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Potenzgesetze

Potenzgesetze gehören zu den wichtigsten und nützlichsten Konzepten in der Mathematik. Die Potenzgesetze helfen uns dabei, komplexe mathematische Ausdrücke zu vereinfachen und zu lösen.

Sie finden Anwendung in vielen Bereichen der Mathematik, aber auch in der Physik, der Ingenieurwissenschaft und anderen Naturwissenschaften.

Grundlagen

$$ \begin{aligned} a^n &= a \cdot a \cdot a \dots a\\[7pt] \text{Für } a \neq 0 \text{ gilt:}\quad a^0 &= 1,\quad a^{-n}=\dfrac{1}{a^n}\\[7pt] \text{Für } a > 0 \text{ gilt:}\quad a^b &= e^{b \cdot \ln(a)} \end{aligned} $$

Potenzen mit gleicher Basis

$$ \begin{aligned} a^m \cdot a^n &= a^{(m+n)}\\[7pt] \dfrac{a^m}{a^n} &= a^{(m-n)} \end{aligned} $$

Beispiele:

$$ \begin{alignat}{7} 3^2 \cdot 3^4 &= a^{(2+4)} = 3^6 = 729\\[7pt] \dfrac{5^4}{5^2} &= 5^{(4-2)} = 5^2 = 25 \end{alignat} $$

Potenzen mit gleichen Exponenten

$$ \begin{aligned} a^n \cdot b^n &= (a \cdot b)^n\\[7pt] \dfrac{a^n}{b^n} &= \Bigl(\dfrac{a}{b}\Bigr)^n \end{aligned} $$

Beispiele:

$$ \begin{aligned} 2^3 \cdot 4^3 &= (2 \cdot 4)^3 = 8^3 = 512\\[7pt] \dfrac{8^5}{4^5} &= \Bigl(\dfrac{8}{4}\Bigr)^5=2^5=32 \end{aligned} $$

Potenzen potenzieren

$$ \begin{aligned} \Bigl(a^m\Bigr)^n &= \Bigl(a^n\Bigr)^m =a^{(m \cdot n)} \end{aligned} $$

Beispiel:

$$ \begin{aligned} \Bigl(2^4\Bigr)^3 &= 2^{(4 \cdot 3)} = 2^{12} = 4096 \end{aligned} $$