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Beispiele: Im Folgenden geht es nicht um die Berechnung der Potenzwerte, sondern ausschließlich um die Anwendung der Definition von Potenzen mit negativen Exponenten. $3^{-4}=\frac1{3^{4}}$ $5^{-2}=\frac1{5^{2}}$ $7^{-3}=\frac1{7^{3}}$ $\left(\frac12\right)^{-4}=\frac1{\left(\frac12\right)^{4}}$ Die Potenzgesetze Die Potenzgesetze helfen dir beim Rechnen mit Potenzen. Im Folgenden schauen wir uns die ersten drei Potenzgesetze einmal für negative Exponenten an, denn da gelten die Gesetze auch: Das 1. Potenzgesetz Dieses Gesetz siehst du hier noch einmal in Worten formuliert: Potenzen mit gleicher Basis werden multipliziert, indem man die Basis beibehält und die Exponenten addiert. Wir üben dies an einem Beispiel: $5^{8}\cdot 5^{-5}=5^{8+({-5})}=5^{8-5}=5^3$ Das 2. Potenzgesetz Dieses Gesetz besagt: Potenzen mit gleicher Basis werden dividiert, indem man die Basis beibehält und die Exponenten subtrahiert. Die folgende Divisionsaufgabe lösen wir nun auf zwei Arten: $3^{5}:3^{8}$. Wende das 2.
Zum einen wird der Exponent immer kleiner: $... ;~4;~3;~2;~1$. Zum anderen wird der Potenzwert immer halbiert: $... ;~16;~8;~4;~2$. Wie könnte es nun weitergehen? Wenn du den Exponenten nochmal um $1$ verringerst, erhältst du $0$. Den zugehörigen Potenzwert erhältst du, indem du $2$ halbierst, also $2:2=1$. Damit ist $2^{0}=1$. Verblüffend. Gib $2^0$ doch einmal zur Kontrolle in deinen Taschenrechner ein. Übrigens: $a^{0}=1$ für alle $a\neq 0$. Vermindere den Exponenten nun nochmal um $1$ zu $-1$. Dann musst du auch den Potenzwert halbieren zu $1:2=0, 5$. Dann ist $2^{-1}=\frac12=0, 5$. Du kannst also die obige Liste weiterführen, allerdings nicht mehr mit der Schreibweise als Produkt: $2^{0}=1$ $2^{-1}=\frac12=0, 5$ $2^{-2}=\frac1{2^{2}}=0, 25$... Ganz allgemein gilt für Potenzen mit negativen Exponenten: $a^{-n}=\frac1{a^{n}}$. Dabei muss allerdings immer $a\neq 0$ gelten. Im Zähler steht immer die $1$ und im Nenner die Potenz selbst. Allerdings vertauschst du beim Exponenten das Vorzeichen.
Lesezeit: 2 min Potenzen können auch einen negativen Exponenten besitzen. Was das genau heißt, machen wir uns an dem Beispiel der Division und den bisher kennengelernten Potenzgesetzen klar. Wir wollen diesen Term erzeugen: 3 -1 Hierzu nutzen wir die Division unter Zuhilfenahme der Potenzgesetze: 3 1: 3 2 = 3 1-2 = 3 -1 Wandeln wir die Division in einen Bruch um und schreiben die Potenzen aus: 3 1: 3 2 = \( \frac{3^1}{3^2} = \frac{3}{3·3} \) Wir kürzen jetzt eine 3 aus dem Zähler und Nenner. Und erhalten: 3 1: 3 2 = \( \frac{3^1}{3^2} = \frac{3}{3·3} = \frac{1}{3} \) Wir fassen die Berechnungen von oben zusammen: \( 3^{1}: 3^{2} = {3}^{-1} = \frac{1}{3} = \frac{1}{3^1} \) Machen wir das gleiche Verfahren für \( 3^{-2} \), so ergibt sich: \( 3^{1}: 3^{3} = 3^{ \textcolor{#F07}{-2}} = \frac{1}{3^{ \textcolor{#F07}{2}}} \) Und für bspw. \( 3^{-5} \) ergibt sich: \( 3^{1}: 3^{6} = {3}^{ \textcolor{#F07}{-5}} = \frac{1}{3^{ \textcolor{#F07}{5}}} \) Und hier erkennen wir die Rechenregel für Potenzen mit negativen Exponenten: \( a^{ \textcolor{#F07}{-n}} = \frac{1}{a^{ \textcolor{#F07}{n}}} \)
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Potenzgesetz an. Du subtrahierst die Exponenten. Achte dabei unbedingt auf die Reihenfolge der Subtraktion: $3^{5}:3^{8}=3^{5-8}=3^{-3}$. Schreibe den Quotienten als Bruch, verwende die Erklärung einer Potenz als Produkt und kürze schließlich: $3^{5}:3^{8}=\frac{3^{5}}{3^{8}}=\frac{\not 3\cdot \not 3\cdot \not 3\cdot \not 3\cdot \not 3~^{1}}{\not 3\cdot \not 3\cdot \not 3\cdot \not 3\cdot \not 3\cdot 3\cdot 3\cdot 3} =\frac1{3\cdot 3\cdot 3}=\frac1{3^{3}}$ Fasse nun zusammen: $3^{-3}=\frac1{3^{3}}$. Dieses Ergebnis wird dich jetzt sicherlich nicht mehr verwundern. Das 3. Potenzgesetz Weißt du noch, wie dieses Gesetz in Worten lautet? Potenzen werden potenziert, indem man die Basis beibehält und die Exponenten multipliziert. Abschließend schauen wir uns noch Beispiele zu Potenzen von Potenzen an. Dabei soll jeweils mindestens ein Exponent negativ sein: $\left(3^{-2}\right)^{4}=3^{({-2})\cdot 4}=3^{-8}=\frac1{3^{8}}$ $\left(5^{2}\right)^{-2}=5^{2\cdot ({-2})}=5^{-4}=\frac1{5^{4}}$ $\left(4^{-1}\right)^{-2}=4^{({-1})\cdot ({-2})}=4^{2}$ Zusammenfassung und Ausblick Die Exponenten können auch negativ und rational sein.
Community-Experte Mathematik Achte auf das: Geteilt: Zeichen! b und d deswegen nicht richtig. b) geteilt durch a heißt, dass a den Exponenten -1 hat. Daher 8 * (-2) * a hoch (3 + 2 + -1) = -16*a^5. d) k verschwindet ( kürzt sich weg). 10/-5 * j hoch (2+1) * k hoch (3 + -3) = -2*j³. Die b) und die d) musst du dir noch mal anschauen: Bei Multiplikation mit gleichen Basen werden die Exponenten addiert. Schreibe dir die Terme noch mal mit einem Bruchstrich anstatt des Doppelpunkts hin. Dann siehst du wahrscheinlich schnell, dass sich ein a und ein k³ wegkürzt. Keine Ahnung, was mit 'richtig sortieren' gemeint ist. Vielleicht soll die höchste Potenz nach der Konstanten stehen und dann die kleineren Potenzen dahinter in absteigender Reihenfolge. Die Multiplikation von Skalaren ist kommutativ. Die Reihenfolge ist also völlig egal. a) und c). Bedenke die Unterschiede der Multiplikation zur Division. b³/b² ist zum Beispiel b. Woher ich das weiß: Hobby – Ich hatte immer ein Händchen für Mathematik Topnutzer im Thema Schule b) ist falsch, da muss a^4 hin c) könntest du noch alphabetich sortieren Junior Usermod b hast du falsch "gelöst"