функції: E(y)= R+-безліч усіх позитивних чисел.
  • Показова функція y=a x зростає при a>1.
  • Показова функція y=a x зменшується при 0 .

Справедливі всі властивості статечної функції :

  • а 0 = 1Будь-яке число (крім нуля) в нульовому ступені дорівнює одиниці.
  • а 1 = аБудь-яке число в першому ступені дорівнює самому собі.
  • a x∙ay=ax + yПри множенні ступенів з однаковими основами основу залишають колишньою, а показники складають.
  • a x:ay=ax-yПри розподілі ступенів з однаковими основами основу залишають колишньою, а з показника діленого ступеня віднімають показник ступеня дільника.
  • (ax) y=axyПри зведенні ступеня в ступінь основу залишають тим самим, а показники перемножують
  • (a∙b)x=ax∙byПри зведенні твору до ступеня зводять у цей ступінь кожен із множників.
  • (a/b)x=ax/byПри зведенні дробу до ступеня зводять у цей ступінь і чисельник та знаменник дробу.
  • а -х = 1/ax
  • (a/b)-x=(b/a)x.

Логарифмом числа bна підставі а (log a b) називають показник ступеня, в який потрібно звести число а, щоб отримати число b.

log a b= n, якщо a n= b. Приклади: 1) log 2 8 = 3 , Тому що 2 3 = 8;

2) log 5 (1/25) = -2 , Тому що 5 -2 = 1/5 2 = 1/25; 3) log 7 1 = 0 , Оскільки 7 0 =1.

Під знаком логарифмуможуть бути тільки позитивні числа, Причому, основа логарифму - число а≠1. Значення логарифму може бути будь-яке число.

Ця тотожність випливає з визначення логарифму: оскільки логарифм – це показник ступеня ( n), то, зводячи в цей ступінь число а, отримаємо число b.

Логарифм на підставі 10 називають десятковим логарифмом і під час написання опускають основу 10 і букву «про» у написанні слова «log».

lg7 =log 10 7, lg7 - Десятинний логарифм числа 7.

Логарифм на підставі е(Неперове число е≈2,7) називають натуральним логарифмом.

ln7 =log e 7, ln7 - Натуральний логарифм числа 7.

Властивості логарифмівсправедливі для логарифмів з будь-якої основи.

log a1=0 Логарифм одиниці дорівнює нулю (a>0, a≠1).

log a a=1 Логарифм числа ана підставі адорівнює одиниці (a>0, a≠1).

log a (x∙y)=log a x+log a y

Логарифм добутку дорівнює сумі логарифмів співмножників.

log a(x/ y)= log a xlog a y

Логарифм приватного дорівнює різниці логарифмів діленого та дільника.

log a b = log c b / log c a

Логарифм числа bна підставі адорівнює логарифму числа bз нової основи з, поділеному на логарифм старої основи аз нової основи з.

log a b k= klog a bЛогарифм ступеня ( b k) дорівнює добутку показника ступеня ( k) на логарифм основи ( b) цього ступеня.

log a n b=(1/ n)∙ log a bЛогарифм числа bна підставі a nдорівнює добутку дробу 1/ nна логарифм числа bна підставі a.

log a n b k=(k/ n)∙ log a bФормула є комбінацією двох попередніх формул.

log a r b r = log a bабо log a b= log a r b r

Значення логарифму не зміниться, якщо основа логарифму та число під знаком логарифму звести в той самий ступінь.

  • Функція F (x) називається первісною для функції f (x) на заданому проміжку, якщо для всіх х із цього проміжку F"(x) = f (x).
  • Будь-яка первісна для функції f (x) на заданому проміжку може бути записана у вигляді F (x) + C, де F (x) – одна з первісних для функції f (x), а С – довільна постійна.
  • Сукупність всіх первісних F (x) + C функції f (x) на проміжку, що розглядається, називається невизначеним інтегралом і позначається ∫f (x) dx, де f (x) - підінтегральна функція, f (x) dx - підінтегральний вираз, х - змінна інтегрування.

