Возведение одночлена в степень, правило, примеры. Умножение одночленов

Это позволяет ввести еще одно действие – возведение одночлена в степень . Ниже мы получим правило возведения одночлена в степень с натуральным показателем, и рассмотрим решения примеров, чтобы разобрать все нюансы.

Навигация по странице.

Правило возведения одночлена в степень

Проследим все шаги, которые необходимо предпринять, чтобы возвести одночлен в степень. Это проще всего сделать, рассмотрев конкретный пример.

Возьмем одночлен стандартного вида , например, 2·x·y 5 , и возведем его, к примеру, в третью степень. Поставленной задаче отвечает выражение (2·x·y 5) 3 , представляющее собой произведение трех множителей 2 , x и y 5 в третьей степени. Можно провести тождественное преобразование записанного выражения, причем сразу напрашивается применение . Сначала используем свойство степени произведения: (2·x·y 5) 3 =2 3 ·x 3 ·(y 5) 3 . Теперь, обратившись к свойству степени в степени, (y 5) 3 заменяем на y 15 , и получаем 2 3 ·x 3 ·(y 5) 3 =2 3 ·x 3 ·y 15 . Еще можно выполнить числа 2 . Так как 2 3 =8 , то в итоге приходим к выражению 8·x 3 ·y 15 . Очевидно, оно представляет собой одночлен стандартного вида.

Из приведенных рассуждений, во-первых, отчетливо видны все действия, из которых состоит процесс возведения одночлена в степень. Соберем их вместе в виде правила возведения одночлена в степень .

Чтобы возвести одночлен в степень, нужно

• записать соответствующее выражение;
• применить свойство возведения произведения в степень;
• применить свойство возведения степени в степень и вычислить степени чисел.

Во-вторых, из разобранного выше примера видно, что результатом возведения одночлена в степень является новый одночлен . Здесь отметим, что если исходный одночлен записан в стандартном виде, то после его возведения в степень получится одночлен стандартного вида. Если же исходный одночлен дан в виде, отличном от стандартного, то целесообразно этот одночлен привести к стандартному виду перед возведением в степень. Если этого не сделать, то к стандартному виду придется приводить одночлен, полученный после применения записанного выше правила. Мы еще вернемся к этому моменту в следующем пункте.

Примеры

Пришло время решить несколько примеров возведения одночленов в степень. Это поможет отработать применение правила из предыдущего пункта. Начнем с простеньких примеров.

Пример.

Возведите одночлены в указанные степени: (x·y) 10 , и (−0,3·a 2 ·b 3 ·c 4) 3 .

Решение.

Для возведения в степень первого одночлена применяем правило возведения произведения в степень: (x·y) 10 =x 10 ·y 10 . Больше делать ничего не нужно, так как в полученном выражении нет ни степеней в степени, ни степеней чисел.

Переходим дальше. Сначала выполняем такой переход: . В последнем выражении осталось степень заменить ее значением. Так как , то .

Кратко возведение одночлена в степень для этого случая выглядит так: .

Переходим к последнему заданию. Сначала выполняем возведение произведения в степень: (−0,3·a 2 ·b 3 ·c 4) 3 =(−0,3) 3 ·(a 2) 3 ·(b 3) 3 ·(c 4) 3 . Осталось воспользоваться свойством степени в степени, а также вычислить (−0,3) 3 . Так как (a 2) 3 =a 2·3 =a 6 , (b 3) 3 =b 3·3 =b 9 , (c 4) 3 =c 4·3 =c 12 и (−0,3) 3 =(−0,3)·(−0,3)·(−0,3)=−0,027 , то в итоге имеем −0,027·a 6 ·b 9 ·c 12 .

Вот краткое решение: (−0,3·a 2 ·b 3 ·c 4) 3 = (−0,3) 3 ·(a 2) 3 ·(b 3) 3 ·(c 4) 3 = −0,027·a 6 ·b 9 ·c 12 .

Ответ:

(x·y) 10 =x 10 ·y 10 , и (−0,3·a 2 ·b 3 ·c 4) 3 =−0,027·a 6 ·b 9 ·c 12 .

В следующем примере убедимся, что в результате возведения в степень одночлена в виде, отличном от стандартного, и соответствующего ему одночлена в стандартном виде, получаются тождественно равные одночлены.

Пример.

Выполните возведение одночлена 2·x 3 ·5·x в квадрат.

Решение.

Исходный одночлен записан не в стандартном виде. Возведем его в квадрат: (2·x 3 ·5·x) 2 =2 2 ·(x 3) 2 ·5 2 ·x 2 =4·x 6 ·25·x 2 . Если полученный одночлен представить в стандартном виде, то он примет вид 100·x 8 .

А теперь сначала исходный многочлен запишем в стандартном виде 2·x 3 ·5·x=10·x 4 , а теперь выполним возведение полученного одночлена во вторую степень: (10·x 4) 2 =10 2 ·(x 4) 2 =100·x 8 .

Очевидно, мы получили один и тот же результат. Таким образом, можно возводить в степень одночлены в виде, отличном от стандартного, либо сначала приводить их к стандартному виду, после чего возводить в степень, - результат будет один.

Ответ:

(2·x 3 ·5·x) 2 =100·x 8 .

Наконец, стоит обратить внимание на возведение в степень одночленов, которые не содержат числовых множителей, но перед ними стоит знак минус, например, −x , −a 4 ·b 7 ·c 2 и т.п. В этих случаях коэффициент одночлена равен −1 , и его не помешает записать в явном виде перед выполнением возведения в степень. Это поможет избежать ошибок.

