Степень с натуральным показателем
📐 Алгебра · 7 класс
Что такое степень с натуральным показателем
Степенью числа a с натуральным показателем n, большим единицы, называют произведение n одинаковых множителей, каждый из которых равен a. Записывают это так: a^n = a·a·…·a (всего n множителей). Число a называют основанием степени, а число n — показателем степени. Возведение в степень — это новое, пятое арифметическое действие, которое появляется в курсе алгебры седьмого класса и которым мы будем пользоваться постоянно.
Запись a^n читают: «a в степени n». Например, 2^5 читают «два в пятой степени» и понимают как 2·2·2·2·2 = 32. Степень — это короткая запись длинного произведения одинаковых множителей, поэтому она экономит время и место. Особенно это удобно, когда множителей очень много: вместо того чтобы выписывать десять одинаковых двоек, мы пишем коротко 2^{10}.
Особые случаи показателя
По определению степень с показателем 1 равна самому основанию: a^1 = a. Это естественно: «произведение одного множителя» — это и есть сам этот множитель. Вторую степень числа называют квадратом (например, 7^2 — «семь в квадрате»), а третью степень — кубом (4^3 — «четыре в кубе»). Эти названия связаны с геометрией: площадь квадрата со стороной a равна a^2, а объём куба с ребром a равен a^3.
Чтобы найти значение степени, нужно перемножить основания нужное число раз. Полезно помнить наизусть таблицу степеней небольших чисел — она часто встречается в вычислениях.
| Основание | Квадрат | Куб |
|---|---|---|
2 | 4 | 8 |
3 | 9 | 27 |
5 | 25 | 125 |
10 | 100 | 1000 |
Знак степени
Чтобы правильно найти знак степени, важно помнить про скобки и про чётность показателя. Когда отрицательное число умножают само на себя, минусы попарно «гасятся», давая плюс. Поэтому результат зависит от того, чётное число множителей или нечётное.
| Выражение | Вычисление | Результат |
|---|---|---|
(-3)^2 | (-3)·(-3) | 9 |
(-3)^3 | (-3)·(-3)·(-3) | -27 |
-3^2 | -(3·3) | -9 |
(-1)^{100} | чётный показатель | 1 |
Из таблицы видно правило: отрицательное число в чётной степени даёт положительный результат, а в нечётной — отрицательный. При этом положительное число в любой степени остаётся положительным.
Разобранный пример
Найдём значение выражения (-2)^4 + (-1)^7.
(-2)^4 = (-2)·(-2)·(-2)·(-2) = 16(чётный показатель — результат положителен);
(-1)^7 = -1(нечётный показатель);
16 + (-1) = 15.
Ответ: 15. Обратите внимание, что сначала мы вычислили каждую степень по отдельности и только потом выполнили сложение: возведение в степень выполняется раньше сложения.
Частые ошибки. Не путайте-a^2и(-a)^2: в первом случае возводится в степень толькоa, а минус остаётся перед результатом, во втором в степень возводится всё число вместе со знаком. Также показатель — это не множитель:3^4не равно3·4, а равно81. И ещё: возведение в степень в порядке действий стоит раньше умножения, деления, сложения и вычитания.
Кратко о главном
- Степень
a^n— это произведениеnодинаковых множителей, равныхa. - Число
a— основание, числоn— показатель степени. a^1 = a; вторую степень называют квадратом, третью — кубом.- Отрицательное число в чётной степени положительно, в нечётной — отрицательно.
- Возведение в степень выполняется раньше остальных действий.