Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

8.5: Раціональні показники

  • Anonymous
  • LibreTexts

Цілі навчання

  • Пишіть вирази з раціональними показниками в радикальній формі.
  • Напишіть радикальні вирази з раціональними показниками.
  • Виконуйте операції та спрощуйте вирази з раціональними показниками.
  • Виконуйте операції над радикалами з різними показниками.

Визначення раціональних показників

Поки що експоненти були обмежені цілими числами. У цьому розділі ми визначимо, що означають раціональні (або дробові) показники і як з ними працювати. Застосовуються всі правила для експонентів, розроблених до цього моменту. Зокрема, нагадаємо правило добутку для експонентів. Дано будь-які раціональні числа m та n, потім

xmxn=xm+n

Наприклад, якщо у нас є показник12, то правило добутку для експонентів передбачає наступне:

512512=512+12=51=5

512Ось один з двох рівних множників 5; отже, це квадратний корінь 5, і ми можемо написати

51/2=5

Крім того, ми бачимо, що213 це один з трьох рівних факторів 2.

213213213=213+13+13=233=21=2

Таким чином,213 є куб корінь 2, і ми можемо записати

21/3=32

Це вірно загалом, враховуючи будь-яке ненульове дійсне число a,

a1/n=na

Іншими словами, знаменник дробового показника визначає показник n кореня.

Приклад8.5.1

Перепишіть як радикал.

  1. 71/2
  2. 71/3

Рішення:

а.71/2=7

б.71/3=37

Приклад8.5.2

Перепишіть як радикал, а потім спростіть.

  1. 811/2
  2. 811/4

Рішення:

  1. 811/2=81=9
  2. 811/4=481=434=3

Приклад8.5.3

Перепишіть як радикал, а потім спростіть.

  1. (125x3)1/3
  2. (32y10)1/5

Рішення:

а.

(125x3)1/3=3125x3=353x3=5x

б.

Далі розглянемо дробові показники, де чисельником є ціле число, відмінне від 1. Для прикладу розглянемо наступне:

523523523=523+23+23=563=52

Це показує, що52/3 є одним з трьох рівних факторів52. Іншими словами,52/3 це куб корінь52 і ми можемо написати:

52/3=352

Загалом, задано будь-яке дійсне число a,

am/n=nam

Вираз з раціональним показником еквівалентно радикалу, де знаменником є індекс, а чисельник - показник. Будь-який радикальний вираз можна записати з раціональним показником, який ми називаємо експоненціальною формою.

RadicalformExponentialform5x2=x2/5

Приклад8.5.4

Перепишіть як радикал.

  1. 72/5
  2. 23/4

Рішення:

  1. 72/5=572=549
  2. 23/4=423=48

Приклад8.5.5

Перепишіть як радикал, а потім спростіть

  1. 82/3
  2. (32)3/5

Рішення:

а.

82/3=382=364=343=4

б Ми часто можемо уникнути дуже великих цілих чисел, працюючи з їх простою факторизацією.

(32)3/5=5(32)3Replace32with25.=5(25)3Applythepowerruleforexponents.=521515÷5=3,so215=(23)5.=5(23)5Simplify.=23=8

З огляду на радикальний вираз, нам буде запропоновано знайти еквівалент в експоненціальній формі. Припустимо, що всі змінні є позитивними.

Приклад8.5.6

Перепишіть за допомогою раціональних показників:

3x2

Рішення:

Тут індекс дорівнює 3, а потужність - 2. Ми можемо написати

3x2=x2/3

Відповідь:

x2/3

Приклад8.5.7

Перепишіть за допомогою раціональних показників:

6y3

Рішення:

Тут індекс дорівнює 6, а потужність дорівнює 3. Ми можемо написати

6y3=y3/6=y1/2

Відповідь:

y1/2

Важливо відзначити, що наступні є рівнозначними.

nam=(na)m

Іншими словами, не має значення, застосовуємо ми спочатку владу або корінь спочатку. Наприклад, ми можемо застосувати владу перед коренем:

272/3=3272=3(33)2=336=32=9

Або ми можемо застосувати їх в корені перед силою:

272/3=(327)2=(333)2=32=9

Результати однакові.

