Machten met gehele exponent
1.
Bereken:
- \(\displaystyle (3+2)^2\)
- \(\displaystyle (-4)^{-1}\)
- \(\displaystyle \left ( -6 \right )^{-2}\)
- \(\displaystyle \left (\dfrac{1}{7} \right )^{-2}\)
- \(\displaystyle \left (\dfrac{4}{3} \right )^{-2}\)
Antwoord.
- \(\displaystyle 25\)
- \(\displaystyle -\frac{1}{4}\)
- \(\displaystyle \frac{1}{36}\)
- \(\displaystyle 49\)
- \(\displaystyle \frac{9}{16}\)
2.
Schrijf
- \(9^{3000}\) als een macht van 3;
- \(2^5 \cdot 8^{1000}\) als een macht van 2.
Antwoord.
- \(\displaystyle 3^{6000}\)
- \(\displaystyle 2^{3005}\)
3.
Reken uit of vereenvoudig zoveel mogelijk.
- \(\displaystyle -(-x^2)-(-x)^2\)
- \(\displaystyle \left (2a^3 \cdot 3b^2 \right )^2\)
- \(\displaystyle \displaystyle \frac{8^4 \cdot 4^{-8}}{2^{-6}}\)
- \(\displaystyle \displaystyle \left ( \frac{(x^2 y^{-5})^{-4}}{(x^5 y^{-2})^{-3}} \right )^2\)
Antwoord.
- \(\displaystyle 0\)
- \(\displaystyle 36 a^6 b^4\)
- \(\displaystyle 4\)
- \(\displaystyle x^{14}y^{28}\)
4.
- Als \(3^x=\dfrac{1}{9}\text{,}\) bereken dan \(3^{x+3}\text{.}\)
- Als \(3^x=4\text{,}\) bereken dan \(3^{-2x}\text{.}\)
- Als \(2 x^3=5\text{,}\) bereken dan \(5 x^{-6}\text{.}\)
Antwoord.
- \(\displaystyle 3\)
- \(\displaystyle \frac{1}{16}\)
- \(\displaystyle \frac{4}{5}\)
5.
Het omzetten van eenheden steunt ook op het rekenen met machten. Stel bijvoorbeeld dat we een volume van 4,5 dm\(^3\) willen omzetten naar mm\(^3\text{.}\) Het voorvoegsel \(d\) staat voor \(10^{-1}\) en het voorvoegsel \(m\) voor \(10^{-3}\text{.}\) Dit betekent dat mm\(^3 = (10^{-3}\text{m})^3 = 10^{-9} \text{m}^3\) en we krijgen
\begin{align*}
\amp 4,5 \; \text{dm}^3\\
= \amp \; 4,5 \; (10^{-1} \text{m})^3\\
= \amp \; 4,5 \cdot 10^{-3} \; \text{m}^3\\
= \amp \; 4,5 \cdot 10^{-3} \cdot 10^{-6} \cdot 10^{6} \; \text{m}^3\\
= \amp \; 4,5 \cdot 10^{6} \cdot 10^{-9} \; \text{m}^3\\
= \amp \; 4,5 \cdot 10^{6} \; \text{mm}^3
\end{align*}
Zet volgende eenheden om
- 15 km naar dm
- 2,5 cm/ms naar m/s
- 50 kW naar GW
- 5 g/ml naar kg/m\(^3\) (denk eraan dat 1 dm\(^3=1\) l)
Antwoord.
- \(15 \cdot 10^4\) dm
- \(2,5 \cdot 10\) m/s
- \(50 \cdot 10^{-6}\) GW
- \(5 \cdot 10^3\) kg/m\(^3\)
6.
De wetenschappelijke gemeenschap heeft een standaard eenhedenstelsel, het SI-stelsel (Système international d’unités), vastgelegd dat bestaat uit zeven basiseenheden — vijf ervan ken je al: s (seconde, eenheid van tijd), m (meter, eenheid van lengte), kg (kilogram, eenheid van massa), K (Kelvin, eenheid van temperatuur) en mol (eenheid van stofhoeveelheid).
Afgeleide eenheden kunnen geschreven worden als een product van machten van de basiseenheden. Zo is de eenheid van
- oppervlakte gelijk aan \(\text{m}^2\)
- volume gelijk aan \(\text{m}^3\)
- dichtheid gelijk aan \(\text{kg}/\text{m}^3= \text{kg} \cdot \text{m}^{-3}\)
Belangrijke combinaties van afgeleide eenheden krijgen een eigen naam en symbool:
- pascal
- de eenheid van druk: \(\text{Pa}=\dfrac{\text{N}}{\text{m}^2}=\text{N} \cdot \text{m}^{-2}\)
- newton
- de eenheid van kracht: \(\text{N}=\dfrac{\text{kg} \cdot \text{m}}{\text{s}^2}=\text{kg} \cdot \text{m} \cdot \text{s}^{-2}\)
- joule
- de eenheid van energie: \(\text{J} = \text{N} \cdot \text{m}\)
- watt
- de eenheid van vermogen: \(\text{W}=\dfrac{\text{J}}{\text{s}}\)
- Schrijf de eenheden joule en watt ook als een product van machten van basiseenheden.
- Verbind elke uitdrukking met de juiste eenheid.
- Pa
- \(\displaystyle \dfrac{\text{kg}}{\text{m}} \cdot \left (\dfrac{\text{m}}{\text{s}} \right )^2\)
- N
- \(\displaystyle \dfrac{\text{kg} \cdot \text{m}^2}{\text{s}^3}\)
- J
- \(\displaystyle \text{kg} \cdot \text{m}^2 \cdot \text{s}^{-2} \)
- W
- \(\displaystyle \dfrac{\text{kg} \cdot \text{m}^2}{\text{m}^3 \cdot \text{s}^2}\)
Antwoord.
- \(\text{J}=\text{kg} \cdot \text{m} \cdot \text{s}^{-2} \cdot \text{m} = \text{kg} \cdot \text{m}^2 \cdot \text{s}^{-2}\) en \(W=\dfrac{\text{kg} \cdot \text{m}^2 \cdot \text{s}^{-2}}{\text{s}}=\text{kg} \cdot \text{m}^2 \cdot \text{s}^{-3}\)
- \(\displaystyle \dfrac{\text{kg}}{\text{m}} \cdot \left (\dfrac{\text{m}}{\text{s}} \right )^2 = \text{kg} \cdot \text{m} \cdot \text{s}^{-2} =\text{N} \)
- \(\displaystyle \dfrac{\text{kg} \cdot \text{m}^2}{\text{s}^3}=\text{N} \cdot \frac{\text{m}}{\text{s}} =\text{W}\)
- \(\displaystyle \text{kg} \cdot \text{m}^2 \cdot \text{s}^{-2} = \text{N} \cdot \text{m} =\text{J}\)
- \(\displaystyle \dfrac{\text{kg} \cdot \text{m}^2}{\text{m}^3 \cdot \text{s}^2} = \text{kg} \cdot \text{m}^{-1} \cdot \text{s}^{-2} = \text{N} \cdot \text{m}^{-2} = \text{Pa}\)