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Mathe

Was sind Potenzen und Exponenten?

Kurze Antwort

Eine Potenz hat eine kleine hochgestellte Zahl (den Exponenten), die zeigt, wie oft man eine Zahl mit sich selbst malnimmt. Also ist 2⁴ gleich 2 · 2 · 2 · 2 = 16.

11–16 JahreWeiterführende Schule

In einem Satz

Eine Potenz sagt dir, wie viele Exemplare einer Zahl du malnehmen musst, also ist 5³ = 5 · 5 · 5 = 125.

Erklärt

3 · 3 · 3 · 3 · 3 zu schreiben ist mühsam. Stattdessen schreiben wir 3⁵. Die große Zahl, 3, ist die Basis (Grundzahl). Die kleine hochgestellte Zahl, 5, ist der Exponent (Hochzahl). Das Ganze, 3⁵, heißt Potenz. Im Englischen sagt man in den USA exponent, in Großbritannien meist index (Mehrzahl indices), und power für die ganze Potenz.

  • 4² = 4 · 4 = 16 ("vier hoch zwei" oder "vier zum Quadrat", siehe Quadratzahlen)
  • 4³ = 4 · 4 · 4 = 64 ("vier hoch drei")
  • 4⁴ = 256 ("vier hoch vier")
  • Rakete
  • Planet
Zehnerpotenzen nutzen Forschende für riesige Entfernungen, wie die 150.000.000 km (1,5 · 10⁸ km) von der Erde zur Sonne.

Potenzen wachsen unglaublich schnell. Falte ein Blatt Papier in der Mitte, dann ist es 2 Lagen dick. Falte noch einmal: 4. Nach 10 Faltungen wären es 2¹⁰ = 1.024 Lagen. Dieses Verdoppeln ist der Grund, warum Computer in Zweierpotenzen zählen (1 Kilobyte waren traditionell 2¹⁰ Byte).

Zehnerpotenzen hängen mit dem Stellenwert zusammen: 10² = 100, 10³ = 1.000, 10⁶ = 1.000.000.

Potenzgesetze (für dieselbe Basis):

Regel Beispiel
Malnehmen: Exponenten addieren 2³ · 2⁴ = 2⁷
Teilen: Exponenten subtrahieren 5⁶ : 5² = 5⁴
Potenz einer Potenz: Exponenten multiplizieren (3²)³ = 3⁶
Exponent null 9⁰ = 1
Negativer Exponent: Kehrwert 2⁻³ = 1/2³ = 1/8

Warum ist 9⁰ = 1? Sieh dir das Muster an: 9³ = 729, 9² = 81, 9¹ = 9. Bei jedem Schritt teilst du durch 9. Ein Schritt weiter ergibt 9 : 9 = 1.

Potenzen kommen früh in der Rechenreihenfolge: In 2 + 3² rechnest du zuerst die Potenz, das gibt 2 + 9 = 11.

Beispiele

  • 6² = 36
  • 2³ = 8
  • 1⁵⁰ = 1
  • (−2)³ = −8
  • 3 · 10⁵ = 300.000
  • x² · x³ = x⁵

Häufige Fehler

  • Die Basis mit dem Exponenten malnehmen. 3⁴ ist 81 und nicht 12.
  • Exponenten bei verschiedenen Basen addieren. 2³ · 5² lässt sich nicht zu einer Potenz zusammenfassen.
  • Bei negativen Zahlen die Klammern vergessen. −3² bedeutet −(3²) = −9, aber (−3)² = 9. Klammern sind wichtig.

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Potenzen

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Frage 1 von 5

Was ist 2⁵?

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Quadratzahlen

Eine Quadratzahl entsteht, wenn du eine ganze Zahl mit sich selbst malnimmst, wie 4 · 4 = 16. Die ersten Quadratzahlen sind 1, 4, 9, 16, 25 und 36.

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Quadratwurzeln

Die Quadratwurzel einer Zahl ist der Wert, der mit sich selbst malgenommen diese Zahl ergibt. Die Wurzel aus 25 ist 5, weil 5 · 5 = 25 ist. Das Zeichen ist √.

Mathe · 11–16 Jahre

Rechenreihenfolge (Punkt vor Strich)

Die Rechenreihenfolge legt fest, in welcher Reihenfolge man rechnet: erst Klammern, dann Potenzen, dann Punktrechnung (· und :), dann Strichrechnung (+ und −).

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Stellenwert

Stellenwert heißt: Der Wert einer Ziffer hängt von ihrer Stelle in der Zahl ab. In 352 ist die 3 dreihundert wert, die 5 fünfzig und die 2 zwei.

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Das Volumen ist der Raum, den ein 3D-Körper einnimmt, gemessen in Kubikeinheiten wie cm³ oder m³. Ein Quader mit 4 cm, 3 cm und 2 cm Kantenlänge hat ein Volumen von 24 cm³.

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Teiler sind Zahlen, die genau in eine Zahl hineinpassen (die Teiler von 12 sind 1, 2, 3, 4, 6 und 12). Vielfache sind die Zahlen ihrer Einmaleins-Reihe (12, 24, 36 …).

Mathe · 8–14 Jahre

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