Приклад8.5.8

Перепишіть як радикал, а потім спростіть:

(8)2/3

Рішення:

Тут індекс дорівнює 3, а потужність - 2. Ми можемо написати

(8)2/3=(38)2=(2)2=4

Відповідь:

4

Вправа8.5.1

Перепишіть як радикал, а потім спростіть:

253/2

Відповідь

125

Деякі калькулятори мають кнопку кареткиˆ. Якщо так, ми можемо обчислити наближення для радикалів, використовуючи його та раціональні показники. Наприклад, для обчислення2=21/2=2(1/2)1.414 ми б набрали

2(1÷2)=

Для розрахунку322=22/3=2(2/3)=≈1.587 ми б набрали

2(2÷3)=

Операції з використанням правил показників

У цьому розділі ми розглядаємо всі правила показників, які поширюються на включення раціональних показників. Якщо задано будь-які раціональні числа m і n, то ми маємо

Правило продукту: xmxn=xm+n
Правило частки: xmxn=xmn,x0
Правило харчування: (xm)n=xmn
Правило харчування для виробу: (xy)n=xnyn
Правило харчування для частки: (xy)n=xnyn,y0
Негативні показники: xn=1xn
Нульовий показник: x0=1,x0
Таблиця8.5.1

Ці правила дозволяють виконувати операції з раціональними показниками.

Приклад8.5.9

Спростити:

223216

Рішення:

223216=223+16Applytheproductrulexmxn=xm+n.=246+16Findequivalentfractionswithacommondenominatorandthenadd.=256

Відповідь:

256

Приклад8.5.10

Спростити:

x1/2x1/3

Рішення:

x1/2x1/3=x1213Applythequotientrulexmxn=xmn.=x3626Findequivalentfractionswithacommondenominatorandthensubtract.=x16

Відповідь:

x16

Приклад8.5.11

Спростити:

(y3/4)2/3

Рішення:

(y3/4)2/3=y3423Applythepowerrule(xm)n=xmn.=y612Multiplytheexponentsandreduce.=y12

Відповідь:

y12

Приклад8.5.12

Спростити:

(16a4b8)3/4

Рішення:

(16a4b8)3/4=(24a4b8)3/4Rewrite16as24.=(24)3/4(a4)3/4(b8)3/4Applythepowerruleforaproduct(xy)n=xnyn.=2434a434b834Applythepowerruletoeachfactor.=23a3b6Simplify.=8a3b6

Відповідь:

8a3b6

Приклад8.5.13

Спростити:

Рішення:

Відповідь:

1125

Вправа8.5.2

Спростити:

(8a3/4b3)2/3a1/3

Відповідь

4a1/6b2

Радикальні вирази з різними індексами

Щоб застосувати продукт або часткове правило для радикалів, показники радикалів, що беруть участь, повинні бути однаковими. Якщо індекси різні, то спочатку перепишіть радикали в експоненціальну форму, а потім застосовуйте правила для показників.

Приклад8.5.14

Помножити:

232

Рішення:

У цьому прикладі індекс кожного радикального фактора різний. Звідси правило продукту для радикалів не застосовується. Почніть з перетворення радикалів в еквівалентну форму за допомогою раціональних показників. Потім застосуйте правило продукту для експонентів.

232=212213Equivalentsusingrationalexponents.=212+13Applytheproductruleforexponents.=23+26=256=625

Відповідь:

625

Приклад8.5.15

Розділити:

3452

Рішення:

В даному прикладі індекс радикала в чисельнику відрізняється від показника радикала в знаменнику. Звідси часткове правило для радикалів не застосовується. Почніть з перетворення радикалів у еквівалентну форму за допомогою раціональних показників, а потім застосуйте правило частки для експонентів.

3452=32252=233215Equivalentsusingrationalexponents.=22315Applythequotientruleforexponents.=210315=2715=1527

Відповідь:

1527

Приклад8.5.16

Спростити:

34

Рішення:

Тут радиканд квадратного кореня - кубічний корінь. Після перезапису цього виразу з використанням раціональних показників ми побачимо, що застосовується правило потужності для експонентів.

34=322=(22/3)1/2Equivalentsusingrationalexponents.=23212Applythepowerruleforexponents.=213=32

Відповідь:

32

Ключові винос

  • При перетворенні дробових показників в радикали використовуйте чисельник в якості степеня і знаменник як індекс радикала.
  • Всі правила показників застосовуються до виразів з раціональними показниками.

Вправа8.5.3 Rational Exponents

Експрес з використанням раціональних показників.

  1. 6
  2. 10
  3. 311
  4. 42
  5. 352
  6. 423
  7. 5x
  8. 6x
  9. 6x7
  10. 5x4
Відповідь

1. 61/2

3. 111/3

5. 52/3

7. x1/5

9. x7/6

Вправа8.5.4 Rational Exponents

Експрес в радикальній формі.