1) (∫f(x)dx)"=f(x); 2) d∫f(x) dx=f(x) dx; 3) ∫kf(x) dx=k·∫f(x) dx;

4) ∫dF(x) dx=F(x)+C або ∫F"(x) dx=F(x)+C;

5) ∫(f(x)±g(x)) dx=∫f(x) dx±∫g(x) dx;

6) ∫f (kx+b) dx=(1/k) F (kx+b)+C.

Таблиця інтегралів.

Об'єм тіла обертання.

Дорогі гості мого сайту, всі основні формули математики 7-11ви можете отримати (абсолютно безкоштовно), натиснувши на посилання.

Усього там 431 формула і з алгебри та з геометрії. Отриманий pdf файл раджу роздрукувати у вигляді книжечки. Як це зробити - Успішного вам навчання, друзі!

Формули ступеніввикористовують у процесі скорочення та спрощення складних виразів, у вирішенні рівнянь та нерівностей.

Число cє n-ний ступенем числа aколи:

Операції зі ступенями.

1. Помножуючи ступеня з однаковою основою їх показники складаються:

a m· a n = a m + n.

2. У розподілі ступенів з однаковою основою їх показники віднімаються:

3. Ступінь праці 2-х чи більшої кількості множників дорівнює добутку ступенів цих співмножників:

(abc ...) n = a n · b n · c n ...

4. Ступінь дробу дорівнює відношенню ступенів діленого та дільника:

(a/b) n = n / b n .

5. Зводячи ступінь у ступінь, показники ступенів перемножують:

(a m) n = a m n .

Кожна вищенаведена формула вірна у напрямах зліва направо та навпаки.

Наприклад. (2·3·5/15)² = 2²·3²·5²/15² = 900/225 = 4.

Операції з корінням.

1. Корінь із твору кількох співмножників дорівнює добутку коренів із цих співмножників:

2. Корінь із відношення дорівнює відношенню ділимого та дільника коренів:

3. При зведенні кореня на рівень досить звести на цей рівень підкорене число:

4. Якщо збільшити ступінь кореня в nраз і в той же час звести в n-у ступінь підкорене число, то значення кореня не зміниться:

5. Якщо зменшити ступінь кореня в nраз і в той же час витягти корінь n-ой ступеня з підкореного числа, то значення кореня не зміниться:

Ступінь із негативним показником.Ступінь деякого числа з непозитивним (цілим) показником визначають як одиницю, поділену на ступінь того ж числа з показником, що дорівнює абсолютній величині непозитивного показника:

Формулу a m:a n =a m - nможна використовувати не тільки при m> n, але і при m< n.

Наприклад. a4: a 7 = a 4 - 7 = a -3.

Щоб формула a m:a n =a m - nстала справедливою за m=n, потрібна присутність нульового ступеня.

Ступінь із нульовим показником.Ступінь будь-якого числа, що не дорівнює нулю, з нульовим показником дорівнює одиниці.

Наприклад. 2 0 = 1,(-5) 0 = 1,(-3/5) 0 = 1.

Ступінь із дробовим показником.Щоб звести дійсне число ау ступінь m/nнеобхідно вийняти корінь n-ого ступеня з m-ой ступеня цього числа а.

На канал на youtube нашого сайту сайт, щоб бути в курсі всіх нових уроків відео.

Для початку згадаємо основні формули ступенів та їх властивості.

Добуток числа aсаме на себе відбувається n разів, цей вираз ми можемо записати як a a … a = a n

1. a 0 = 1 (a ≠ 0)

3. a n a m = a n + m

4. (a n) m = a nm

5. a n b n = (ab) n

7. a n / a m = a n - m

Ступінні чи показові рівняння– це рівняння у яких змінні перебувають у ступенях (чи показниках), а основою є число.

Приклади показових рівнянь:

У цьому прикладі число 6 є підставою воно завжди стоїть внизу, а змінна xступенем чи показником.

Наведемо приклади показових рівнянь.
2 x *5=10
16 x - 4 x - 6 = 0

Тепер розберемо, як вирішуються показові рівняння?

