ЕНТ 2027 · Казахстан · Математика

Степени и корни: свойства, рациональный показатель и иррациональность в знаменателе

Степени и корни встречаются в профильной математике в вычислениях, при упрощении выражений, в уравнениях и в самих заданиях на числа. Здесь собраны свойства степеней, степень с рациональным показателем, действия с радикалами и избавление от иррациональности в знаменателе: порядок работы, примеры с решением и задания в формате ЕНТ.

Спецификация ЕНТ, профильная математика: раздел 01 «Числа», темы 01 и 02. В наших пробных вариантах по профильной математике — по жребию задания 1–3, 25 и 36–40.

Где эта тема на ЕНТ

по спецификации
Что называет спецификация каждого предмета и в каких заданиях наших пробных вариантов встречается тема.
  • Математика

    Раздел 01. Числа

    • Тема 01. Действия с радикалами. Числовые и буквенные выражения. Дробные и целые выражения.
    • Тема 02. Действия со степенями.

    Формы заданий в наших вариантах

    один ответ из четырёх, один или несколько правильных ответов

    В наших пробных вариантах — по жребию задания 1–3, 25 и 36–40.

    Задания наших вариантов составлены нами по спецификации НЦТ; настоящие варианты НЦТ не публикует.

    Все темы этого предметаБесплатный пробный вариант

Главное

что нужно знать
  • Свойства степеней (основание a≠0a \neq 0): am⋅an=a^m \cdot a^n ={}am+n a^{m+n}, am:an=am−na^m : a^n = a^{m-n}, (am)n=amn(a^m)^n = a^{mn}, (ab)n=anbn(ab)^n = a^n b^n. Показатели при умножении складываются, при делении вычитаются, при возведении в степень перемножаются.
  • Нулевой и отрицательный показатель: a0=1a^0 = 1 и a−n=1ana^{-n} = \frac{1}{a^n}. Отрицательный показатель не делает число отрицательным, он переворачивает дробь.
  • Степень с рациональным показателем: amn=a^{\frac{m}{n}} ={}amn \sqrt[n]{a^m} при a>0a > 0. Например, a12=a^{\frac{1}{2}} ={}a \sqrt{a}, а a32=a^{\frac{3}{2}} ={}a3 \sqrt{a^3}.
  • Свойства корней (a≥0a \ge 0, b≥0b \ge 0): ab=\sqrt{ab} ={}a⋅b \sqrt{a} \cdot \sqrt{b} и ab=\sqrt{\frac{a}{b}} ={}ab \frac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}} при b>0b > 0. Для любого числа aa верно a2=∣a∣\sqrt{a^2} = |a|. Арифметический корень неотрицателен.
  • Множитель выносят из-под корня, чтобы получить подобные радикалы: 75=53\sqrt{75} = 5\sqrt{3}. Складывать и вычитать можно только корни с одинаковым подкоренным выражением: 43+3=4\sqrt{3} + \sqrt{3} ={}53 5\sqrt{3}.
  • Иррациональность в знаменателе убирают умножением числителя и знаменателя на сопряжённое выражение: ca=\frac{c}{\sqrt{a}} ={}caa \frac{c\sqrt{a}}{a} и ca−b=\frac{c}{\sqrt{a} - \sqrt{b}} ={}c(a+b)a−b \frac{c(\sqrt{a} + \sqrt{b})}{a - b}.
  • Число иррационально, если его нельзя записать дробью mn\frac{m}{n} с целыми mm и nn. Корень из натурального числа иррационален, когда подкоренное число не является точным квадратом.

