קליק · מתמטיקה
חזקות ושורשים — משמעות וחוקי חישוב
מה אומרת חזקה, למה שורש מחזיר לאחור ואיך שומרים על הסימנים.
https://klikedu.app/learn/powers-roots1. חזקה מקצרת כפל חוזר
בחזקה, הבסיס הוא המספר שחוזר בכפל, והמעריך אומר כמה גורמים כאלה יש. למשל 3⁴ פירושו ארבעה גורמים שכולם 3. המעריך אינו מספר שמכפילים בו את הבסיס פעם אחת; הוא מתאר את אורך שרשרת הכפל.
דוגמה: חשבו 3⁴.
- הבסיס 3 והמעריך 4, לכן כותבים 3 × 3 × 3 × 3.
- מחשבים בהדרגה: 3 × 3 = 9, ואז 9 × 3 = 27.
- 27 × 3 = 81, ולכן 3⁴ = 81.
תרגול מודרך
כמה הם 2³?
- 6
- 8
- 9
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
כמה הם 4³?
- 64
- 12
- 81
תשובה: __________________________________________________
2. בסיס שלילי: סופרים סימנים
כאשר בסיס שלילי מוקף בסוגריים, המינוס הוא חלק מכל גורם בכפל. שני גורמים שליליים נותנים מכפלה חיובית. לכן בחזקה זוגית כל המינוסים מתחברים בזוגות, ובחזקה אי־זוגית נשאר מינוס אחד והתוצאה שלילית.
דוגמה: חשבו (−2)⁴ וגם (−2)³.
- בחזקה הרביעית: (−2) × (−2) × (−2) × (−2) = 4 × 4 = 16.
- בחזקה השלישית: (−2) × (−2) × (−2) = 4 × (−2) = −8.
- זוגיות המעריך קובעת את הסימן כאשר הבסיס שלילי.
תרגול מודרך
כמה הם (−3)²?
- −9
- −6
- 9
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
כמה הם (−2)⁵?
- 32
- −32
- −10
תשובה: __________________________________________________
3. סוגריים קובעים למי שייכת החזקה
בלי סוגריים סביב המספר השלילי, המינוס שמלפני החזקה נשאר מחוץ לה. מחשבים קודם את החזקה ורק אז לוקחים את הערך הנגדי. לכן (−3)² ו־−3² אינם אותו ביטוי, אף שהם משתמשים באותם מספרים וסימנים.
דוגמה: השוו (−5)² עם −5².
- בסוגריים: (−5)² = (−5) × (−5) = 25.
- בלי סוגריים: −5² = −(5 × 5) = −25.
- הסוגריים קבעו אם המינוס נמצא בתוך הבסיס.
תרגול מודרך
כמה הם −4²?
- −16
- 16
- −8
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
מה ההפרש (−3)² − 3²?
- 18
- −18
- 0
תשובה: __________________________________________________
4. בכפל בסיס זהה מחברים מעריכים
כאשר כופלים חזקות בעלות אותו בסיס, מצרפים שתי שרשראות של אותו גורם. מספר הגורמים הכולל הוא סכום המעריכים, ולכן הבסיס נשאר והמעריכים מתחברים. התנאי הוא בסיס זהה וכפל בין החזקות; אין מחברים את הבסיסים עצמם.
דוגמה: פשטו 2³ × 2² כחזקה אחת.
- 2³ מכיל שלושה גורמים של 2, ו־2² מכיל עוד שניים.
- ביחד יש חמישה גורמים: 2 × 2 × 2 × 2 × 2.
- לכן 2³ × 2² = 2⁵.
תרגול מודרך
מה שווה ל־3² × 3⁴?
- 9⁶
- 3⁶
- 3⁸
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
פשטו 5³ × 5.
- 5⁴
- 5³
- 25³
תשובה: __________________________________________________
5. בחילוק בסיס זהה מחסרים מעריכים
בחילוק חזקות עם אותו בסיס, גורמים זהים במונה ובמכנה מצטמצמים. מספר הגורמים שנשאר הוא הפרש המעריכים. הבסיס חייב להיות שונה מאפס כדי שהחלוקה תהיה מוגדרת. כאן נתחיל במקרים שבהם במונה יש לפחות כמו במכנה.
דוגמה: פשטו .
- במונה חמישה גורמי 2 ובמכנה שניים.
- מצמצמים שני גורמים ומקבלים 2 × 2 × 2.
- לכן = 2³ = 8.
תרגול מודרך
מה שווה ל־?
- 3³
- 3⁸
- 3⁴
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
חשבו .