Візьмемо просте рівняння:

2 х = 2 3

Такий приклад можна вирішити навіть у думці. Видно, що x = 3. Адже щоб ліва і права частина дорівнювали потрібно замість x поставити число 3.
А тепер подивимося як потрібно це рішення оформити:

2 х = 2 3
х = 3

Для того щоб вирішити таке рівняння, ми прибрали однакові підстави(тобто двійки) і записали те, що залишилося, це ступеня. Отримали відповідь.

Тепер підіб'ємо підсумки нашого рішення.

Алгоритм розв'язання показового рівняння:
1. Потрібно перевірити однаковічи підстави у рівняння праворуч і ліворуч. Якщо підстави не однакові, шукаємо варіанти для вирішення даного прикладу.
2. Після того, як підстави стануть однаковими, прирівнюємоступеня і вирішуємо отримане нове рівняння.

Тепер вирішуємо кілька прикладів:

Почнемо із простого.

Підстави в лівій і правій частині дорівнюють числу 2, отже ми можемо підставу відкинути і прирівняти їх ступеня.

x+2=4 Вийшло найпростіше рівняння.
x = 4 - 2
x=2
Відповідь: x=2

У прикладі видно, що підстави різні це 3 і 9.

3 3х - 9 х +8 = 0

Для початку переносимо дев'ятку праворуч, отримуємо:

Тепер потрібно зробити однакові підстави. Ми знаємо що 9 = 3 2 . Скористаємося формулою ступенів (a n) m = a nm.

3 3х = (3 2) х+8

Отримаємо 9 х+8 =(3 2) х+8 =3 2х+16

3 3х = 3 2х+16 тепер видно що у лівій і правій стороні основи однакові та рівні трійці, отже ми їх можемо відкинути та прирівняти ступеня.

3x=2x+16 отримали найпростіше рівняння
3x - 2x = 16
x=16
Відповідь: x = 16.

Дивимося такий приклад:

2 2х + 4 - 10 4 х = 2 4

Насамперед дивимося на підстави, підстави різні два та чотири. А нам треба, щоб були однакові. Перетворюємо четвірку за формулою (a n) m = a nm.

4 х = (2 2) х = 2 2х

І ще використовуємо одну формулу a n a m = a n + m:

2 2х+4 = 2 2х 2 4

Додаємо до рівняння:

2 2х 2 4 - 10 2 2х = 24

Ми навели приклад до однакових підстав. Але нам заважають інші числа 10 та 24. Що з ними робити? Якщо придивитися видно, що в лівій частині у нас повторюється 2 2х, ось і відповідь - 2 2х ми можемо винести за дужки:

2 2х (2 4 - 10) = 24

Порахуємо вираз у дужках:

2 4 — 10 = 16 — 10 = 6

Усі рівняння ділимо на 6:

Представимо 4 = 2 2:

2 2х = 2 2 основи однакові, відкидаємо їх і прирівнюємо ступеня.
2х = 2 вийшло найпростіше рівняння. Ділимо його на 2 отримуємо
х = 1
Відповідь: х = 1.

Розв'яжемо рівняння:

9 х - 12 * 3 х +27 = 0

Перетворюємо:
9 х = (3 2) х = 3 2х

Отримуємо рівняння:
3 2х - 12 3 х +27 = 0

Підстави у нас однакові рівні трьом. У даному прикладі видно, що у першої трійки ступінь у два рази (2x) більший, ніж у другої (просто x). У такому випадку можна вирішити методом заміни. Число з найменшим ступенем замінюємо:

Тоді 3 2х = (3 х) 2 = t 2

Замінюємо в рівнянні всі ступені з іксами на t:

t 2 - 12t + 27 = 0
Отримуємо квадратне рівняння. Вирішуємо через дискримінант, отримуємо:
D=144-108=36
t 1 = 9
t 2 = 3

Повертаємось до змінної x.

Беремо t 1:
t 1 = 9 = 3 х

Стало бути,

3 х = 9
3 х = 3 2
х 1 = 2

Один корінь знайшли. Шукаємо другий, з t 2:
t 2 = 3 = 3 х
3 х = 3 1
х 2 = 1
Відповідь: х 1 = 2; х 2 = 1.

