8.4: Спрощення раціональних показників
До кінця цього розділу ви зможете:
- Спростіть вирази за допомогоюa1n
- Спростіть вирази за допомогоюamn
- Використовуйте властивості експонент для спрощення виразів з раціональними показниками
Перш ніж приступити до роботи, пройдіть цю вікторину про готовність.
- Додати:715+512.
Якщо ви пропустили цю проблему, перегляньте приклад 1.28. - Спростити:(4x2y5)3.
Якщо ви пропустили цю проблему, перегляньте приклад 5.18. - Спростити:5−3.
Якщо ви пропустили цю проблему, перегляньте приклад 5.14.
Спрощення виразів за допомогоюa1n
Раціональні експоненти - ще один спосіб написання виразів радикалами. Коли ми використовуємо раціональні показники, ми можемо застосувати властивості експонентів для спрощення виразів.
Влада властивість для експонентів говорить, що(am)n=am⋅n колиm іn є цілими числами. Припустимо, що тепер ми не обмежені цілими числами.
Припустимо, ми хочемо знайти числоp таке, що(8p)3=8. Ми будемо використовувати Власне властивість експонентів, щоб знайти значенняp.
(8p)3=8
Множинні показники ліворуч.
83p=8
Напишіть експоненту1 праворуч.
83p=81
Оскільки основи однакові, показники повинні бути рівними.
3p=1
Вирішити дляp.
p=13
Отже(813)3=8. Але ми також знаємо(3√8)3=8. Тоді воно повинно бути таким813=3√8.
Ця ж логіка може бути використана для будь-якого додатного цілого показника,n щоб показати цеa1n=n√a.
Якщоn√a є дійсним числом іn≥2, то
a1n=n√a
Знаменником раціонального показника є індекс радикала.
Будуть випадки, коли робота з виразами буде простіше, якщо використовувати раціональні показники і часи, коли буде простіше, якщо ви використовуєте радикали. У перших кількох прикладах ви будете практикувати перетворення виразів між цими двома позначеннями.
Напишіть як радикальний вираз:
- x12
- y13
- z14
Рішення:
Ми хочемо написати кожен вираз у виглядіn√a.
а.
x12
Знаменником раціонального показника є2, тому індекс радикала дорівнює2. Ми не показуємо індекс, коли він є2.
√x
б.
y13
Знаменник показника є3, тому індекс є3.
3√y
c.
z14
Знаменник показника -\4, тому індекс є4.
4√z
Напишіть як радикальний вираз:
- t12
- m13
- r14
- Відповідь
-
- √t
- 3√m
- 4√r
Напишіть як радикальний вираз:
- b16
- z15
- p14
- Відповідь
-
- 6√b
- 5√z
- 4√p
У наступному прикладі ми напишемо кожен радикал, використовуючи раціональний показник. Важливо використовувати круглі дужки навколо всього виразу в радикалі, так як весь вираз піднімається до раціональної сили.
Пишіть з раціональним показником:
- √5y
- 3√4x
- 34√5z
Рішення:
Ми хочемо написати кожен радикал у виглядіa1n
а.
√5y
Індекс не відображається, так він і є2.
Знаменником показника буде2.
Поставте круглі дужки навколо всього виразу5y.
(5y)12
б.
3√4x
Індекс є3, тому знаменником показника є3. Включити дужки(4x).
(4x)13
c.
34√5z
Індекс є4, тому знаменником показника є4. Ставимо дужки тільки навколо5z так як 3 не під знаком радикала.
3(5z)14
Пишіть з раціональним показником:
- √10m
- 5√3n
- 34√6y
- Відповідь
-
- (10m)12
- (3n)15
- 3(6y)14
Пишіть з раціональним показником:
- 7√3k
- 4√5j
- 83√2a
- Відповідь
-
- (3k)17
- (5j)14
- 8(2a)13
У наступному прикладі вам може бути простіше спростити вирази, якщо спочатку переписати їх як радикали.
Спростити:
- 2512
- 6413
- 25614
Рішення:
а.
2512
Перепишіть як квадратний корінь.
√25
Спростити.
5
б.
6413
Перепишіть як кубічний корінь.
3√64
Розпізнати64 - це ідеальний куб.
3√43
Спростити.
4
c.
25614
Перепишіть як четвертий корінь.
4√256
Розпізнати256 - це досконала четверта сила.
4√44
Спростити.
4
Спростити:
- 3612
- 813
- 1614
- Відповідь
-
- 6
- 2
- 2
Спростити:
- 10012
- 2713
- 8114
- Відповідь
-
- 10
- 3
- 3
Будьте уважні до розміщення негативних знаків в наступному прикладі. Нам потрібно буде використовувати властивістьa−n=1an в одному випадку.
