Le potenze: applicazioni nelle espressioni

Nel vasto universo della matematica, come abbiamo avuto modo di vedere all’interno del nostro blog, tramite articoli pubblicati periodicamente, la potenza non rappresenta altro che una forma elegante e concisa al fine di denotare il numero delle volte per le quali occorre moltiplicare un numero per sé stesso.

Data la sua importanza vanta un vasto numero di definizioni e regole, poste a delineare e a spiegare ogni possibile situazione a cui potremmo imbatterci, come potenze di potenze, quoziente di potenze con la stessa base e prodotto di potenze con lo stesso esponente. Tuttavia il concetto di potenza non si sofferma soltanto su aspetti teorici, bensì anche pratici, che tornano utili soprattutto durante lo svolgimento di espressioni: l’argomento che nel corso di questo articolo tratteremo insieme e che chiuderà definitivamente la parte relativa alle potenze.

La prossima settimana, infatti, saremo felici di inaugurare una nuova sezione con argomenti matematici tutti nuovi da scoprire. Ti consiglio di non perderti l’articolo venturo al fine di alimentare le tue conoscenze in questa materia.

Regole e definizione per svolgere un espressione

Un’espressione matematica è una combinazione di simboli matematici, numeri, variabili e operatori che viene svolta seguendo le regole della matematica per ottenere un risultato numerico o algebrico. Le espressioni matematiche possono variare in complessità e possono includere operazioni come l’addizione, la sottrazione, la moltiplicazione, la divisione, nonché le potenze, le radici quadrate e le costanti.

Per svolgere correttamente le espressioni, necessitiamo di nozioni da ricordare riguardanti l’ordine delle operazioni che vanno eseguite e delle parentesi. Nello specifico l’esatto ordine degli operatori è dato svolgendo:

  1. potenze;
  2. moltiplicazioni e divisioni nell’ordine in cui si presentano;
  3. addizioni e sottrazioni rispettando il loro ordine.

Le parentesi, che invece si presentano in tre tipi, non possono persistere all’interno di un’espressione svolta pian piano. Pertanto possono essere eliminate, ma occorre rispettare anche qui un ordine ben preciso e definito:

  1. parentesi tonde;
  2. parentesi quadre;
  3. parentesi graffe.

Svolgimento di un’espressione

Dopo aver gettato le basi essenziali sul modo corretto con cui svolgere un’espressione, possiamo addentrarci all’interno di quest’argomento provvedendo alla risoluzione di un’espressione, spiegata nei minimi dettagli, analizzando ogni passaggio:

  1. il primo passo da eseguire è quello di ricopiare il testo dell’espressione su un foglio di carta o quaderno. Nel nostro caso, l’espressione che bisogna risolvere è la seguente: {143 : 73 – 2 * [(32 – 3 – 22) * (5 – 22)] – 29 : 27} : 5 =
  2. bisogna procedere con lo sviluppo delle potenze applicando le loro nozioni aggiungendo lo sviluppo dei termini presenti dentro parentesi tonde. In questa situazione sono presenti due quozienti di potenza con lo stesso esponente. Pertanto si svilupperà: {(14:7)3 – 2 * [( 9 – 3 – 4) * ( 5 -4)] – 29-7} : 5 =
  3. si procederà con l’eliminazione definitiva delle parentesi tonde più lo sviluppo di altri calcoli possibili. Nel nostro caso, oltre ad eliminare le parentesi tonde presenti possiamo continuare a sviluppare le potenze, ottenendo: {23 – 2 * [ 2 * 1] – 4} : 5=
  4. si continuerà eliminando le parentesi quadrate: {8 – 2 * 2 – 4} : 5 =
  5. la nostra espressione, in questo modo, sarà in fase conclusiva e, per esser ultimata del tutto, dovremo provvedere all’eliminazione della parentesi graffa, realizzando prima la moltiplicazione e solo dopo la sottrazione, ottenendo in questo modo 0 : 5, che come risultato darà ovviamente 0, nel momento in cui ogni numero diviso o moltiplicato per zero dà sempre zero.

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Analisi e spiegazione delle espressioni tra numeri naturali

Le espressioni tra numeri naturali, fondamentali nella matematica elementare, svolgono un ruolo cruciale nel rappresentare e risolvere un’ampia gamma di problemi numerici, che spaziano dai calcoli più elementari a situazioni matematiche di maggiore complessità.

Nel corso di questo articolo, esamineremo in dettaglio la natura delle espressioni tra numeri naturali, apprendendo come definirle, crearle e, soprattutto, risolverle. Prima di cominciare, ti suggerirei un rapido ripasso dei numeri naturali, i protagonisti dell’argomento che andremo a trattare insieme, e delle quattro operazioni della matematica, sempre utilizzate all’interno delle espressioni, ossia addizione, sottrazione, moltiplicazione e divisione: argomenti che puoi apprendere facilmente consultando gli articoli che ritrovi nel nostro blog e, nello specifico, all’interno della categoria Matematica.