На сайті Ви можете в розділі ДОПОМОЖІТЬ ВИРІШИТИ ставити запитання, що цікавлять, ми Вам обов'язково відповімо.

Вступайте до групи

Ступінь

Число c (\displaystyle c)називається n-й ступенем числа a (\displaystyle a), якщо

c = a ⋅ a ⋅ . . . ⋅ a ⏟ n (\displaystyle c=\underbrace (a\cdot a\cdot ...\cdot a) _(n)).

Властивості:

  1. (a b) n = a n b n (\displaystyle \left(ab\right)^(n)=a^(n)b^(n))
  2. (a b) n = a n b n (\displaystyle \left((a \over b)\right)^(n)=((a^(n)) \over (b^(n))))
  3. a n a m = a n + m (\displaystyle a^(n)a^(m)=a^(n+m))
  4. a n a m = a n − m (\displaystyle \left.(a^(n) \over (a^(m)))\right.=a^(n-m))
  5. (a n) m = a n m (\displaystyle \left(a^(n)\right)^(m)=a^(nm))
  6. запис не має властивості асоціативності (сполучності), тобто в загальному випадку ліва асоціативність не дорівнює правій асоціативності (a n) m ≠ a (n m) (\displaystyle (a^(n))^(m)\neq a^(\left((n^(m))\right)))результат буде залежати від послідовності дій, наприклад, (2 2) 3 = 4 3 = 64 (\displaystyle (2^(2))^(3)=4^(3)=64), а 2 (2 3) = 2 8 = 256 (\displaystyle 2^(\left((2^(3))\right))=2^(8)=256). Прийнято рахувати запис a n m (\displaystyle a^(n^(m)))рівнозначною a (n m) (\displaystyle a^(\left((n^(m))\right))), а замість (a n) m (\displaystyle (a^(n))^(m))можна писати просто a n m (\displaystyle a^(nm)), користуючись попередньою властивістю Втім, деякі мови програмування не дотримуються цієї угоди (див. );
  7. зведення в ступінь не володіє властивістю комутативності (переміщувальності) : взагалі кажучи, a b ≠ b a (\displaystyle a^(b)\neq b^(a)), наприклад, 2 5 = 32 (\displaystyle 2^(5)=32), але 5 2 = 25 (\displaystyle 5^(2)=25).

Речовий ступінь

Нехай a ⩾ 0 , r (\displaystyle a\geqslant 0,r)- речові числа, причому r (\displaystyle r)- ірраціональне число. Визначимо значення в такий спосіб.

Як відомо, будь-яке речовинне число можна наблизити, зверху та знизу, двома раціональними числами, тобто можна підібрати для r (\displaystyle r)раціональний інтервал [p, q] (\displaystyle)з будь-яким ступенем точності. Тоді загальна частина всіх відповідних інтервалів [ a p , a q ] (\displaystyle )складається з однієї точки, яка і приймається за a r (\displaystyle a^(r)).

Інший підхід заснований на теорії рядів та логарифмів (див. ).

Потенціювання

Комплексний ступінь

Спочатку покажемо, як обчислюється експонент e z (\displaystyle e^(z)), де e- Число Ейлера , z- довільне комплексне число, z = x + y i (\displaystyle z = x + yi).

e z = e x e y i = e x (cos ⁡ y + i sin ⁡ y) = e x cos ⁡ y + i e x sin ⁡ y . (\displaystyle e^(z)=e^(x)e^(yi)=e^(x)(\cos y+i\sin y)=e^(x)\cos y+ie^(x) \sin y.)

Тепер розглянемо загальний випадок, де a, b (\displaystyle a,b)обидва є комплексними числами. Найпростіше це зробити, представивши a (\displaystyle a)в експоненційній формі та використовуючи тотожність a b = e b Ln ⁡ (a) (\displaystyle a^(b)=e^(b\ \operatorname (Ln) (a))), де Ln (\displaystyle \operatorname (Ln) )- комплексний логарифм :

a b = (r e i) b = (e Ln ⁡ (r) + θ i) b = e (Ln ⁡ (r) + θ i) b . (\displaystyle a^(b)=(re^((\theta )i))^(b)=(e^(\operatorname (Ln) (r)+(\theta )i))^(b)= e^((\operatorname (Ln) (r)+(\theta )i)b).)