Спростити:
- (−16)14
- −1614
- (16)−14
Рішення:
а.
(−16)14
Перепишіть як четвертий корінь.
4√−16
4√(−2)4
Спростити.
Немає реального рішення
б.
−1614
Показник застосовується лише до16. Перепишіть як четвертий корінь.
−4√16
Перепишіть16 як24
−4√24
Спростити.
−2
c.
(16)−14
Перепишіть, використовуючи властивістьa−n=1an.
1(16)14
Перепишіть як четвертий корінь.
14√16
Перепишіть16 як24.
14√24
Спростити.
12
Спростити:
- (−64)−12
- −6412
- (64)−12
- Відповідь
-
- Немає реального рішення
- −8
- 18
Спростити:
- (−256)14
- −25614
- (256)−14
- Відповідь
-
- Немає реального рішення
- −4
- 14
Спрощення виразів за допомогоюamn
Ми можемоamn розглядати двома способами. Пам'ятайте, що Власна властивість говорить нам помножити показники і так,(a1n)m і(am)1n обидва рівніamn. Якщо записати ці вирази в радикальній формі, то отримаємо
amn=(a1n)m=(n√a)m and amn=(am)1n=n√am
Це призводить нас до наступного визначення.
Для будь-яких натуральних чиселm іn,
amn=(n√a)m and amn=n√am
Яку форму ми використовуємо для спрощення виразу? Зазвичай ми спочатку беремо корінь - таким чином ми тримаємо числа в радикалі менших, перш ніж підняти його до вказаної потужності.
Пишіть з раціональним показником:
- √y3
- (3√2x)4
- √(3a4b)3
Рішення:
Ми хочемо використовуватиamn=n√am для написання кожного радикала у форміamn
а.

б.

c.

Пишіть з раціональним показником:
- √x5
- (4√3y)3
- √(2m3n)5
- Відповідь
-
- x52
- (3y)34
- (2m3n)52
Пишіть з раціональним показником:
- 5√a2
- (3√5ab)5
- √(7xyz)3
- Відповідь
-
- a25
- (5ab)53
- (7xyz)32
Пам'ятайте про цеa−n=1an. Негативний знак в показнику не змінює знак виразу.
Спростити:
- 12523
- 16−32
- 32−25
Рішення:
Ми перепишемо вираз як радикал спочатку за допомогою визначення,amn=(n√a)m. Ця форма дозволяє нам спочатку взяти корінь, і тому ми тримаємо числа в радикалі менше, ніж якщо б ми використовували іншу форму.
а.
12523
Міць радикала - чисельник показника,2. Індекс радикала - знаменник показника,3.
(3√125)2
Спростити.
(5)2
25
б Ми перепишемо кожен вираз спочатку, використовуючи,a−n=1an а потім змінимо на радикальну форму.
16−32
Перепишіть за допомогоюa−n=1an
11632
Зміна до радикальної форми. Міць радикала - чисельник показника,3. Індекс - знаменник показника,2.
1(√16)3
Спростити.
143
164
c.
32−25
Перепишіть за допомогоюa−n=1an
13225
Зміна до радикальної форми.
1(5√32)2
Перепишіть радиканд як силу.
1(5√25)2
Спростити.
122
14
Спростити:
- 2723
- 81−32
- 16−34
- Відповідь
-
- 9
- 1729
- 18
Спростити:
- 432
- 27−23
- 625−34
- Відповідь
-
- 8
- 19
- 1125
Спростити:
- −2532
- −25−32
- (−25)32
Рішення:
а.
−2532
Рерайт в радикальній формі.
−(√25)3
Спростити радикал.
−(5)3
Спростити.
−125
б.
−25−32
Перепишіть за допомогоюa−n=1an.
−(12532)
Рерайт в радикальній формі.
−(1(√25)3)
Спростити радикал.
−(1(5)3)
Спростити.
−1125
c.
(−25)32
Рерайт в радикальній формі.
(√−25)3
Не існує дійсного числа, квадратний корінь якого є−25.
Чи не дійсне число.
Спростити:
- −1632
- −16−32
- (−16)−32
- Відповідь
-
- −64
- −164
- Чи не дійсне число
Спростити:
- −8132
- −81−32
- (−81)−32
- Відповідь
-
- −729
- −1729
- Чи не дійсне число
Використання властивостей експонентів для спрощення виразів з раціональними показниками
Ті самі властивості показників, які ми вже використовували, стосуються і раціональних показників. Ми перерахуємо Властивості експонентів тут, щоб мати їх для довідки, оскільки ми спрощуємо вирази.
