Mathematik · Klasse 8–9 · aktualisiert
Exponent einfach erklärt: Bedeutung und Beispiele
Der Exponent ist die kleine Hochzahl einer Potenz. Du lernst, was positive, negative, null und Bruch-Exponenten bedeuten und warum Klammern zählen.
0 von 10 Aufgaben gelöst
Kurz gesagt
Der Exponent ist die Hochzahl in einer Potenz a^n. Ist er eine positive ganze Zahl, zählt er, wie oft die Basis als Faktor vorkommt: 2^3=2\cdot2\cdot2=8. Für a\neq0 gilt a^0=1, und ein negativer Exponent führt zum Kehrwert: 2^{-3}=\frac{1}{8}.
2^3 ist nicht 6, sondern 8. Warum? Die kleine Hochzahl, der Exponent, zeigt, was mit der Basis passiert. Bei positiven ganzen Exponenten zählt er gleiche Faktoren. Bei Exponent 0 und einer Basis ungleich 0 kommt 1 heraus, und ein negativer Exponent führt zum Kehrwert.
Deine Lernziele
Hake ab, was du schon kannst. Löst du alle Aufgaben eines Abschnitts, hakt Mela das Ziel für dich ab.
4 Abschnitte
In a^n ist a die Basis und n der Exponent, auch Hochzahl genannt. Du liest a^n als „a hoch n“. Der ganze Ausdruck heißt Potenz, sein berechnetes Ergebnis Potenzwert. Bei 4^6=4096 ist also 4 die Basis, 6 der Exponent, 4^6 die Potenz und 4096 der Potenzwert. Ist der Exponent eine positive ganze Zahl, gibt er an, wie oft die Basis als Faktor vorkommt: a^n=\underbrace{a\cdot a\cdots a}_{n\text{ Faktoren}}
Definition
Exponent
Der Exponent ist die Hochzahl n in einer Potenz a^n. Er beschreibt, wie die Basis a verwendet wird. Er ist nicht das Ergebnis.
Beispiel: 2^3 berechnen
- 1Die Basis 2 steht dreimal als Faktor da.
- 22^3=2\cdot2\cdot2=8
- 3Nicht verwechseln: 2 · 3 = 6 ist etwas anderes.
Merke: Bei einem positiven ganzen Exponenten zählt der Exponent die gleichen Faktoren. Die Basis wird nicht mit dem Exponenten multipliziert.
Teste dich
Mit Exponent 1 steht die Basis genau einmal da: a^1=a. Für jede Basis a\neq0 gilt außerdem a^0=1. Das passt zur Potenzfolge: Verringerst du den Exponenten um 1, teilst du durch die Basis. Wer den Exponenten 0 als „null Faktoren, also 0“ liest, liegt falsch: Das Teilen durch die Basis führt auf 1.
Beispiel: Die Potenzfolge von 2
- 12^3=8
- 22^2=8:2=4
- 32^1=4:2=2
- 42^0=2:2=1
Merke: a^0=1 gilt nur für a\neq0. Der Ausdruck 0^0 ist ein Sonderfall: Je nach Zusammenhang wird er als 1 festgelegt oder bleibt undefiniert.
Teste dich
Ein Minuszeichen im Exponenten bedeutet nicht, dass der Potenzwert negativ wird. Für a\neq0 und eine positive ganze Zahl n gilt: a^{-n}=\frac{1}{a^n} Du bildest also den Kehrwert der Potenz mit positivem Exponenten. Die Basis 0 ist ausgeschlossen, denn ein Bruch mit Nenner 0 ist nicht definiert. Anders ist es bei einem Minuszeichen vor der Basis. Dann musst du prüfen, ob es zur Basis gehört. In (-2)^4 ist die Basis -2, also gilt (-2)^4=16. In -2^4 ist nur die 2 die Basis: Erst entsteht 2^4=16, dann wirkt das Minus, also -2^4=-16. Bei negativer Basis entscheidet ein positiver ganzer Exponent über das Vorzeichen: gerader Exponent, positiver Wert; ungerader Exponent, negativer Wert.
Beispiel: 2^{-3} berechnen
- 1Ohne das Minus im Exponenten: 2^3=8
- 2Kehrwert bilden: 2^{-3}=\frac{1}{2^3}=\frac{1}{8}
- 3Der Wert ist positiv.
Beispiel: (-2)^3 und -2^3 vergleichen
- 1(-2)^3=(-2)\cdot(-2)\cdot(-2)=-8
- 2-2^3=-(2\cdot2\cdot2)=-8
- 3Gleich sind die Werte nur bei ungeradem Exponenten. Bei geradem gilt (-2)^4=16, aber -2^4=-16.
Merke: Ein Minus im Exponenten heißt Kehrwert. Ein Minus vor der Basis gehört nur mit Klammer zur Basis.
Teste dich
Für eine positive Basis verbindet ein Bruch im Exponenten Potenzieren und Wurzelziehen: a^{\frac{m}{n}}=\sqrt[n]{a^m}\qquad(a>0) Der Zähler m wird zum Exponenten, der Nenner n zum Wurzelexponenten. Bei negativen Basen gelten zusätzliche Bedingungen. Die einfache Regel ist deshalb ausdrücklich für a>0 formuliert.
Beispiel: 9^{\frac{1}{2}} berechnen
- 1Nenner 2: Quadratwurzel, Zähler 1: erste Potenz
- 29^{\frac{1}{2}}=\sqrt{9}=3
- 3Probe: 3^2=9
Merke: Bei a^{\frac{m}{n}} gilt: Nenner = Wurzel, Zähler = Potenz.
Teste dich
Alles auf einen Blick
Exponent
Positive ganze Zahl
zählt gleiche Faktoren
Eins
lässt die Basis unverändert
Null
ergibt bei einer Basis ungleich 0 den Wert 1
Negative ganze Zahl
führt zum Kehrwert
Bruch
verbindet Potenz und Wurzel
Klammern
legen bei Minuszeichen die Basis fest
Musteraufgabe · Schritt für Schritt
Berechne 3^4, 3^0 und 3^{-3}
- 13^4=3\cdot3\cdot3\cdot3=81
- 23^0=1, weil die Basis 3 nicht 0 ist
- 33^{-3}=\frac{1}{3^3}=\frac{1}{27}
- 4Kontrolle: Alle Werte sind positiv, denn die Basis 3 ist positiv.
Fehler finden
Berechne 6^{-2} In einer Zeile steckt ein Fehler. Tippe sie an.
Fehler in Zeile 3Das Minus im Exponenten verlangt den Kehrwert, kein negatives Ergebnis. Richtig ist 6^{-2}=\frac{1}{6^2}=\frac{1}{36}.
Lückentext
Wähl in jeder Lücke das passende Wort und prüf dann deine Antworten.
In 2^5 ist 2 die und 5 der Exponent. Für jede Basis a\neq0 ist a^0 gleich . Ein negativer Exponent führt zum .
Karteikasten
Erst selbst überlegen, dann umdrehen.
Übung mit Feedback