Как решать: по шагам

по порядку
  1. 1.Определите, с чем вы работаете

    Выделите степени, корни и дроби. Если корни и степени смешаны, перепишите корни как степени: a23=\sqrt[3]{a^2} ={}a23 a^{\frac{2}{3}}.
  2. 2.Приведите степени к одному основанию

    Разложите основания на простые множители: 4=224 = 2^2, 8=238 = 2^3, 16=2416 = 2^4, 19=3−2\frac{1}{9} = 3^{-2}. Тогда свойства степеней применяются сразу.
  3. 3.Примените свойства степеней

    Сложите, вычтите или перемножьте показатели. Ответ записывайте как число или как степень с одним основанием.
  4. 4.Упростите корни

    Вынесите из-под знака корня множители-квадраты: 12=23\sqrt{12} = 2\sqrt{3}. После этого приведите подобные радикалы.
  5. 5.Уберите иррациональность из знаменателя

    Умножьте числитель и знаменатель на сопряжённое: на a\sqrt{a} для a\sqrt{a} и на a+b\sqrt{a} + \sqrt{b} для a−b\sqrt{a} - \sqrt{b}. Знаменатель станет целым числом.
  6. 6.Проверьте знак и порядок

    Сравните результат с грубой оценкой: 7\sqrt{7} немного меньше 33, а 2−32^{-3} положительно и меньше единицы.

Примеры с решением

Сначала попробуйте решить сами, потом сравните с решением.
  1. 1.Свойства степеней с разными основаниями

    Вычислите значение выражения 2−3⋅16243\frac{2^{-3} \cdot 16^2}{4^3}.
  2. 2.Степень с рациональным показателем

    Найдите значение выражения 8−23+8^{-\frac{2}{3}} +{}3235 32^{\frac{3}{5}}.
  3. 3.Подобные радикалы

    Упростите выражение 75+\sqrt{75} +{}12− \sqrt{12} -{}27 \sqrt{27}.
  4. 4.Сопряжённое выражение

    Избавьтесь от иррациональности в знаменателе дроби 107+2\frac{10}{\sqrt{7} + \sqrt{2}}.

Задание в формате ЕНТ

наше задание
Задание в той форме, в какой его показывают на тесте. Попробуйте решить его, прежде чем открывать решение.
Задание в формате ЕНТМатематика

Один или несколько правильных ответов

Задание 1.

Какие из данных чисел являются иррациональными? Укажите все верные ответы.

Задание составлено нами по спецификации НЦТ. Это не задание НЦТ. · Решить весь пробный вариант бесплатно

Задание в формате ЕНТМатематика

Один ответ из четырёх

Задание 2.

Освободитесь от иррациональности в знаменателе дроби 810−2\frac{8}{\sqrt{10} - \sqrt{2}}.

Задание составлено нами по спецификации НЦТ. Это не задание НЦТ. · Решить весь пробный вариант бесплатно

Проверьте себя

проверка сразу
Выберите или впишите ответ и сразу проверьте его: решение появится под заданием.
Математика

Задание 1.

Вычислите: 54⋅5−254\frac{5^{4} \cdot 5^{-2}}{5^{4}}.

Задание составлено нами по спецификации НЦТ. Это не задание НЦТ.

Математика

Задание 2.

Вычислите: 33⋅3236\frac{3^{3} \cdot 3^{2}}{3^{6}}.

Задание составлено нами по спецификации НЦТ. Это не задание НЦТ.

Математика

Задание 3.

Вычислите: 2175−2\sqrt{175} -{}63+ \sqrt{63} +{}112 \sqrt{112}.

Задание составлено нами по спецификации НЦТ. Это не задание НЦТ.

Математика

Задание 4.

Вычислите: 3112−3\sqrt{112} -{}63+ \sqrt{63} +{}7 \sqrt{7}.

Задание составлено нами по спецификации НЦТ. Это не задание НЦТ.

