Mathematik verstehen 6, Schulbuch

282 ANHANG: BEWEISE Zu 1.2 (Seite 10) Satz (Rechenregeln für Potenzen mit ganzzahligen Exponenten) Für alle a, b * ℝ* und alle m, n * ℤ gilt: (1) ​a​ m​ · ​a n ​= ​a m + n ​ (3) (a​ m)​ n ​= ​a m · n ​ (5) ​​( ​ a _ b ​) ​ n ​ = ​​a n​ _ b​ n​ ​ (2) ​ ​a m​ _ a​ n​ ​ = ​a m – n​ (4) ​​(a · b) n​ = ​a n ​· ​b n ​ BEWEIS (1) Für m > 0 und n > 0 haben wir die Regel schon im Abschnitt 1.1 bewiesen. Die Regel gilt auch für m = 0 oder n = 0, denn für m = 0 sind beide Seiten gleich a​ n ​und für n = 0 sind beide Seiten gleich ​a m​. Wir müssen also nur mehr die folgenden Fälle betrachten: 1. Fall: m>0,n<0.Wirsetzenn=–smits>0. a​ m ​· ​a n ​= ​a m ​· ​a – s ​= ​a m ​· ​1 _ ​a s​ ​= ​ ​a m​ _ ​a s​ ​= ​a m – s ​= ​a m – ​( – n)​ ​= ​a m + n​ 2. Fall: m < 0, n > 0 a​ m ​· ​a n ​= ​a n ​· ​a m ​ ​ = ​ 1. Fall ​​a n + m ​= ​a m + n​ 3. Fall: m < 0,n<0.Wirsetzenm=–rundn=–smitr,s>0. a​ m ​· ​a n ​= ​a – r ​· ​a – s ​= ​1 _ a​ r​ ​· ​ 1 _ ​a s​ ​= ​ 1 _ ​a r + s​ ​= ​a – (r + s) ​= ​a (–r) + (–s) ​= ​a m + n​ (2) ​ ​ a​ m​ _ ​a n​ ​ = ​a m ​· ​1 _ ​a n​ ​= ​a m ​· ​a – n ​ ​= ​ (1) ​​a m + (– n) ​= ​a m – n​ (3) Für m > 0 und n > 0 haben wir die Regel schon im Abschnitt 1.1 bewiesen. Die Regel gilt auch für m = 0 oder n = 0, denn in diesen Fällen sind beide Seiten gleich 1. Wir müssen also nur mehr die folgenden Fälle betrachten: 1. Fall: m>0,n<0.Wirsetzenn=–smits>0. (​a m)​n = (a​ m)​ – s ​= ​ 1 _ (​a m)​ s​ ​= ​ 1 _ ​a m · s​ ​= ​a – (m · s) ​= a​ m · (– s) ​= ​a m · n​ 2. Fall: m < 0,n > 0.Wir setzen m = –r mit r > 0. (​a m)​n = (a​ – r)​ n ​= ​( ​1 _ ​a r​ ​) ​ n ​= ​ ​1 n​ _ (​​a r​) n​ ​= ​ 1 _ ​a r · n​ ​= ​a – (r · n) ​= ​a (– r) · n ​= ​a m · n​ 3. Fall: m < 0,n<0.Wirsetzenm=–rundn=–smitr,s>0. (​a m)​n = (a​ – r)​ – s ​= ​ 1 _ (​a – r​) s​ ​ ​ = ​ 2. Fall ​ ​ 1 _ ​a – r · s​ ​= ​a r · s ​= ​a (– m) · (– n) ​= ​a m · n​ (4) Für n > 0 haben wir die Regel schon im Abschnitt 1.1 bewiesen. Die Regel gilt auch für n = 0, denn in diesem Fall sind beide Seiten gleich 1. Wir müssen also nur mehr den Fall n < 0 betrachten. Wir setzen n = – s mit s > 0. ​(a · b) n ​= (​a · b) – s ​= ​ 1 _ ​(a · b) s​ ​= ​ 1 _ ​a s ​· ​b s​ ​= ​ 1 _ ​a s​ ​· ​ 1 _ b​ s​ ​= ​ 1 _ ​a – n​ ​· ​ 1 _ ​b – n​ ​= ​a n ​· ​b n​ (5) ​( ​ a _ b ​) ​ n ​ = ​(a · ​1 _ b ​) ​ n ​ ​= ​ (4) ​​a n ​· ​( ​1 _ b ​) ​ n ​= ​a n ​· (​b – 1)​ n ​ ​= ​ (3) ​​a n ​· ​b – n ​= ​a n ​· ​1 _ ​b n​ ​= ​ a​ n​ _ b​ n​ ​  Zu 1.3 (Seite 14) Satz (Rechenregeln für Wurzeln) Für alle a, b * ​ℝ 0 + ​, alle m, n, k * ℕ* und alle z * ℤ gilt: (1) ​ n � _ a​ n ​ = a (4) ​ n � _ a·b​=​ n � _ a ​· ​ n � _ b ​ (7) ​ k · m � _ a​ k · n ​ = ​ m � _ a​ n ​ (2) ​(​ n � _ a ​) ​ n ​= a (5) ​ n � _ ​ a _ b ​ = ​ ​ n � _ a ​ _ ​ n � _ b ​ ​ (falls b ≠ 0) (3) ​(​ n � _ a ​) ​ z ​= ​ n � _ a​ z ​ (falls a ≠ 0) (6) ​ m � _ ​ n � _ a ​ = ​ m · n � _ a ​ Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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