Concetto di espressione tra numeri naturali

Un’espressione tra numeri naturali si manifesta come una combinazione di numeri naturali, operatori matematici e, talvolta, parentesi. L’obiettivo principale di tali espressioni è quello di raffigurare un calcolo o una relazione matematica tra i numeri naturali coinvolti. Esse costituiscono un mezzo versatile sia per risolvere problemi matematici che richiedono calcoli di base che per rappresentare regole matematiche più elaborate.

Le operazioni matematiche utilizzate nelle espressioni tra numeri naturali includono l’addizione (+), la sottrazione (–), la moltiplicazione (*) e la divisione (/). Le parentesi {[( )]}, invece, vengono utilizzate al fine di stabilire l’ordine di esecuzione delle operazioni.

L’importanza delle parentesi

Le parentesi giocano un ruolo di cruciale importanza nelle espressioni tra numeri naturali, in quanto servono a determinare l’ordine delle operazioni. Difatti, senza parentesi, gli operatori seguirebbero le regole convenzionali dell’ordine delle operazioni matematiche, che stabiliscono che le moltiplicazioni e le divisioni debbano essere effettuate prima delle addizioni e delle sottrazioni. Le parentesi, quindi, permettono di alterare tale ordine, se necessario, per ottenere il risultato desiderato.

Svolgimento delle espressioni tra numeri naturali

Al fine di esemplificare quanto scritto nel nostro articolo, vorrei proporti lo svolgimento di una semplice espressione tra numeri naturali, spiegata ad ogni passaggio e contenente parentesi tonde, quadrate e graffe e i quattro operatori matematici: addizione, sottrazione, moltiplicazione e divisione. Nell’eventualità in cui avessi qualche dubbio riguardante lo svolgimento delle espressioni, ti invito ad esporlo attraverso la sezione commenti, dove lo chiariremo insieme.

Qualora ci trovassimo in una situazione in cui occorre risolvere un’espressione matematica, dato che svolgerla in un unico passaggio risulterebbe un’ardua impresa, dovremo seguire i seguenti passi:

riportiamo su un foglio il testo iniziale dell’espressione, attenzionando a non commettere errori durante la fase di trascrizione:(80−40):{[(42−25)⋅3−37]:7+9:3}=

svolgiamo i calcoli eseguibili all’interno delle parentesi tonde, al fine di eliminarle:40:{[17⋅3-37]:7+9:3}=

proseguiamo i calcoli all’interno delle parentesi quadre, rispettando le regole convenzionali dell’ordine delle operazioni matematiche. Nel caso del nostro esempio il primo calcolo da eseguire sarà quello della moltiplicazione, ossia 17⋅3:40:{[51-37]:7+9:3}=

eliminiamo le parentesi quadre tramite lo svolgimento dell’ultimo passaggio rimasto, quindi quello della sottrazione:40:{14:7+9:3}=

dopo aver svolto i passaggi soprastanti, ci ritroveremo di fronte all’ultima parentesi rimasta, quella graffa. Nuovamente, svolgeremo i calcoli rispettando le nozioni comuni dell’ordine degli operatori matematici. Nel caso della nostra espressione, quindi, potremo svolgere contemporaneamente ben due passaggi riguardanti la divisione, ossia 14:7 e 9:3:40:{2+3}=

procediamo andando a sommare i due addendi dell’addizione, raffiguranti l’ultimo passaggio rimasto all’interno delle parentesi graffe, al fine di eliminare quest’ultime:40:5=

prima di terminare la nostra espressione, bisogna svolgere l’ultimo passaggio rimasto, in modo da ottenere il risultato finale. In questa circostanza occorrerà dividere 40 per 5 ed ottenere come quoziente 8: 40:5= 8

Applicazioni nelle scienze e nella vita quotidiana

Le espressioni con i numeri naturali non sono solo una nozione astratta della matematica, ma hanno applicazioni pratiche in vari campi. Ad esempio, in fisica, queste espressioni vengono utilizzate per calcolare distanze, velocità e molto altro. Nell’ingegneria sono fondamentali per progettare e costruire strutture e dispositivi. Persino nelle transazioni finanziarie quotidiane, le espressioni con i numeri naturali sono alla base dei calcoli finanziari, dalla determinazione dell’IVA al calcolo degli interessi.

Ciò ci fa capire quanto la matematica sia una materia che, volente o nolente, dovremo applicare costantemente durante la nostra vita. Data la sua importanza, il nostro blog ti propone ogni domenica un nuovo articolo che puoi consultare facilmente accedendo ai tag o alla categoria del soggetto in questione. L’obiettivo principale di ogni post è quello di spiegare al meglio gli argomenti e nozioni della matematica. Inoltre, questo articolo chiude una prima parte di questa materia, ossia quella dei numeri naturali. Ti consiglio di accedere nuovamente la prossima domenica in modo da scoprire quale sarà il prossimo argomento che approfondiremo insieme.

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