Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 1 (gratuit)

Rezolvare scurtă

a)
\[ 5^{18} \cdot 5^{22} = 5^{18+22} = 5^{40} \]
b)
\[ 6^6 \cdot 6^9 = 6^{6+9} = 6^{15} \]
c)
\[ 7^9 \cdot 49 = 7^9 \cdot 7^2 = 7^{9+2} = 7^{11} \]
d)
\[ 17^{72} : 17^{25} = 17^{72-25} = 17^{47} \]
e)
\[ 10^{16} : 10^{16} = 10^{16-16} = 10^0 \]
f)
\[ 125 : 5^2 = 5^3 : 5^2 = 5^{3-2} = 5^1 \]
g)
\[ 2^{25} \cdot 2 : 2^{13} = 2^{25+1} : 2^{13} = 2^{26} : 2^{13} = 2^{26-13} = 2^{13} \]
h)
\[ (21^7)^3 = 21^{7 \cdot 3} = 21^{21} \]
i)
\[ [(2^2)^3]^4 = 2^{2 \cdot 3 \cdot 4} = 2^{24} \]
j)
\[ (3^{17} \cdot 3^3)^2 : (3^5 \cdot 3^3) = (3^{20})^2 : 3^8 = 3^{40} : 3^8 = 3^{40-8} = 3^{32} \]
k)
\[ 21^{56} \cdot 2^{56} : 42^{16} = (21 \cdot 2)^{56} : 42^{16} = 42^{56} : 42^{16} = 42^{56-16} = 42^{40} \]
l)
\[ 18^{123} : 2^{123} \cdot (3^2 - 1)^{123} = (18 : 2)^{123} \cdot (9 - 1)^{123} = 9^{123} \cdot 8^{123} = (9 \cdot 8)^{123} = 72^{123} \]
m)
\[ (14^4)^4 : 2^{2^4} \cdot (3 + 1)^{16} = 14^{16} : 2^{16} \cdot 4^{16} = (14 : 2)^{16} \cdot 4^{16} = 7^{16} \cdot 4^{16} = (7 \cdot 4)^{16} = 28^{16} \]
n)
\[ (2^4)^4 : 2^{2^4} \cdot (3^2 - 1) - 2005^0 \cdot 2^2 = 2^{16} : 2^{16} \cdot (9 - 1) - 1 \cdot 4 = 1 \cdot 8 - 4 = 8 - 4 = 4 = 2^2 \]

Rezolvare detaliată

a)

Pasul 1: Aplicarea regulii de înmulțire a puterilor cu aceeași bază

Păstrăm baza și adunăm exponenții: \[ 5^{18} \cdot 5^{22} = 5^{18 + 22} = 5^{40} \]

b)

Pasul 1: Aplicarea regulii de înmulțire a puterilor cu aceeași bază

Păstrăm baza și adunăm exponenții: \[ 6^6 \cdot 6^9 = 6^{6 + 9} = 6^{15} \]

c)

Pasul 1: Scrierea numărului ca putere

Scriem numărul \( 49 \) ca putere cu baza \( 7 \): \[ 49 = 7^2 \]

Pasul 2: Efectuarea înmulțirii

\[ 7^9 \cdot 49 = 7^9 \cdot 7^2 = 7^{9 + 2} = 7^{11} \]

d)

Pasul 1: Aplicarea regulii de împărțire a puterilor cu aceeași bază

Păstrăm baza și scădem exponenții: \[ 17^{72} : 17^{25} = 17^{72 - 25} = 17^{47} \]

e)

Pasul 1: Aplicarea regulii de împărțire a puterilor cu aceeași bază

Păstrăm baza și scădem exponenții: \[ 10^{16} : 10^{16} = 10^{16 - 16} = 10^0 \]

f)

Pasul 1: Scrierea numărului ca putere

Scriem numărul \( 125 \) ca putere cu baza \( 5 \): \[ 125 = 5^3 \]

Pasul 2: Efectuarea împărțirii

\[ 125 : 5^2 = 5^3 : 5^2 = 5^{3 - 2} = 5^1 \]

g)

Pasul 1: Efectuarea operațiilor în ordinea dată

Scriem \( 2 = 2^1 \) și efectuăm operațiile de la stânga la dreapta: \[ 2^{25} \cdot 2 = 2^{25 + 1} = 2^{26} \] \[ 2^{26} : 2^{13} = 2^{26 - 13} = 2^{13} \]

h)