Слід пам'ятати, що комплексний логарифм - багатозначна функція, отже, взагалі кажучи, комплексна ступінь визначено неоднозначно.

Ступінь як функція

Оскільки у виразі використовуються два символи ( x (\displaystyle x)і y (\displaystyle y)), то його можна розглядати як одну з трьох функцій:

Корисні формули

X y = a y log a ⁡ x (\displaystyle x^(y)=a^(y\log _(a)x)) x y = e y ln ⁡ x (\displaystyle x^(y)=e^(y\ln x)) x y = 10 y lg ⁡ x (\displaystyle x^(y)=10^(y\lg x))

Останні дві формули використовують для зведення позитивних чисел у довільний ступінь на електронних калькуляторах (включаючи комп'ютерні програми), що не мають вбудованої функції x y (\displaystyle x^(y)).

Вживання в усному мовленні

Запис a n (\displaystyle a^(n))зазвичай читається як « aв n (\displaystyle n)-ого ступеня» або « aу ступені n». Наприклад, 10 4 (\displaystyle 10^(4))читається як «десять у четвертому ступені», 10 3 / 2 (\displaystyle 10^(3/2))читається як «десять у ступені трьох других (або: півтора)».

Для другого та третього ступеня існують спеціальні назви: зведення у квадрат і куб відповідно. Так наприклад, 10 2 (\displaystyle 10^(2))читається як «десять у квадраті», 10 3 (\displaystyle 10^(3))читається як "десять у кубі". Така термінологія виникла з давньогрецької математики. Стародавні греки формулювали алгебраїчні конструкції мовою геометричної алгебри (англ.)російська.. Зокрема, замість вживання слова «множення» вони говорили про площу a 3 (\displaystyle a^(3)) - це « aпомножене саме на себе трирази» , маючи на увазі, що береться три множники a (\displaystyle a). Це не зовсім точно, і може призвести до двозначності, оскільки кількість операцій множення буде на одну меншу: a 3 = a ⋅ a ⋅ a (\displaystyle a^(3)=a\cdot a\cdot a)(Три множники, але дві операції множення). Часто коли кажуть, «зображалося як і x I V (\displaystyle x^(IV))відповідно. Починаючи з Декарта, ступінь позначали «двоповерховим» записом виду a b (\displaystyle a^(b)).

З появою комп'ютерів та комп'ютерних програм виникла проблема, яка полягає в тому, що в тексті комп'ютерних програм неможливо записати ступінь у двоповерховому вигляді. У зв'язку з цим винайшли спеціальні значки для позначення операції зведення в ступінь. Першим таким значком були дві зірочки.

Деякі знаки зведення у ступінь у мовах програмування та комп'ютерних системах.

Ступеневою називається функція виду y = x n (читається як y дорівнює х у ступені n), де n - деяке задане число. Приватними випадками статечних функцій є функції виду y=x, y=x 2 , y=x 3 , y=1/x та багато інших. Розкажемо докладніше про кожну з них.

Лінійна функція y=x1 (y=x)

Графік пряма лінія, що проходить через точку (0; 0) під кутом 45 градусів до позитивного напрямку осі Ох.

Графік наведено нижче.

Основні властивості лінійної функції:

  • Функція зростаюча і визначена по всій числовій осі.
  • Не має максимального та мінімального значень.

Квадратична функція y = x 2

Графіком квадратичної функції парабола.

Основні властивості квадратичної функції:

  • 1. При х = 0, у = 0, і у> 0 при х0
  • 2. Мінімальне значення квадратична функція досягає у своїй вершині. Ymin при x=0; Слід також зауважити, що максимального значення функції не існує.
  • 3. Функція зменшується на проміжку (-∞;0] і зростає на проміжку )

© 2024. iro-to.ru. Розумники та розумниці - Освітній портал.