Lai riigieksam 2015, ülesanne 1: Astmeid sisaldava avaldise lihtsustamine
Lihtsustage avaldis (3xy)5⋅(y6x)5−x3:x25+(x4)81, kus x>0, y=0.
Allikas: Matemaatika lai riigieksam 2015, ülesanne 1
Valemikaart: astmed ja juured
am⋅an=am+n,am:an=am−n
(am)n=amn,(ab)n=anbn
a0=1,a−n=an1
anm=nam
Sinu vastus
Proovi ise enne
Lahendus on peidus. Ava nii palju, kui parajasti vaja.
1. Vihje
2. 1. samm
3. Kogu lahendus
Vihje
Kahel esimesel astmel on sama astendaja, seega võib alused enne astendamist omavahel korrutada. Ülejäänud kaks liiget kirjuta astmena alusega x.
1Samm 1Peidetud
1
Samm 1: Korruta sama astendajaga astmed
Esimeses osas on kaks astet, millel on sama astendaja 5. Selliste astmete korrutamisel võib alused kõigepealt omavahel korrutada.
Kasutame reeglit an⋅bn=(ab)n ja korrutame alused ühe sulu sees.
(3xy)5⋅(y6x)5=(3xy⋅y6x)5
Korrutame murrud ja taandame. Võime taandada, sest x>0 ja y=0.
(3xy⋅y6x)5=(3xy6xy)5=25=32
Valem (ab)n=anbn kehtib ka teistpidi: an⋅bn=(ab)n. Sulus taanduvad x ja y ning alles jääb 36=2. Tingimused x>0 ja y=0 tagavad, et murdudel on mõte ja taandada tohib.
2Samm 2Peidetud
2
Samm 2: Jaga sama alusega astmed
Sama alusega astmete jagamisel lahutame astendajad.
x3:x25=x3−25=x21
Reegel am:an=am−n. Astendajate vahe on 3−25=26−25=21.
3Samm 3Peidetud
3
Samm 3: Astenda aste
Astme astendamisel korrutame astendajad.
(x4)81=x4⋅81=x21
Reegel (am)n=amn. Astendajate korrutis on 4⋅81=84=21.
4Samm 4Peidetud
4
Samm 4: Pane osad kokku
Asendame avaldise kolm osa leitud tulemustega.
32−x21+x21
Astendaja 21 tähendab ruutjuurt. Kaks viimast liiget on vastandarvud ja annavad kokku nulli.
32−x21+x21=32−x+x=32
x21=x (valem anm=nam). Liikmed −x ja +x koonduvad nulliks, seega avaldise väärtus ei sõltu x-ist ega y-st.
VASTUS
Avaldis lihtsustub arvuks 32 (iga x>0 ja y=0 korral).