Pasul 1: Ridicarea unei puteri la altă putere

Păstrăm baza și înmulțim exponenții: \[ (21^7)^3 = 21^{7 \cdot 3} = 21^{21} \]

i)

Pasul 1: Ridicarea succesivă a puterilor

Păstrăm baza și înmulțim exponenții: \[ [(2^2)^3]^4 = 2^{2 \cdot 3 \cdot 4} = 2^{24} \]

j)

Pasul 1: Calculul operațiilor din paranteze

În prima paranteză: \[ 3^{17} \cdot 3^3 = 3^{17 + 3} = 3^{20} \] Ridicăm la pătrat: \[ (3^{20})^2 = 3^{20 \cdot 2} = 3^{40} \] În a doua paranteză: \[ 3^5 \cdot 3^3 = 3^{5 + 3} = 3^8 \]

Pasul 2: Efectuarea împărțirii

\[ 3^{40} : 3^8 = 3^{40 - 8} = 3^{32} \]

k)

Pasul 1: Înmulțirea puterilor cu același exponent

Înmulțim bazele și păstrăm exponentul comun: \[ 21^{56} \cdot 2^{56} = (21 \cdot 2)^{56} = 42^{56} \]

Pasul 2: Efectuarea împărțirii

\[ 42^{56} : 42^{16} = 42^{56 - 16} = 42^{40} \]

l)

Pasul 1: Efectuarea împărțirii puterilor cu același exponent

Împărțim bazele și păstrăm exponentul comun: \[ 18^{123} : 2^{123} = (18 : 2)^{123} = 9^{123} \]

Pasul 2: Calculul parantezei și efectuarea înmulțirii

Calculăm valoarea din paranteză: \[ 3^2 - 1 = 9 - 1 = 8 \] Expresia devine: \[ 9^{123} \cdot 8^{123} = (9 \cdot 8)^{123} = 72^{123} \]

m)

Pasul 1: Simplificarea fiecărui factor

Calculăm puterea puterii: \[ (14^4)^4 = 14^{4 \cdot 4} = 14^{16} \] Calculăm exponentul puterii lui \( 2 \): \[ 2^4 = 16 \implies 2^{2^4} = 2^{16} \] Calculăm baza ultimului termen: \[ 3 + 1 = 4 \implies (3 + 1)^{16} = 4^{16} \]

Pasul 2: Efectuarea calculelor

\[ 14^{16} : 2^{16} \cdot 4^{16} = (14 : 2)^{16} \cdot 4^{16} = 7^{16} \cdot 4^{16} = (7 \cdot 4)^{16} = 28^{16} \]

n)

Pasul 1: Calculul primului termen al scăderii

Avem: \[ (2^4)^4 = 2^{4 \cdot 4} = 2^{16} \] \[ 2^{2^4} = 2^{16} \] \[ 3^2 - 1 = 9 - 1 = 8 \] Efectuăm operațiile primului termen: \[ 2^{16} : 2^{16} \cdot 8 = 1 \cdot 8 = 8 \]

Pasul 2: Calculul celui de-al doilea termen și finalizarea

\[ 2005^0 \cdot 2^2 = 1 \cdot 4 = 4 \] Scădem rezultatele și scriem ca putere: \[ 8 - 4 = 4 = 2^2 \]

Rezolvare scurtă:

a)

\( 5^{18} \cdot 5^{22} = 5^{40} \)

b)

\( 6^6 \cdot 6^9 = 6^{15} \)

c)

\( 7^9 \cdot 7^2 = 7^{11} \)

d)

\( 17^{72} : 17^{25} = 17^{47} \)

e)

\( 10^{16} : 10^{16} = 10^0 \)

f)

\( 5^3 : 5^2 = 5^1 \)

g)

\( 2^{26} : 2^{13} = 2^{13} \)

h)

\( (21^7)^3 = 21^{21} \)

i)

\( [(2^2)^3]^4 = 2^{24} \)

j)

\( (3^{20})^2 : 3^8 = 3^{40} : 3^8 = 3^{32} \)

k)

\( 42^{56} : 42^{16} = 42^{40} \)

l)

\( 9^{123} \cdot 8^{123} = 72^{123} \)

m)

\( 14^{16} : 2^{16} \cdot 4^{16} = 7^{16} \cdot 4^{16} = 28^{16} \)

n)