Больше заданий: решите бесплатно весь пробный вариант

Частые ошибки

где теряют баллы
  • Пишут a+b=\sqrt{a + b} ={}a+b \sqrt{a} + \sqrt{b}. Проверьте на числах: 36+64=10\sqrt{36 + 64} = 10, а 36+64=\sqrt{36} + \sqrt{64} ={}14 14.
  • Складывают показатели при сложении степеней: 23+242^3 + 2^4 не равно 272^7. Показатели складываются только при умножении степеней с одним основанием.
  • Считают, что отрицательный показатель даёт отрицательное число: 2−3=182^{-3} = \frac{1}{8}, а не −8-8.
  • Забывают модуль: (−5)2=5\sqrt{(-5)^2} = 5, а не −5-5, потому что арифметический корень неотрицателен.
  • Умножают знаменатель 7−2\sqrt{7} - \sqrt{2} на него же, а не на сопряжённое 7+2\sqrt{7} + \sqrt{2}, и иррациональность остаётся.

Запомните

  • am⋅an=a^m \cdot a^n ={}am+n a^{m+n}, am:an=am−na^m : a^n = a^{m-n}, (am)n=amn(a^m)^n = a^{mn}.
  • a−n=1ana^{-n} = \frac{1}{a^n}, a0=1a^0 = 1 при a≠0a \neq 0.
  • amn=a^{\frac{m}{n}} ={}amn \sqrt[n]{a^m} при a>0a > 0.
  • a2=∣a∣\sqrt{a^2} = |a|; арифметический корень неотрицателен.
  • Иррациональность из знаменателя убирают умножением на сопряжённое.

Вопросы и ответы

  1. 1.Чему равна степень с нулевым и отрицательным показателем?+
    Ответ:Для a≠0a \neq 0 степень с нулевым показателем равна единице: a0=1a^0 = 1. Степень с отрицательным показателем равна дроби: a−n=1ana^{-n} = \frac{1}{a^n}. Например, 5−2=1255^{-2} = \frac{1}{25}, а (23)−1=32\left(\frac{2}{3}\right)^{-1} = \frac{3}{2}.
  2. 2.Что означает степень с рациональным показателем?+
    Ответ:Дробный показатель соединяет степень и корень: amn=a^{\frac{m}{n}} ={}amn \sqrt[n]{a^m} при a>0a > 0. В знаменателе показателя стоит степень корня, в числителе — степень подкоренного числа. Так 12523=125^{\frac{2}{3}} ={}(1253)2= (\sqrt[3]{125})^2 ={}25 25.
  3. 3.Как вынести множитель из-под знака корня?+
    Ответ:Разложите подкоренное число на множители и выделите среди них точный квадрат: 72=\sqrt{72} ={}36⋅2= \sqrt{36 \cdot 2} ={}62 6\sqrt{2}. Корень из квадрата выходит наружу, остальное остаётся под знаком корня.
  4. 4.Зачем убирать иррациональность из знаменателя?+
    Ответ:С целым знаменателем проще складывать дроби, сравнивать числа и сверять ответ с вариантами: в наших пробных вариантах ответы к таким заданиям записаны именно в этом виде. Для этого числитель и знаменатель умножают на подходящее сопряжённое выражение.
  5. 5.Можно ли на ЕНТ пользоваться калькулятором?+
    Ответ:Свой калькулятор проносить нельзя, но можно пользоваться калькулятором, встроенным в программу тестирования, — так сказано в Правилах проведения ЕНТ. В наших пробных вариантах калькулятора нет, и числа подобраны так, чтобы считать на черновике.
  6. 6.Как узнать, рационально ли число с корнем?+
    Ответ:Упростите выражение до одного числа. Если получилось целое число или дробь, оно рационально; если в ответе остался корень из числа, не являющегося точным квадратом, оно иррационально. В наших пробных вариантах такие числа предлагают в задании с выбором одного или нескольких ответов.
  7. 7.Какие темы спецификации охватывает эта страница?+
    Ответ:Тему 01 раздела 01 «Числа» — «Действия с радикалами. Числовые и буквенные выражения. Дробные и целые выражения» — и тему 02 — «Действия со степенями». Обе строки приведены в таблице выше с их точными формулировками.

Источники

Последнее задание.

Решите бесплатно пробный вариант № 1 — 40 заданий в формате ЕНТ, 80 минут