Potęgi, kolejność działań i szacowanie — zbiór zadań (klasa 5 SP) — zadania z rozwiązaniami

Potęgowanie to wielokrotne mnożenie:

$$3^4=3\cdot3\cdot3\cdot3=81$$

Pułapka: $3\cdot4=12$ to mnożenie, a nie potęgowanie.

Odpowiedź: C. $81$.

Krok 1 — obie potęgi:

$$2^3=8,\qquad 3^2=9$$

Krok 2 — dodawanie:

$$8+9=17$$

Uwaga: $2^3$ i $3^2$ to różne liczby — kolejność podstawy i wykładnika ma znaczenie.

Odpowiedź: $17$.

Krok 1 — zaokrąglamy:

$$198\approx200,\qquad 21\approx20$$

Krok 2 — szacunek:

$$200\cdot20=4000$$

Wynik dokładny to $4158$ — szacunek jest bliski i wystarcza, by wychwycić grubą pomyłkę w rachunku.

Odpowiedź: około $4000$.

Kolejność: najpierw potęga, potem mnożenie, na końcu dodawanie.

$$2+3\cdot4=2+12=14$$

Pułapki: liczenie od lewej daje $20$, a potraktowanie $3\cdot2$ jako podstawy potęgi — $38$.

Odpowiedź: A. $14$.

$$10^3=1000,\qquad 10^5=100\,000$$

Reguła: potęga dziesiątki ma tyle zer, ile wynosi wykładnik.

Odpowiedź: $1000$ (trzy zera) oraz $100\,000$ (pięć zer).

Najpierw nawias, potem potęga:

$$(2+3)^2=5^2=25$$

Uwaga: $2^2+3^2=4+9=13$ to zupełnie inne wyrażenie — potęgowanie sumy nie rozdziela się na składniki.

Odpowiedź: D. $25$.

Krok 1 — potęga:

$$3^2=9$$

Krok 2 — mnożenie:

$$2\cdot9=18$$

Krok 3 — odejmowanie:

$$50-18=32$$

Odpowiedź: $32$.

Krok 1 — szacunek. Zaokrąglamy cenę w górę:

$$7\cdot120=840\ \text{zł}$$

Skoro nawet zawyżony szacunek mieści się w $850$ zł, kwota powinna wystarczyć.

Krok 2 — rachunek dokładny:

$$7\cdot118=826\ \text{zł}$$

Krok 3 — reszta:

$$850-826=24\ \text{zł}$$

Odpowiedź: tak, wystarczy — zostanie $24$ zł.

$$49=7\cdot7=7^2$$

Pozostałe leżą między $36=6^2$ a $64=8^2$, ale nie są kwadratami.

Warto znać pierwsze kwadraty: $1$, $4$, $9$, $16$, $25$, $36$, $49$, $64$, $81$, $100$.

Odpowiedź: B. $49$.

Krok 1 — potęgi w nawiasie:

$$16-9=7$$

Krok 2 — mnożenie:

$$7\cdot2=14$$

Odpowiedź: $14$.

$$5^3=5\cdot5\cdot5=125$$

Uwaga: $25$ to $5^2$, a $243$ to $3^5$.

Odpowiedź: C. $125$.

Krok 1 — obliczamy potęgi:

$$2^4=16,\qquad 2^2=4$$

Krok 2 — dzielenie:

$$16:4=4$$

Krok 3 — porównanie. Wynik równa się $2^2$.

Zauważ regułę: przy dzieleniu potęg o tej samej podstawie wykładniki się odejmują: $4-2=2$.

Odpowiedź: $4$, czyli dokładnie $2^2$.

Krok 1 — zapis potęgowy:

$$V=a^3=4^3$$

Krok 2 — obliczenie:

$$4\cdot4\cdot4=64\ \text{cm}^3$$

Skąd nazwa: trzecią potęgę nazywamy sześcianem liczby właśnie dlatego, że opisuje objętość sześcianu.

Odpowiedź: $4^3=64$ cm$^3$.

Zaokrąglamy dzielną:

$$4987\approx5000,\qquad 5000:5=1000$$

Wynik dokładny to $997{,}4$ — szacunek trafiony.

Odpowiedź: A. około $1000$.

Krok 1 — potęgi w nawiasie:

$$9+16=25$$

Krok 2 — odejmowanie:

$$100-25=75$$

Odpowiedź: $75$.

Jedynka pomnożona przez siebie dowolną liczbę razy nadal daje jedynkę:

$$1^{100}=1$$

Podobnie: $0^{100}=0$, a każda liczba do potęgi zerowej daje $1$.

Odpowiedź: D. $1$.

Krok 1 — wnętrze nawiasu. Najpierw potęga, potem mnożenie:

$$5^2=25,\qquad 3\cdot4=12,\qquad 25-12=13$$

Krok 2 — potęga poza nawiasem:

$$6^2=36$$

Krok 3 — mnożenie i dzielenie:

$$2\cdot13=26,\qquad 36:9=4$$

Krok 4 — dodawanie:

$$26+4=30$$

Odpowiedź: $30$.

Krok 1 — szacunek. Zaokrąglamy do wygodnych liczb:

$$20\cdot20=400$$

Krok 2 — rachunek dokładny:

$$19\cdot23=437$$

Krok 3 — różnica:

$$437-400=37$$

Dlaczego szacunek jest zaniżony: jeden czynnik zaokrągliliśmy w górę o $1$, a drugi w dół o $3$ — przewaga zaokrąglenia w dół obniżyła wynik.

Odpowiedź: szacunek $400$, dokładnie $437$ miejsc, różnica $37$.

Krok 1 — kolejne pola:

$$1,\quad 2,\quad 4,\quad 8,\quad 16,\quad 32,\quad 64,\quad 128$$

Krok 2 — zapis potęgowy. Na polu numer $n$ leży $2^{n-1}$ ziaren:

$$\text{pole }4:\ 2^3=8,\qquad \text{pole }8:\ 2^7=128$$

Dlaczego wykładnik to $n-1$: na pierwszym polu jest $2^0=1$, więc podwajanie zaczyna się dopiero od drugiego pola.

Odpowiedź: $8$ ziaren na czwartym polu i $128$ na ósmym.

Pierwsze wyrażenie — potęga potęgi:

$$(2^3)^2=8^2=64$$

Drugie wyrażenie — iloczyn potęg:

$$2^3\cdot2^2=8\cdot4=32$$

Wyniki są różne: $64\neq32$.

Wyjaśnienie różnicy. Przy potędze potęgi wykładniki mnożymy: $2^{3\cdot2}=2^6=64$. Przy mnożeniu potęg o tej samej podstawie wykładniki dodajemy: $2^{3+2}=2^5=32$.

Zapamiętaj: nawias wokół potęgi zmienia działanie na wykładnikach z dodawania na mnożenie.

Odpowiedź: $64$ i $32$ — wyniki różne.