Властивості експонентів
Якщоa іb є дійсними числами іm іn є раціональними числами, то
Властивість продукту
am⋅an=am+n
Власне майно
(am)n=am⋅n
Продукт до влади
(ab)m=ambm
Частота власності
aman=am−n,a≠0
Визначення нульового показника
a0=1,a≠0
Коефіцієнт до власності влади
(ab)m=ambm,b≠0
Негативна властивість експоненти
a−n=1an,a≠0
Ці властивості ми будемо застосовувати в наступному прикладі.
Спростити:
- x12⋅x56
- (z9)23
- x13x53
Рішення
a Властивість продукту говорить нам, що коли ми множимо одну і ту ж базу, ми додаємо експоненти.
x12⋅x56
Бази однакові, тому ми додаємо експоненти.
x12+56
Додайте дроби.
x86
Спрощення показника.
x43
b Власна властивість говорить нам, що коли ми піднімаємо владу до влади, ми множимо показники.
(z9)23
Щоб підняти силу до сили, ми множимо експоненти.
z9⋅23
Спростити.
z6
c Коефіцієнтна властивість говорить нам, що коли ми ділимо з тією ж базою, ми віднімаємо показники.
x13x53
Для поділу з однаковою базою віднімаємо показники.
1x53−13
Спростити.
1x43
Спростити:
- x16⋅x43
- (x6)43
- x23x53
- Відповідь
-
- x32
- x8
- 1x
Спростити:
- y34⋅y58
- (m9)29
- d15d65
- Відповідь
-
- y118
- m2
- 1d
Іноді нам потрібно використовувати більше одного властивості. У наступному прикладі ми будемо використовувати як Product to a Power Property, а потім Power Property.
Спростити:
- (27u12)23
- (m23n12)32
Рішення:
а.
(27u12)23
Спочатку ми використовуємо Product to a Power Property.
(27)23(u12)23
Перепишіть27 як силу3.
(33)23(u12)23
Щоб підняти силу до сили, ми множимо експоненти.
(32)(u13)
Спростити.
9u13
б.
(m23n12)32
Спочатку ми використовуємо Product to a Power Property.
(m23)32(n12)32
Щоб підняти силу до сили, ми множимо показники.
mn34
Спростити:
- (32x13)35
- (x34y12)23
- Відповідь
-
- 8x15
- x12y13
Спростити:
- (81n25)32
- (a32b12)43
- Відповідь
-
- 729n35
- a2b23
У наступному прикладі ми будемо використовувати як Product Property, так і Quotient Property.
Спростити:
- x34⋅x−14x−64
- (16x43y−56x−23y16)12
Рішення:
а.
x34⋅x−14x−64
Використовуйте Product Property в чисельнику, додайте показники.
x24x−64
Використовуйте властивість частки, відніміть показники.
x84
Спростити.
x2
б.
(16x43y−56x−23y16)12
Використовуйте властивість частки, відніміть показники.
(16x63y66)12
Спростити.
(16x2y)12
Використовуйте продукт до властивості влади, помножте показники.
4xy12
Спростити:
- m23⋅m−13m−53
- (25m16n116m23n−16)12
- Відповідь
-
- m2
- 5nm14
Спростити:
- u45⋅u−25u−135
- (27x45y16x15y−56)13
- Відповідь
-
- u3
- 3x15y13
Отримайте доступ до цих онлайн-ресурсів для додаткового навчання та практики зі спрощенням раціональних показників.
- Огляд-Раціональні експоненти
- Використання законів показників на радикалах: властивості раціональних показників
Ключові концепції
- Раціональна експонентаa1n
- Якщоn√a є дійсним числом іn≥2, тоa1n=n√a.
- Раціональна експонентаamn
- Для будь-яких натуральних чиселm іn,
amn=(n√a)m and amn=n√am
- Для будь-яких натуральних чиселm іn,
- Властивості експонентів
- Якщоa,b дійсні числа іm,n є раціональними числами, то
- Властивість продуктуam⋅an=am+n
- Власне майно(am)n=am⋅n
- Продукт до влади(ab)m=ambm
- Частота власностіaman=am−n,a≠0
- Визначення нульового показникаa0=1,a≠0
- Коефіцієнт до власності влади(ab)m=ambm,b≠0
- Негативна властивість експонентиa−n=1an,a≠0
- Якщоa,b дійсні числа іm,n є раціональними числами, то