Menu

Kalkulator potęg

Potęgi z nazwaną regułą, także te o wykładniku ujemnym i ułamkowym.

Autor: Nethanel Bar, Współzałożyciel i CEO

Ostatnia aktualizacja

Chcesz rozwiązywać takie zadania bez kalkulatora?

Kurs matematyki Coddy uczy samej metody: każdy krok robisz na interaktywnej tablicy i dowiadujesz się dokładnie, gdzie ruch poszedł nie tak.

Wykładnik liczy czynniki, dopóki przestaje być liczbą czynników

Przy wykładniku całkowitym nie ma czego tłumaczyć: 2⁵ to pięć dwójek pomnożonych przez siebie, czyli 32. Ciekawe są przypadki, w których wykładnik nie jest już liczbą czynników, a są trzy: zero, liczba ujemna i ułamek. Za każdym stoi jedna reguła, a każda reguła wynika z tego samego faktu: mnożenie potęg o tej samej podstawie dodaje ich wykładniki.

Zero: 2³ ÷ 2³ to 1, a odjęcie wykładników daje 2⁰, więc 2⁰ musi być równe 1, dla każdej podstawy oprócz samego 0. Ujemny: 2³ ÷ 2⁵ to 1/4, a odjęcie daje 2⁻², więc wykładnik ujemny oznacza ODWROTNOŚĆ, a nigdy ujemny wynik. Ułamkowy: 2^(1/2) razy 2^(1/2) to 2¹, więc 2^(1/2) to liczba, której kwadrat to 2, czyli pierwiastek kwadratowy.

Wszystko tutaj jest dokładne. 2⁻³ to 1/8, a nie 0.125, (2/3)³ to 8/27, 9^(1/2) to dokładnie 3, a 8^(1/2) zostaje 2√2 zamiast zwinąć się do 2.828. Ułamek dziesiętny jest podawany obok dokładnego wyniku zawsze, gdy istnieje, i oznaczany jako przybliżenie zawsze, gdy nim jest.

Na co zwrócić uwagę

  • Wykładnik ujemny daje odwrotność, a nie liczbę ujemną. 2⁻³ to 1/8 i jest dodatnie; tylko ujemna PODSTAWA może dać ujemny wynik.
  • Zero w wykładniku daje 1 dla każdej podstawy oprócz zera. 0⁰ nie ma ustalonej wartości, a 0 do potęgi ujemnej oznaczałoby dzielenie przez zero.
  • Wykładnik ułamkowy to pierwiastek: mianownik mówi, jaki pierwiastek, a licznik jest potęgą. 8^(2/3) to pierwiastek sześcienny z 8 podniesiony do kwadratu, czyli 4.
  • Ułamek podniesiony do potęgi podnosi obie części. (2/3)³ to 8/27: mianownik też jest podnoszony do sześcianu, a ten krok najczęściej się pomija.
  • Znak ujemnej podstawy zależy wyłącznie od wykładnika: wykładnik parzysty łączy minusy w pary i daje dodatni wynik, nieparzysty zostawia jeden minus.
  • Nawiasy zmieniają wszystko. (−2)⁴ to 16, ale −2⁴ to −16, bo bez nawiasów potęga wiąże silniej niż minus.

Jak obliczyć potęgę

  1. Najpierw sprawdź znak wykładnika

    Jeśli jest ujemny, zapisz odwrotność i zmień wykładnik na dodatni: 2⁻³ staje się 1/2³. Zrobienie tego na początku chroni przed klasycznym błędem odpowiedzi −8.

  2. Sprawdź, czy jest ułamkiem

    Wykładnik ułamkowy to pierwiastek. Mianownik ułamka wybiera pierwiastek, a licznik jest potęgą: x^(m/n) to pierwiastek n-tego stopnia z x^m.

  3. Zajmij się podstawą w postaci ułamka

    Podnieś licznik i mianownik osobno. (2/3)³ to 2³ przez 3³, czyli 8/27.

