1.1 Mocnina a odmocnina v reálném oboru

Poznámka

Definici obecné mocniny reálného čísla s reálným exponentem je nutné připravit definicemi speciálnějších mocnin s přirozeným, celým a racionálním exponentem a definicí odmocniny. Je také nutné sledovat definiční obory jednotlivých operací, zejména to, zda je daná mocnina (odmocnina) definována i pro nulu, příp. záporný základ. Za každou definicí jsou uvedeny základní vlastnosti, které je bezpodmínečně nutné znát, protože na nich jsou založeny úpravy výrazů s mocninami a odmocninami.


Mocnina s přirozeným exponentem.

Definice

Nechť , . Pak -tou mocninou čísla a je číslo , kde v naznačeném součinu se a vyskytuje právě n-krát.


Věta

Pro každé ,  platí:

, , .


Mocnina s celým exponentem.

Definice

Nechť , . Je-li n=0, pak pro  definujeme . Je-li  a , pak definujeme . Symbol  je nyní definován pro každé  a každé celé n.


Věta

Pro každé ,  platí:

, , , , .


Odmocnina v reálném oboru.

Definice

Nechť , . Jestliže , pak n-tou odmocninou čísla a je takové kladné reálné číslo , pro které platí . Toto číslo je právě jedno a značí se . Místo  se píše . Pro  se definuje . Jestliže  a n liché, pak se definuje .


Poznámka

Pro n sudé vždy platí , nikoli , což platí pouze pro .


Příklad

a) , nikoliv .

b) .

c) Řešení rovnice  v R vypadá takto:

.


Věta

Pro každé , ,  platí:

, , , , .


Mocnina s racionálním exponentem.

Definice
Nechť  je reálné číslo, r racionální číslo, které se dá (vždy) vyjádřit ve tvaru , kde p je celé a q přirozené číslo. Pak definujeme . Speciálně pro  dostáváme , .

Obecná mocnina.

Definice

Nechť x je kladné reálné číslo, a libovolné reálné číslo. Pak existuje posloupnost  racionálních čísel taková, že její limita je rovna a. Obecná mocnina  se definuje jako limita posloupnosti , tj. limita posloupnosti mocnin s racionálním exponentem .


Poznámka

Obecná i racionální mocnina je definována pouze pro kladný základ, protože jen tak je zaručena existence její reálné funkční hodnoty.


Věta

Pro každé  platí:

, , , ,

, , , .