Возведение любого натурального одночлена в степень сопровождается применением правил стандартного умножения. Рассмотрим такой пример:

Для того, что бы найти значение этого выражения, произведем почленное умножение:

(ах) 4 = ах*ах*ах*ах

Как мы помним, любые переменные в одном одночлене являются, по факту, перемноженными. Иными словами, одночлен ах представляет собой скрытое произведение а на х. Поэтому, можно с уверенностью сказать, что:

ах*ах*ах*ах = ахахахах

С другой стороны, произведение любого количества любых одночленов дает тоже одночлен. Собственно говоря, разницы между произведением одночленов и общим мономом никакой нет. Скрытый или явный знак умножения роли особой не играет и никак не отображается на общем результате. Перегруппировав, получаем:

ахахахах = аааахххх = а 4 х 4

Сравниваем это выражение с начальным вариантом:

(ах) 4 = а 4 х 4

Возведение в степень n одночлена, состоящего из двух переменных х и у приводит к новому одночлену, в котором и х, и у, имеют степень n:

(ху) n = (х) n (у) n

Это правило прекрасно работает для любого количества переменных в одночлене. Например, для монома асху возведение в куб будет выглядеть так:

(асху) 3 = (а) 3 (с) 3 (х) 3 (у) 3

Таким образом, что бы возвести в степень одночлен, состоящий из многих элементов, необходимо каждый из этих элементов возвести в данную степень, а результаты перемножить, так что бы получился одночлен. Основание результата будет подобным начальному моному. Не стоит забывать, что свободный член тоже является элементом одночлена и подлежит возведению в степень.

Найдем значение выражения вида:

Как мы видим, заданный одночлен состоит из трех элементов - множителей: а, х, и (-3). Каждый из них возведем в третью степень, а полученный результат перемножим, скрыв знаки умножения. При этом можно сразу рассчитать значение куба (-3):

(-3ах) 3 = -27а 3 х 3

(а4) 2 = (а4)*(а4) = (аааа)(аааа) = (а) 8

Мы получили одночлен, который можно сократить до основания и показателя новой степени. При возведении любого основания х, имеющего степень а, в степень у, получаем выражение вида (х)ау. Иначе говоря, в подобных случаях степени перемножаются друг на друга.

Правила деления степенных выражений имеют общие черты с правилами произведения. Действительно, произведем почленные вычисления и преобразование полученного одночлена:

(х/у) 3 = (х/у)*(х/у)*(х/у) = х 3 /у 3

При возведении в куб дроби, мы перемножили эту дробь три раза. По закону умножения дробей мы получили куб делимого и куб делителя в новой дроби. Так же, как и в случае с умножением, степень просто переносится на каждый элемент одночлена, раскрывая скобки.

Следует понимать, что операция внесения степени в скобки в случаях умножения и деления внутри одночлена всегда представляет собой процесс умножения внешней степени на каждую степень внутренних элементов. Если таковая визуально не задана - значит, она равна единице, а умножение на единицу дает начальный результат. Кроме того, следует отличать между собой выражения вида аху 4 , а(ху) 4 , (аху) 4 , потому что степень над скобками относится исключительно к внутреннему содержимому, никак не влияя на остальные элементы одночлена:

аху 4 = аху 4

а(ху) 4 = ах 4 у 4

(аху) 4 = а 4 х 4 у 4

Решим такое практическое упражнение. Найдем значение выражения:

Пользуемся вышеописанными свойствами, возводим одночлен в шестую степень:

(-3х 3 у 2) 6 = (-3) 6 *(х 3) 6 *(у 2) 6 = 729х18у12

Все свойства умножения и деления степенных выражений работают и с основаниями, имеющими нулевую степень, при условии, что эти основания не равны нулю.

>>Математика: Умножение одночленов, Возведение одночлена в натуральную степень

Умножение одночленов. Возведение одночлена в натуральную степень

Найти произведение трех одночленов: 2a 2 bc 5 ,
Решение. Имеем:

Упростить выражение (- 2a 2 bc 3) 5 (т. е. представить его в виде одночлена).

Р е ш е н и е. (- 2a 2 bc 3) 5 = - 2 5 (a 2) 5 b 5 (c 3) 5 =-32a 10 b 5 c15.

Мы использовали, во-первых, то, что при возведении произведения в степень надо возвести в эту степень каждый множитель. Поэтому у нас появилась запись 2 5 (a 2) 5 b5(c 3) 5 .

Во-вторых, мы воспользовались тем, что (- 2) 5 = - 2 5 .

В-третьих, мы использовали то, что при возведении степени в степень показатели перемножаются. Поэтому вместо (а 2) 5 мы написали а 10 , а вместо (с 3) 5 мы написали с 15 .

Представить одночлен 36a 2 b 4 c 5 в виде произведения одночленов.

Решение. Здесь, как и в примере 2 из § 10, решение не единственно. Вот несколько вариантов решения:

36a 2 b 4 c 5 =(18a 2) (2b 4 c 5);
36a 2 b 4 c 5 =(36abc) (аb 3 с 4),
36а 2 b 4 c 5 = (- Зb 4) (- 12а 2 с 5);
36а 2 b 4 c 5 =(2a 3) (3bc) (6b 3 c 4)

Попробуйте сами придумать еще несколько решений примера 3.

А. В. Погорелов, Геометрия для 7-11 классов, Учебник для общеобразовательных учреждений