- 25
- 5
- 1
תשובה: __________________________________________________
6. חוקי כפל אינם חוקי חיבור
בחיבור חזקות אין שרשרת משותפת של גורמים, ולכן אין לחבר מעריכים באופן אוטומטי. מחשבים את החזקות ומחברים את ערכיהן, או מכנסים איברים זהים אם למדו זאת. לפני שימוש בחוק בודקים גם את הפעולה שבין החזקות וגם את הבסיסים.
דוגמה: חשבו 2³ + 2².
- הפעולה בין החזקות היא חיבור, ולכן חוק הכפל אינו מתאים.
- מחשבים: 2³ = 8 ו־2² = 4.
- מחברים: 8 + 4 = 12, ולא 2⁵.
תרגול מודרך
כמה הם 3² + 3²?
- 3⁴ = 81
- 18
- 6⁴ = 1296
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
באיזה ביטוי מותר לחבר מעריכים תוך שמירת הבסיס 2?
- 2³ × 2⁴
- 2³ + 2⁴
- 2³ × 3⁴
תשובה: __________________________________________________
7. בחזקה של חזקה מכפילים מעריכים
בחזקה של חזקה, כל עותק של החזקה הפנימית הוא שרשרת גורמים. המעריך החיצוני אומר כמה עותקים כאלה מכפילים. לכן מספר הגורמים הכולל מתקבל מכפל המעריכים, ולא מחיבורם. הסוגריים מראים שהחזקה הפנימית כולה היא הבסיס החדש.
דוגמה: פשטו (2³)².
- החזקה החיצונית מבקשת שני עותקים: 2³ × 2³.
- בכל עותק שלושה גורמי 2, לכן בסך הכול 3 × 2 = 6.
- מקבלים (2³)² = 2⁶.
תרגול מודרך
מה שווה ל־(3²)³?
- 3⁵
- 9⁵
- 3⁶
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
פשטו (5⁴)².
- 5⁶
- 5⁸
- 25⁶
תשובה: __________________________________________________
8. חזקה אפס של בסיס שאינו אפס
מספר שאינו אפס חלקי עצמו שווה ל־1. אם כותבים את אותו חילוק כחילוק חזקות, הפרש המעריכים הוא אפס. כך מבינים מדוע a⁰ = 1 כאשר a שונה מאפס. התנאי חשוב: אין להשתמש בהסבר או בכלל הזה עבור 0⁰.
דוגמה: למה 5⁰ = 1?
- = 1, כי מחלקים מספר שאינו אפס בעצמו.
- לפי חוק החילוק, אותו ביטוי הוא 53 − 3 = 5⁰.
- לכן 5⁰ = 1.
תרגול מודרך
כמה הם 7⁰?
- 1
- 0
- 7
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
באיזה ביטוי אי אפשר להשתמש בכלל ״חזקה אפס שווה 1״ שלמדנו?
- (−2)⁰
- 0⁰
- 10⁰
תשובה: __________________________________________________
9. שורש ריבועי בוחר את הלא־שלילי
השורש הריבועי הראשי של מספר לא־שלילי הוא המספר הלא־שלילי שריבועו נותן אותו. סימן השורש מבקש ערך אחד כזה. למשל 7 וגם −7 נותנים ריבוע 49, אבל 49 מציין רק 7. גם לאפס יש שורש: אפס.
דוגמה: חשבו 49.
- מחפשים מספר שריבועו 49: 7 × 7 = 49.
- המספר 7 אינו שלילי, ולכן 49 = 7.
- −7 אינו ערך סימן השורש הראשי, אף שריבועו גם 49.
תרגול מודרך
מהו 36?
- −6
- 18
- 6
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
מהו 0?
- 0
- 1
- אין שורש ממשי
תשובה: __________________________________________________
10. משוואת ריבוע יכולה לתת שני פתרונות
המשוואה x² = 49 אינה שואלת רק על ערך סימן השורש; היא מבקשת כל מספר שריבועו 49. מספר חיובי והנגדי שלו נותנים אותו ריבוע. לכן כאשר אגף ימין חיובי מתקבלים שני פתרונות, ואילו ל־x² = 0 יש פתרון יחיד.
דוגמה: פתרו x² = 36.
- 6² = 36, ולכן x = 6 מתאים.
- גם (−6)² = 36, ולכן x = −6 מתאים.
- הפתרונות הם x = 6 או x = −6.
תרגול מודרך
מהם פתרונות x² = 25?
- x = 5 בלבד
- x = 5 או x = −5
- x = 25 או x = −25
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
כמה פתרונות ממשיים יש ל־x² = 0?
