חוקי חזקות ונוסחאות כפל מקוצר

הנוסחאות עצמן, ולידן הטעויות שחוזרות שוב ושוב במבחנים – עם התיקון והמספרים שמוכיחים.

חוקי חזקות

כל החוקים עובדים רק כשהבסיס זהה – חוץ משניים שמדברים על מכפלה ומנה של בסיסים.

am · an = am+n
aman = am−n
a0 = 1
(am)n = am·n
(a · b)m = am · bm
( ab )m = ambm
a−m = 1am
( ab )−m = ( ba )m

טעויות נפוצות בחזקות

בכל טעות: מה כותבים בטעות, מה נכון, ומספר שבודק את זה בשתי שניות.

חזקה של סכום

(a + b)2 = a2 + b2
(a + b)2 = a2 + 2ab + b2

חזקה מתפרקת על כפל וחילוק בלבד, אף פעם לא על חיבור וחיסור. (3 + 4)2 = 49 ואילו 32 + 42 = 25

כפל חזקות באותו בסיס

am · an = am·n
am · an = am+n

בכפל מחברים מעריכים, מכפילים אותם רק בחזקה של חזקה. 23 · 24 = 27 = 128, לא 212

חזקה של חזקה

(am)n = am+n
(am)n = am·n

הסוגריים הם הסימן: יש סוגריים – מכפילים מעריכים. (23)2 = 26 = 64, לא 25 = 32

מעריך שלילי

a−m = − am
a−m = 1am

מעריך שלילי הופך לשבר, הוא לא הופך את הסימן של המספר. 2−3 = 18 – מספר חיובי, לא −8

מינוס וסוגריים

−24 = 16
−24 = −16 , (−2)4 = 16

בלי סוגריים החזקה חלה רק על המספר, והמינוס נשאר בחוץ. בחזקה אי-זוגית אין הבדל: (−2)3 = −23 = −8

חיבור חזקות

am + an = am+n
אין חוק לחיבור – מוציאים גורם משותף

מחברים מעריכים רק כשמכפילים. בחיבור מוציאים את החזקה הקטנה החוצה. 23 + 22 = 12, ולא 25 = 32

בסיסים שונים

23 · 54 = 107
23 · 53 = 103

מאחדים בסיסים רק כשהמעריך זהה. מעריכים שונים – משאירים כמו שהם. אפשר גם לפרק: 23 · 54 = 103 · 5

מקדם וחזקה

(3x)2 = 3x2
(3x)2 = 9x2

הסוגריים כוללים גם את המקדם, ולכן גם הוא עולה בחזקה. 3x2 זה משהו אחר לגמרי – שם החזקה על ה-x בלבד

נוסחאות כפל מקוצר

שלוש הראשונות לריבוע, ואחריהן סכום והפרש קוביות.

(a + b)2 = a2 + 2ab + b2
(a − b)2 = a2 − 2ab + b2
(a + b)(a − b) = a2 − b2
(a + b)(a2 − ab + b2) = a3 + b3
(a − b)(a2 + ab + b2) = a3 − b3

טעויות נפוצות בכפל מקוצר

רוב הטעויות כאן הן סימן חסר או איבר אמצעי שנשכח.

האיבר האמצעי נעלם

(a + b)2 = a2 + b2
(a + b)2 = a2 + 2ab + b2

ריבוע של סכום הוא מכפלה של הסוגריים בעצמם, ומשם נולד ה-2ab. (x + 5)2 = x2 + 10x + 25

הסימן של האיבר האחרון

(a − b)2 = a2 − 2ab − b2
(a − b)2 = a2 − 2ab + b2

רק האיבר האמצעי מקבל מינוס. האחרון הוא ריבוע, ולכן תמיד חיובי. (x − 3)2 = x2 − 6x + 9

סכום ריבועים

a2 + b2 = (a + b)(a − b)
a2 − b2 = (a + b)(a − b)

רק הפרש ריבועים מתפרק. a2 + b2 לא ניתן לפירוק. x2 − 9 = (x + 3)(x − 3), אבל x2 + 9 נשאר כמו שהוא

מקדם בתוך הסוגריים

(2x + 3)2 = 2x2 + 12x + 9
(2x + 3)2 = 4x2 + 12x + 9

ה-a בנוסחה הוא כל האיבר 2x, ולכן a2 = 4x2. האיבר האמצעי: 2 · 2x · 3 = 12x

סדר האיברים בחיסור

(a − b)2 = − (b − a)2
(a − b)2 = (b − a)2

בריבוע הסדר לא משנה, כי המינוס מתבטל. בלי ריבוע הוא כן משנה: a − b = −(b − a). (2 − 5)2 = (5 − 2)2 = 9

מינוס לפני סוגריים

−(x + 2)2 = (−x − 2)2
−(x + 2)2 = −x2 − 4x − 4

קודם פותחים את הריבוע, ורק אחר כך מכפילים את כל האיברים במינוס. המינוס מחוץ לסוגריים אינו חלק מהבסיס של החזקה