\( 2^{16} : 2^{16} \cdot 8 - 1 \cdot 4 = 8 - 4 = 4 = 2^2 \)

Cele mai importante aspecte ale lecției

Reguli cheie pentru puteri:
  • Baze egale: La înmulțire se adună exponenții \( (a^m \cdot a^n = a^{m+n}) \), iar la împărțire se scad \( (a^m : a^n = a^{m-n}) \).
  • Puterea unei puteri: Se înmulțesc exponenții \( ((a^m)^n = a^{m \cdot n}) \).
  • Exponenți egali: Puterea se distribuie la produs/cât: \( (a \cdot b)^n = a^n \cdot b^n \), respectiv \( (a : b)^n = a^n : b^n \).
  • Pătrate perfecte: Orice putere cu exponent par este pătrat perfect, adică are forma \( (a^n)^2 = a^{2n} \).
  • Factor comun: Sumele de puteri de tipul \( a^{n+k} + a^n \) se rezolvă dând factor comun pe \( a^n \).
Pentru a ușura calculele cu puteri care au aceeași bază sau același exponent, aplicăm o serie de reguli de calcul fundamentale.
Regulă Formulă Exemplu
Înmulțirea puterilor cu aceeași bază
Se scrie baza și se adună exponenții.
\[ a^m \cdot a^n = a^{m+n} \] \( 3^5 \cdot 3^4 = 3^{5+4} = 3^9 \)
\( 5^4 \cdot 5 = 5^{4+1} = 5^5 \)
Împărțirea puterilor cu aceeași bază
Se scrie baza și se scad exponenții.
\[ a^m : a^n = a^{m-n} \]
(unde \( a \neq 0, m \ge n \))
\( 7^8 : 7^6 = 7^{8-6} = 7^2 = 49 \)
\( 3^4 : 3 = 3^{4-1} = 3^3 = 27 \)
Puterea unei puteri
Se scrie baza și se înmulțesc exponenții.
\[ (a^m)^n = a^{m \cdot n} \] \( (15^6)^2 = 15^{6 \cdot 2} = 15^{12} \)
\( (37^{63})^0 = 37^0 = 1 \)
Puterea unui produs
Se ridică la putere fiecare factor al produsului.
\[ (a \cdot b)^n = a^n \cdot b^n \] \( (2 \cdot 3)^2 = 2^2 \cdot 3^2 = 4 \cdot 9 = 36 \)
Puterea unui cât
Se ridică la putere fiecare factor al câtului.
\[ (a : b)^n = a^n : b^n \]
(unde \( b \neq 0 \))
\( (35 : 7)^4 = 35^4 : 7^4 = 5^4 = 625 \)
Efectuați, aplicând regulile de calcul: \( (3^6)^2 \cdot (9^4)^4 : (81^5)^2 \).
Aducem toate puterile la aceeași bază, care este \( 3 \):
\( (3^6)^2 = 3^{6 \cdot 2} = 3^{12} \)
\( (9^4)^4 = 9^{16} = (3^2)^{16} = 3^{32} \)
\( (81^5)^2 = 81^{10} = (3^4)^{10} = 3^{40} \)
Înlocuim în expresia inițială: \[ 3^{12} \cdot 3^{32} : 3^{40} = 3^{12+32} : 3^{40} = 3^{44} : 3^{40} = 3^{44-40} = 3^4 = 81 \]
Un număr este pătrat perfect dacă poate fi scris sub forma unei puteri cu exponentul 2 (un număr ridicat la pătrat).
Proprietatea 1: Orice putere cu exponent par este pătrat perfect: \[ a^{2n} = (a^n)^2 \] Exemplu: \( 10^6 = 10^{2 \cdot 3} = (10^3)^2 = (1\,000)^2 \) (deci \( 10^6 \) este pătrat perfect).
Proprietatea 2: Produsul a două sau mai multor pătrate perfecte este tot un pătrat perfect: \[ a^2 \cdot b^2 = (a \cdot b)^2 \] Exemplu: \( 3^4 \cdot 10^6 = (3^2)^2 \cdot (10^3)^2 = 9^2 \cdot 1\,000^2 = (9 \cdot 1\,000)^2 = 9\,000^2 \).
Arătați că numărul \( A = 25^{13} \) este pătrat perfect.
Scriem baza \( 25 \) ca \( 5^2 \): \[ A = (5^2)^{13} = 5^{2 \cdot 13} = 5^{26} \] Deoarece exponentul \( 26 \) este par, putem scrie: \[ 5^{26} = (5^{13})^2 \] Prin urmare, \( A \) este pătratul numărului \( 5^{13} \), deci este pătrat perfect.
Atunci când avem sume sau diferențe de puteri cu baze egale și exponenți diferiți, descompunem puterile folosind regulile de calcul și dăm factor comun puterea cu exponentul cel mai mic.
Exemplu: Simplificați expresia \( 7^{n+3} + 3 \cdot 7^{n+1} - 4 \cdot 7^n \).
Rezolvare: Scriem termenii desfășurat: \[ 7^{n+3} = 7^n \cdot 7^3 \] \[ 7^{n+1} = 7^n \cdot 7^1 \] Înlocuim în expresie și dăm factor comun pe \( 7^n \): \[ 7^n \cdot 7^3 + 3 \cdot 7^n \cdot 7^1 - 4 \cdot 7^n = 7^n \cdot (7^3 + 3 \cdot 7 - 4) \] Efectuăm calculele din paranteză: \[ 7^n \cdot (343 + 21 - 4) = 7^n \cdot 360 = 360 \cdot 7^n \]
Pentru a calcula o sumă de puteri consecutive de forma \( S = 1 + a + a^2 + a^3 + \dots + a^n \), înmulțim întreaga sumă cu baza \( a \) și scădem apoi suma inițială din cea obținută.
Exemplu: Calculați \( s = 1 + 2 + 2^2 + 2^3 + \dots + 2^{27} \).
Rezolvare: Înmulțim suma \( s \) cu baza \( 2 \): \[ 2s = 2 + 2^2 + 2^3 + 2^4 + \dots + 2^{27} + 2^{28} \] Observăm că primii termeni ai lui \( 2s \) reprezintă chiar \( s - 1 \): \[ 2 + 2^2 + 2^3 + \dots + 2^{27} = s - 1 \] Înlocuim această parte în relația lui \( 2s \): \[ 2s = (s - 1) + 2^{28} \] Scăzând \( s \) din ambele părți, obținem: \[ s = 2^{28} - 1 \]

