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Mathe

Negative Exponenten als Bruch

Ein negativer Exponent bedeutet den Kehrwert. Du wechselst zwischen Bruch und Potenz hin und her.

  • ca. 11 Minuten
  • Klasse 9
  • Niveau: Plus

Das lernst du heute

  • Ich schreibe eine Potenz mit negativem Exponenten als Bruch.
  • Ich schreibe einen Bruch wie 1/81 als Potenz.
  • Ich erkläre, warum a⁰ = 1 gilt.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Kleine Zahlen mit Zehnerpotenzen, Potenzen: Basis und Exponent

Du kennst 10⁻³ = 0,001. Das ist ein Bruch: 0,001 = ein Tausendstel = ein Zehntel³. Das gilt für jede Basis: a⁻ⁿ = 1/aⁿ, wenn a nicht 0 ist. Beispiel: 2⁻³ = ein halb³ = ein Achtel. Ein negativer Exponent macht die Zahl also nicht negativ. Er bedeutet den Kehrwert. Warum ist das so? Schau auf ein Muster: 2³ = 8, 2² = 4, 2¹ = 2. Mit jedem Schritt nach unten halbiert sich der Wert. So geht es weiter: 2⁰ = 1, 2⁻¹ = ein halb, 2⁻² = ein Viertel, 2⁻³ = ein Achtel. Dasselbe Muster zeigt: a⁰ = 1 für jede Zahl a außer 0. Rückwärts: Ein Bruch wird zur Potenz. ein 81stel = ein Drittel⁴ = 3⁻⁴ und ein Tausendstel = 10⁻³. Steht ein Bruch in der Basis, vertauschst du Zähler und Nenner: (ein halb)⁻² = 2² = 4.

Jeder Schritt nach rechts halbiert den Wert.
Potenz2³2²2¹2⁰2⁻¹2⁻²2⁻³
Wert8421ein halbein Viertelein Achtel

Von der Potenz zum Bruch

  1. Aufgabe: 5⁻² als Bruch.
  2. Negativer Exponent: Bilde den Kehrwert.
  3. 5⁻² = ein Fünftel².
  4. 5² = 25.
  5. Also ist 5⁻² = ein 25stel.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Negativer Exponent heißt: Kehrwert.

2⁻¹ ist ein halb.

2⁻² ist ein Viertel.

Ein Beispiel

Beispiel

Du halbierst ein Seil wieder und wieder. Danach hast du ein halb, ein Viertel, ein Achtel vom Seil. Das sind 2⁻¹, 2⁻² und 2⁻³.

Schritt für Schritt

Wir schreiben ein 81stel als Potenz

  1. 81 = 3 · 3 · 3 · 3 = 3⁴.
  2. Also ist ein 81stel = ein Drittel⁴.
  3. Den Bruch ein Drittel⁴ schreibst du als 3⁻⁴.
  4. Ergebnis: ein 81stel = 3⁻⁴.

Mit einem Bild erklärt

PotenzBruchDezimalzahl
10⁻¹ein Zehntel0,1
10⁻²ein Hundertstel0,01
10⁻³ein Tausendstel0,001

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

3⁻² = 1/n. Welche Zahl ist n?

Zeig mir den ersten Schritt

3⁻² = ein Drittel². Rechne 3².

Lösung ansehen

Lösung: 9

3² = 9, also 3⁻² = ein Neuntel.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

4⁻³ = 1/n. Welche Zahl ist n?

Zeig mir den ersten Schritt

4⁻³ = ein Viertel³. Rechne 4³.

Lösung ansehen

Lösung: 64

4 · 4 · 4 = 64.

Tipp: Das Minus im Exponenten macht die Zahl nicht negativ. Es verschiebt die Potenz in den Nenner.

Merksatz: a⁻ⁿ = 1/aⁿ (a ≠ 0). Und a⁰ = 1 (a ≠ 0).

Typischer Fehler: Viele rechnen 2⁻³ = −8 oder −6. Beides stimmt nicht. 2⁻³ = ein halb³ = ein Achtel. Der Wert ist positiv und kleiner als 1.

Prüfen

Mini-Quiz

6 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 2⁻³ = 1/n. Welche Zahl ist n?

Zeig mir den ersten Schritt

2⁻³ = ein halb³.

Lösung ansehen

Lösung: 8

2³ = 8.

Frage 2 Welcher Bruch ist 5⁻²?
Lösung ansehen

Lösung: ein 25stel

Frage 3 Wie schreibst du ein Tausendstel als Zehnerpotenz?
Lösung ansehen

Lösung: 10⁻³

Frage 4 Wie viel ist 7⁰?

Zeig mir den ersten Schritt

Denke an das Muster: Jeder Schritt nach unten teilt durch die Basis.

Lösung ansehen

Lösung: 1

a⁰ = 1 für jede Zahl a außer 0.

Frage 5 3⁻² ist eine negative Zahl.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 6 Wie schreibst du ein 64stel als Potenz von 2?
Lösung ansehen

Lösung: 2⁻⁶

Geschafft

Du wechselst zwischen negativen Exponenten und Brüchen.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Potenzen und Zehnerpotenzen

Kurz erklärt, 52 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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