☰ Year plan · Mathematics (Arabic)

قوى القوى والمعادلات الأسية

Week 1 · Powers of powers and exponential equations: the laws of exponents for real bases and integer exponents, and equations of the form a^x = b · 3 lessons
1

القوة، وقوة الضرب، وقوة القسمة: القوانين الثلاثة وإشارة القوة الزوجية والفردية

Mathematics Prep 3 Term 1, Unit 1, Lessons 1–2
Goalأستخدم قوانين ⁦(aᵐ)ⁿ = aᵐⁿ⁩ و⁦(aᵐ × bᵏ)ⁿ⁩ و⁦(aᵐ ÷ bᵏ)ⁿ⁩، وأحدد إشارة قوة العدد السالب.
New words
قوة القوة · قوة أساسها قوة أخرى، مثل ⁦(٢‎³)²⁩الأساس · العدد الذي يُضرب في نفسه، مثل ⁦٢‎⁩ في ⁦٢‎⁵⁩الأس · عدد مرات استخدام الأساس عاملًا، مثل ⁦٥‎⁩ في ⁦٢‎⁵⁩الأس الزوجي والفردي · الأساس السالب يعطي قوة موجبة مع الأس الزوجي وقوة سالبة مع الأس الفردي
Explanation

⁦(٢‎³)²⁩ تعني نسختين من ⁦٢‎³⁩ مضروبتين: ⁦٢‎³ × ٢‎³ = ٢‎⁶⁩. إذن لرفع قوة إلى قوة نضرب الأسين: ⁦(aᵐ)ⁿ = aᵐⁿ⁩، وليس ⁦aᵐ⁺ⁿ⁩ وليس «أ مرفوعة للأس ⁦mⁿ⁩». فإن ⁦(٢‎³)² = ٦٤‎⁩ بينما ⁦٢‎⁩ مرفوعة للأس ⁦٣‎²⁩ تساوي ⁦٢‎⁹ = ٥١٢‎⁩. وتنطبق الفكرة نفسها على الضرب والقسمة: كل عامل داخل القوس يأخذ الأس الخارجي، ⁦(aᵐ × bᵏ)ⁿ = aᵐⁿ × bᵏⁿ⁩ و⁦(aᵐ ÷ bᵏ)ⁿ = aᵐⁿ ÷ bᵏⁿ⁩ حيث ⁦b ≠ ٠‎⁩. أما الإشارة فتكون ⁦(−a)ⁿ = aⁿ⁩ إذا كان ⁦n⁩ زوجيًا، و⁦−aⁿ⁩ إذا كان ⁦n⁩ فرديًا. انتبه إلى القوس: ⁦(−٢‎)⁴ = ١٦‎⁩ أما ⁦−٢‎⁴ = −١٦‎⁩ لأن الأس في ⁦−٢‎⁴⁩ يخص العدد ⁦٢‎⁩ فقط ثم تأتي الإشارة السالبة. والمجموع يختلف: ⁦(a + b)ⁿ⁩ لا تساوي ⁦aⁿ + bⁿ⁩.

القانونمثالالقيمة
⁦(aᵐ)ⁿ = aᵐⁿ⁩⁦(٢‎³)² = ٢‎⁶⁩⁦٦٤‎⁩
⁦(aᵐ × bᵏ)ⁿ = aᵐⁿ × bᵏⁿ⁩⁦(٢‎² × ٣‎)³ = ٢‎⁶ × ٣‎³⁩⁦١٧٢٨‎⁩
⁦(aᵐ ÷ bᵏ)ⁿ = aᵐⁿ ÷ bᵏⁿ⁩⁦(٣‎² ÷ ٢‎)² = ٣‎⁴ ÷ ٢‎²⁩⁦٨١‎ ÷ ٤‎⁩
⁦(−a)ⁿ⁩⁦(−٢‎)³ , (−٢‎)⁴⁩⁦−٨‎ , ١٦‎⁩
Worked examples
بسّط ⁦(٥‎²)³⁩ ووضّح لماذا لا تساوي ⁦٥‎⁵⁩. نضرب الأسين: ⁦(٥‎²)³ = ٥‎⁶ = ١٥٦٢٥‎⁩ لأن ⁦٢‎ × ٣‎ = ٦‎⁩. الجمع يعطي ⁦٥‎⁵⁩ وهي حاصل ضرب ⁦٥‎² × ٥‎³⁩، وهو شيء آخر. تحقق: ⁦٥‎² = ٢٥‎⁩ و⁦٢٥‎ × ٢٥‎ × ٢٥‎ = ١٥٦٢٥‎⁩.
الخطوةالعامليصبح
العدد⁦٢‎⁩⁦٢‎⁴ = ١٦‎⁩
الحرف x⁦x³⁩⁦x¹²⁩
الحرف y⁦y⁩⁦y⁴⁩
بسّط ⁦(٢‎x³y)⁴⁩ و⁦(٣‎a² ÷ b³)²⁩ حيث ⁦b ≠ ٠‎⁩. نعطي الأس ⁦٤‎⁩ لكل عامل: ⁦(٢‎x³y)⁴ = ٢‎⁴ × x¹² × y⁴ = ١٦‎x¹²y⁴⁩. ونعطي الأس ⁦٢‎⁩ لكل عامل: ⁦(٣‎a² ÷ b³)² = ٩‎a⁴ ÷ b⁶⁩.
أوجد الإشارة: ⁦(−٣‎)³⁩ و⁦(−x²)³⁩ و⁦(−x²)²⁩. ⁦(−٣‎)³ = −٢٧‎⁩ (أس فردي). ⁦(−x²)³ = −x⁶⁩ (فردي). ⁦(−x²)² = x⁴⁩ (زوجي). قارن بـ⁦−٣‎² = −٩‎⁩ حيث يُربَّع العدد ⁦٣‎⁩ وحده.
Class activity

تحقق بالآلة الحاسبة. احسب ⁦(٢‎³)²⁩ ثم ⁦٢‎⁩ مرفوعة للأس ⁦٣‎²⁩ (أي ⁦٢‎⁹⁩). لماذا اختلفت الإجابتان؟ ثم جرّب ⁦(−٢‎)⁴⁩ و⁦−٢‎⁴⁩ واكتب ماذا يفعل القوس.

Practice
1
اكتب ⁦(٧‎²)⁴⁩ على صورة قوة واحدة للعدد ⁦٧‎⁩.
2
بسّط ⁦(٣‎x²y)³⁩.
3
بسّط ⁦(٢‎a³ ÷ b²)⁴⁩ حيث ⁦b ≠ ٠‎⁩.
4
أوجد ⁦(−٢‎)⁵⁩ و⁦−٢‎⁴⁩.
5
أيهما أكبر: ⁦٢‎⁶⁩ أم ⁦٣‎⁴⁩؟ اكتب كلًّا منهما بالأس ⁦٢‎⁩.