  4. Wymnóż to, co zostało

    Wykładnik całkowity to teraz po prostu wielokrotne mnożenie. Pamiętaj o znaku: nieparzysta liczba ujemnych czynników daje ujemny wynik.

  5. Dokończ odwrotność, jeśli była

    Odwróć wynik, który właśnie obliczono. 1/2³ to 1/8; sprawdź też, czy wynik jest mniejszy od 1, bo tak zawsze jest przy wykładniku ujemnym i podstawie większej od 1.

Potęgi i reguła za każdą z nich

Cztery przypadki, które nie są zwykłym wielokrotnym mnożeniem, obok tych, które nim są.

PotęgaRegułaDokładny wynikJako ułamek dziesiętny
2⁵wielokrotne mnożenie3232
2⁰wszystko oprócz 0 do potęgi 0 daje 111
2⁻³wykładnik ujemny to odwrotność1/80,125
(2/3)³podnieś licznik i mianownik8/270.296…
9^(1/2)wykładnik ułamkowy to pierwiastek33
8^(1/2)pierwiastek uproszczony, nie zaokrąglony2√22.828…
(−2)⁴wykładnik parzysty, minusy łączą się w pary1616
(−2)³wykładnik nieparzysty, jeden minus zostaje−8−8

Przykłady z rozwiązaniem

Prosty przypadek: 2⁵

plain
2^5

Pięć dwójek pomnożonych przez siebie: 2 × 2 × 2 × 2 × 2 = 32. To jedyny przypadek, w którym wykładnik naprawdę jest liczbą czynników, i warto go raz rozpisać, żeby przypadki poniżej dało się zobaczyć jako odstępstwa od niego.

Wykładnik ujemny: 2⁻³

plain
2^-3

Nie −8. Wykładnik ujemny oznacza odwrotność: 2⁻³ to 1/2³ = 1/8. Powodem jest dzielenie: 2² ÷ 2⁵ to 1/8, a odjęcie wykładników daje 2⁻³, więc oba muszą być równe. Wynik jest dodatni i mniejszy od 1.

Ułamek jako podstawa: (2/3)³

plain
(2/3)^3

Obie części są podnoszone do sześcianu: 2³ przez 3³, czyli 8/27. Podniesienie tylko licznika, bardzo częsta pomyłka, dałoby 8/3, ponad 8 razy za dużo. Jako ułamek dziesiętny to 0.296… i nigdy się nie kończy, więc uczciwym wynikiem jest ułamek zwykły.

Wykładnik ułamkowy: 9^(1/2)

plain
9^1/2

Potęga 1/2 to pierwiastek kwadratowy, więc to dokładnie √9 = 3. Powód: 9^(1/2) razy 9^(1/2) dodaje wykładniki i daje 9¹, więc 9^(1/2) musi być liczbą, której kwadrat to 9.

Gdy pierwiastek nie wychodzi: 8^(1/2)

plain
8^1/2

√8 jest liczbą niewymierną, więc wynik zostaje pierwiastkiem, uproszczonym do 2√2 przez wyłączenie czynnika kwadratowego 4. Ułamek dziesiętny 2.828… stoi obok jako przybliżenie, nigdy zamiast niego.

Znak ujemnej podstawy: (−2)⁴ i (−2)³

plain
(-2)^4

Cztery ujemne czynniki łączą się w dwa dodatnie iloczyny, więc (−2)⁴ = 16. Trzy zostawiają jeden minus bez pary, więc (−2)³ = −8. Znak zależy wyłącznie od wykładnika; zauważ też, że −2⁴ bez nawiasów oznacza −(2⁴) = −16, a to inne pytanie.