  1. 21/2
  2. 51/3
  3. 72/3
  4. 23/5
  5. x3/4
  6. x5/6
  7. x1/2
  8. x3/4
  9. (1x)1/3
  10. (1x)3/5
Відповідь

1. 2

3. 372

5. 4x3

7. 1x

9. 3x

Вправа8.5.5 Rational Exponents

Пишіть як радикал, а потім спрощуйте.

  1. 251/2
  2. 361/2
  3. 1211/2
  4. 1441/2
  5. (14)12
  6. (49)12
  7. (4)12
  8. (9)12
  9. (14)12
  10. (116)1/2
  11. 81/3
  12. 1251/3
  13. (127)13
  14. (8125)1/3
  15. (27)13
  16. (64)1/3
  17. 161/4
  18. 6251/4
  19. 811/4
  20. 161/4
  21. 100,0001/5
  22. (32)1/5
  23. (132)15
  24. (1243)1/5
  25. 93/2
  26. 43/2
  27. 85/3
  28. 272/3
  29. 163/2
  30. 322/5
  31. (116)3/4
  32. (181)3/4
  33. (27)2/3
  34. (27)4/3
  35. (32)3/5
  36. (32)4/5
Відповідь

1. 5

3. 11

5. 12

7. 12

9. 2

11. 2

13. 13

15. −3

17. 2

19. 13

21. 10

23. 12

25. 27

27. 32

29. 64

31. 18

33. 9

35. −8

Вправа8.5.6 Rational Exponents

Використовуйте калькулятор, щоб приблизити відповідь, округлену до найближчих сотих.

  1. 23/4
  2. 32/3
  3. 51/5
  4. 71/7
  5. (9)3/2
  6. 93/2
  7. Поясніть, чому(4)(3/2) видає помилку на калькуляторі і4(3/2) дає відповідь −8.
  8. Марсі отримала текстове повідомлення від Марка з проханням її, скільки їй років. У відповідь Марсі написала назад «125(2/3)років». Допоможіть Марку визначити, скільки років Марсі.
Відповідь

1. 1,68

3. 1,38

5. Чи не дійсне число

7. У першому виразі квадратний корінь від'ємного числа створює умову помилки на калькуляторі. Квадратний корінь від'ємного числа не є дійсним. У другому виразі через порядок операцій негативний знак застосовується до відповіді після того, як 4 підвищується до (3/2) ступеня.

Вправа8.5.7 Rational Exponents

Виконайте операції і спростіть. Залиште відповіді в експоненціальній формі.

  1. 22/324/3
  2. 33/231/2
  3. 51/251/3
  4. 21/623/4
  5. y1/4y2/5
  6. x1/2x1/4
  7. 573513
  8. 29/221/2
  9. 2a23a16
  10. 3b12b13
  11. (812)23
  12. (36)2/3
  13. (x23)12
  14. (y34)45
  15. (4x2y4)12
  16. (9x6y2)12
  17. (2x13y23)3
  18. (8x32y12)2
  19. (a34a12)43
  20. (b45b110)103
  21. (4x23y4)12
  22. (27x34y9)13
  23. y12y23y16
  24. x25x12x110
  25. xyx12y13
  26. x54yxy25
  27. 49a57b327a37b14
  28. 16a56b548a12b23
  29. (9x23y6)32x12y
  30. (125x3y35)23xy13
  31. (27a14b32)23a16b12
  32. (25a23b43)32a16b13
Відповідь

1. 4

3. 55/6

5. y13/20

7. 25

9. 2a1/2

11. 2

13. x1/3

15. 2xy2

17. 8xy2

19a1/3

21. 2x13y2

23. г

25. x12y23

27. 7a27b54

29. 27x32y8

31. 9b1/2

Вправа8.5.8 Mixed Indices

Виконайте операції.

  1. 3953
  2. 5525
  3. x3x
  4. y4y
  5. 3x24x
  6. 5x33x
  7. 310010
  8. 51634
  9. 3a2a
  10. 5b43b
  11. 3x25x3
  12. 4x33x2
  13. 516
  14. 39
  15. 352
  16. 355
  17. 37
  18. 33
Відповідь

1. 15313

3. х

5. 12x11

7. 610

9. 6a

11. 15x

13. 54

15. 152

17. 67

Вправа8.5.9 Discussion Board

  1. Кому зараховують за розробку позначень для раціональних показників? Які інші його досягнення?
  2. При використанні тексту найкраще спілкуватися в коренях за допомогою раціональних показників. Наведемо приклад.
Відповідь

1. Відповіді можуть відрізнятися