- אחד: x = 0
- שניים: 0 ו־−0
- אין פתרון
תשובה: __________________________________________________
11. חזקות ושורשים לפני חיבור
סדר פעולות קובע כיצד לקרוא ביטוי באופן חד־משמעי. מחשבים קודם סוגריים, אחריהם חזקות ושורשים, אחר כך כפל וחילוק ולבסוף חיבור וחיסור. כפל וחילוק מבצעים משמאל לימין, וכך גם חיבור וחיסור בינם לבין עצמם. בכל שלב מחליפים רק את החלק שחישבנו.
דוגמה: חשבו 3 + 2² × 5.
- מחשבים חזקה: 2² = 4, ולכן נשאר 3 + 4 × 5.
- מחשבים כפל: 4 × 5 = 20.
- מחברים: 3 + 20 = 23.
תרגול מודרך
כמה הם 3 + 2²?
- 10
- 25
- 7
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
חשבו 16 + 2 × 3².
- 22
- 36
- 54
תשובה: __________________________________________________
12. שורש של סכום מחושב מבפנים
כל מה שנמצא בתוך סימן השורש הוא מספר אחד שצריך למצוא לו שורש. בדרך כלל אי אפשר לפצל שורש של סכום לסכום של שורשים. מחשבים את הסכום שבתוך השורש לפני הפעלת השורש, כמו שמכבדים סוגריים בכל ביטוי אחר.
דוגמה: חשבו 9 + 16.
- מחשבים תחילה את הסכום שבתוך השורש: 9 + 16 = 25.
- 25 = 5.
- החישוב 9 + 16 היה נותן 3 + 4 = 7, אך זה ביטוי אחר.
תרגול מודרך
כמה הם 4 + 5?
- 4 + 5
- 9
- 3
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
חשבו 16 + 9 + 2³.
- 15
- 13
- 11
תשובה: __________________________________________________
13. אומדים שורש בין ריבועים מוכרים
גם בלי מחשבון אפשר למצוא בין אילו מספרים שלמים נמצא שורש. מחפשים ריבוע שלם קטן מן המספר וריבוע שלם גדול ממנו. במספרים לא־שליליים סדר הריבועים נשמר, ולכן גם השורש נמצא בין הבסיסים של שני הריבועים האלה. הסימן < פירושו ״קטן מ־״; למשל 4 < 5 אומר ש־4 קטן מ־5.
דוגמה: בין אילו שלמים נמצא 20?
- 4² = 16 ו־5² = 25.
- 20 נמצא בין 16 ל־25.
- לכן 4 < 20 < 5.
תרגול מודרך
בין אילו שלמים עוקבים נמצא 10?
- 3 ו־4
- 5 ו־6
- 2 ו־3
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
בין אילו שלמים עוקבים נמצא 50?
- 6 ו־7
- 7 ו־8
- 8 ו־9
תשובה: __________________________________________________
14. מחברים סימנים וסדר פעולות
בביטוי משולב בודקים תחילה בדיוק מה הבסיס ומה נמצא בתוך השורש. רק אז מחשבים את החזקות והשורשים וממשיכים לפי סדר הפעולות. כל כלל נשאר מקומי לחלק שלו; אין צורך להפעיל חוק חזקה על הביטוי כולו.
דוגמה: חשבו (−2)² + 36 × 3.
- הבסיס בחזקה הוא −2, ולכן (−2)² = 4.
- 36 = 6, ומתקבל 4 + 6 × 3.
- כפל לפני חיבור: 4 + 18 = 22.
תרגול מודרך
חשבו (−3)² + 16.
- −5
- 25
- 13
תשובה: __________________________________________________
ניסיון עצמאי
חשבו −2² + 25 × 2.
- 14
- 6
- 2
תשובה: __________________________________________________
דוגמה מסכמת
חשבו את הביטוי: (−2)² + 36 × 3.
- הסוגריים מראים שהבסיס בחזקה הוא מינוס 2.
- מחשבים חזקה ושורש: (−2)² = 4, 36 = 6.
- כפל לפני חיבור: 6 × 3 = 18.
- מחברים: 4 + 18 = 22.
תרגול מסכם
שאלה 1
חשבו 3³.
________________________________________________________
שאלה 2
מה 64?
________________________________________________________
שאלה 3
חשבו (−4)².
________________________________________________________
שאלה 4
מה המעריך החסר: 2³ × 2⁴ = 2 בחזקת ___?
________________________________________________________
שאלה 5
חשבו 9 + 16 + 2³.
________________________________________________________
שאלה 6
למשוואה x² = 36 יש כמה פתרונות ממשיים?
________________________________________________________
בדיקה עצמית
האם אני יכול/ה להסביר את הרעיון ולפתור שאלה בלי עזרה? אם לא, חוזרים לדוגמה ולרמזים שבאתר.