Częste błędy

  • Odczytywanie wykładnika ujemnego jako ujemnego wyniku. 2⁻³ to 1/8, a nie −8: minus przenosi potęgę do mianownika, a nie trafia do wyniku.
  • Mnożenie podstawy przez wykładnik. 2⁵ to 32, a nie 10. Wykładnik liczy czynniki; nie jest mnożnikiem.
  • Podnoszenie do potęgi tylko licznika ułamka. (2/3)³ to 8/27, a nie 8/3: mianownik też jest podnoszony do sześcianu.
  • Pomijanie nawiasów wokół ujemnej podstawy. (−2)⁴ to 16, a −2⁴ to −16, bo potęga wiąże silniej niż minus.
  • Przekonanie, że 0⁰ to 1 albo 0. Nie ma ustalonej wartości; różne dziedziny przyjmują różne konwencje, a ta strona odmawia, zamiast wybierać jedną.
  • Zaokrąglanie pierwiastka zamiast upraszczania go. 8^(1/2) to dokładnie 2√2; 2.83 to przybliżenie i przestaje być przydatne w chwili, gdy wartość znów zostanie podniesiona do kwadratu.

Potęgi: najczęstsze pytania

Co oznacza wykładnik ujemny?
Odwrotność. x⁻ⁿ to 1/xⁿ, więc 2⁻³ to 1/8, czyli liczba dodatnia mniejsza od 1. Wynika to z dzielenia potęg: 2² ÷ 2⁵ to 1/8, a odjęcie wykładników daje 2⁻³, więc oba muszą być tym samym.
Dlaczego każda liczba do potęgi zero równa się 1?
Bo podzielenie potęgi przez nią samą daje 1, a odjęcie wykładników daje zero: 2³ ÷ 2³ = 1 i zarazem = 2⁰. Jedynym wyjątkiem jest 0⁰, które nie ma ustalonej wartości: wzór wymuszający 1 potrzebuje podstawy, przez którą wolno dzielić.
Co oznacza wykładnik ułamkowy?
Pierwiastek. Mianownik mówi, jaki pierwiastek, a licznik jest potęgą: x^(1/2) to pierwiastek kwadratowy, x^(1/3) sześcienny, a x^(2/3) to pierwiastek sześcienny z x do kwadratu. Wynika to z mnożenia potęg: x^(1/2) razy x^(1/2) to x¹.
Jak podnieść ułamek do potęgi?
Podnieś licznik i mianownik osobno: (2/3)³ = 2³/3³ = 8/27. Podniesienie tylko licznika to tutaj najczęstszy błąd, a wynik różni się wtedy o mianownik podniesiony do tej potęgi.
Czy (−2)⁴ to to samo co −2⁴?
Nie, i warto to zapamiętać. (−2)⁴ podnosi −2 do czwartej potęgi i daje +16. Bez nawiasów −2⁴ oznacza −(2⁴) = −16, bo potęgowanie odbywa się przed zastosowaniem minusa. Zawsze bierz ujemną podstawę w nawias.
Kiedy potęga liczby ujemnej jest dodatnia?
Gdy wykładnik jest parzysty. Każda para ujemnych czynników daje w iloczynie liczbę dodatnią, więc parzysta liczba czynników nie zostawia nic ujemnego, a nieparzysta zostawia dokładnie jeden minus. (−3)² to 9, a (−3)³ to −27.
Ile to jest 2 do potęgi 1/2?
Pierwiastek kwadratowy z 2, liczba niewymierna, więc dokładny wynik to √2, a 1.414… to tylko jego przybliżenie. Ta strona zachowuje pierwiastek i upraszcza go, gdzie się da: 8^(1/2) jest zapisywane jako 2√2, a nie zostawiane jako √8.
Czy ten kalkulator liczy pierwiastki sześcienne?
Dokładnie oblicza wykładniki będące pierwiastkiem kwadratowym i potęgi całkowite dowolnej podstawy, więc x^(1/2) i x^(3) działają. Inne pierwiastki ułamkowe, takie jak x^(1/3), to obszar, który kurs matematyki Coddy omawia własnymi krokami z pierwiastkami, bo tam uczy się właśnie obliczeń.

Więcej narzędzi matematycznych

Ilustracja języków programowania w Coddy

Ucz się matematyki z Coddy

ZACZNIJ