Probleme practice

Problemă 1 (Ușoară): Efectuați calculele și scrieți rezultatul sub forma unei singure puteri: \[ 2^{10} \cdot 4^3 : 8^2 \]
Scriem bazele \( 4 \) și \( 8 \) ca puteri ale lui \( 2 \):
\( 4^3 = (2^2)^3 = 2^6 \)
\( 8^2 = (2^3)^2 = 2^6 \)
Înlocuim în expresie: \[ 2^{10} \cdot 2^6 : 2^6 = 2^{10+6-6} = 2^{10} \]
Răspuns: \( 2^{10} \)
Problemă 2 (Medie): Comparați numerele \( A \) și \( B \) folosind regulile de calcul cu puteri: \[ A = (5^4)^3 : 5^2 \quad \text{și} \quad B = 25^5 \]
Calculăm valoarea lui \( A \): \[ A = 5^{4 \cdot 3} : 5^2 = 5^{12} : 5^2 = 5^{12-2} = 5^{10} \] Aducem și numărul \( B \) la baza \( 5 \): \[ B = 25^5 = (5^2)^5 = 5^{2 \cdot 5} = 5^{10} \] Comparând cele două rezultate obținem \( 5^{10} = 5^{10} \).
Răspuns: \( A = B \)
Problemă 3 (Dificilă): Determinați numărul natural \( x \) din următoarea egalitate: \[ 3^{x+2} + 3^{x+1} + 3^x = 351 \]
Descompunem puterile folosind regula înmulțirii cu aceeași bază: \[ 3^x \cdot 3^2 + 3^x \cdot 3^1 + 3^x = 351 \] Scoatem factor comun pe \( 3^x \): \[ 3^x \cdot (3^2 + 3^1 + 1) = 351 \] Calculăm paranteza: \[ 3^x \cdot (9 + 3 + 1) = 351 \] \[ 3^x \cdot 13 = 351 \] Aflăm valoarea lui \( 3^x \): \[ 3^x = 351 : 13 \] \[ 3^x = 27 \] Deoarece \( 27 = 3^3 \), obținem: \[ x = 3 \]
Răspuns: \( x = 3 \)

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: