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Wurzelgesetze

Wurzelgesetze gehören zu den wichtigsten und nützlichsten Konzepten in der Mathematik. Sie gehen aus den Potenzgesetzen hervor. Die Wurzelgesetze 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. Die Fähigkeit, Ausdrücke mit Wurzeln zu manipulieren und zu vereinfachen, ist entscheidend für das Lösen von Gleichungen, die Analyse von Funktionen und das Verständnis verschiedener mathematischer und wissenschaftlicher Phänomene.

Die Wurzelgesetze bieten uns eine Reihe von Regeln und Techniken, um Wurzelausdrücke zu vereinfachen, zu kombinieren und Operationen an ihnen durchzuführen. Dadurch können wir komplexe mathematische Ausdrücke effektiver handhaben und Berechnungen besser bewältigen.

Grundlagen

$$ \begin{aligned} \sqrt[n]{a}&=a^{\frac{1}{n}}\qquad(a\geq0)\\[7pt] \sqrt[2]{a}&=\sqrt{a}\\[7pt] \sqrt{a^2}&=|a|\\[7pt] \text{Aus } b&=a^n \text{ folgt:}\quad a=\sqrt[n]{b}\qquad (\text{nur für }a\geq0,~b\geq0) \end{aligned} $$

Wurzelgesetze

$$ \begin{alignat}{7} \sqrt[n]{a^m} &= \bigl(a^m\bigr)^{\frac{1}{n}} &&= \Bigl(a^\frac{1}{n}\Bigr)^m &&= a^{\frac{m}{n}} &&= \Bigl(\sqrt[n]{a}\Bigr)^m \\[10pt] \sqrt[m]{\sqrt[n]{a}} &= \sqrt[m]{a^{\frac{1}{n}}} &&= \Bigl(a^\frac{1}{n}\Bigr)^{\frac{1}{m}} &&= a^{\frac{1}{m \cdot n}} &&= \sqrt[m \cdot n]{a}\\[10pt] \sqrt[n]{a} \cdot \sqrt[n]{b} &= \bigl(a^{\frac{1}{n}}\bigl) \cdot \bigl(b^{\frac{1}{n}}\bigl) &&= (a \cdot b)^\frac{1}{n} &&= \sqrt[n]{a \cdot b}\\[10pt] \dfrac{\sqrt[n]{a}}{\sqrt[n]{b}} &= \dfrac{\bigl(a^{\frac{1}{n}}\bigl)}{\bigl(b^{\frac{1}{n}}\bigl)} &&= \Bigl(\dfrac{a}{b}\Bigr)^{\frac{1}{n}} &&= \sqrt[n]{\dfrac{a}{b}} &&\qquad(b>0) \end{alignat} $$

\(a \geq 0,~b \geq 0\)

Achtung! Häufiger Umformungsfehler: \(\sqrt[n]{a \pm b} \neq \sqrt[n]{a} \pm \sqrt[n]{b} \) !!!

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