Hukum Indeks

4.1 Hukum Indeks
 
Imej ini mempunyai latar belakang biru dan menampilkan konsep daripada matematik bertajuk ‘Law of Indices.’ Tajuk itu disertakan dalam gelembung biru yang tidak sekata. Terdapat dua gelembung tambahan yang disambungkan ke gelembung tajuk dengan anak panah merah. 1. Gelembung atas mengandungi teks: 'Indeks, atau eksponen, mewakili pendaraban berulang nombor dengan sendirinya.' 2. Gelembung bawah mengandungi teks: 'Jika a ialah nombor dan n ialah integer positif, maka a^ n = a × a × ... × a (n kali).' Di sudut kiri bawah, terdapat logo dengan teks 'Pandai.'
 
Hukum Asas Indeks
  • Hukum Hasil Darab: \(a^m\times a^n=a^{m+n}\)
  • Hukum Bahagi: \(\dfrac{a^m}{a^n}=a^{m-n}\) (untuk \(a\neq 0\))
  • Hukum Kuasa: \((a^m)^n=a^{mn}\)
  • Eksponen Sifar: \(a^0=1\) (untuk \(a\neq 0\))
  • Eksponen Negatif: \(a^{-n}=\dfrac{1}{a^n}\) (untuk \(a\neq 0\))
 
Indeks Pecahan
  • \(a^{\frac{1}{n}}\) mewakili punca kuasa \(n\) bagi \(a:a^{\frac{1}{n}}=\sqrt[n]{a}\)
  • \(a^\frac{m}{n}=\sqrt[n]{a^m}=(\sqrt[n]{a})^m\)
 
Mempermudah Ungkapan
  • Gabungkan sebutan yang sama menggunakan hukum indeks.
  • Permudahkan ungkapan dengan indeks dengan menerapkan hukum yang sesuai.
 
Menyelesaikan Masalah yang Melibatkan Indeks
Jika \(a^m=a^n\), maka \(m=n\) atau jika \(a^m=b^m\), maka \(a=b\) apabila \(a \gt 0\) dan \(a \neq 1\).
 
Konsep Penting
  • Asas: Nombor yang didarabkan.
  • Eksponen: Bilangan kali asas didarabkan dengan dirinya sendiri.
  • Bentuk Indeks: Ungkapan yang ditulis dengan eksponen, contohnya \(2^3\).
 
Contoh \(1\)
Soalan

Permudahkan ungkapan algebra yang berikut.

\((5x^{-1})^3\times4xy^2 \div (xy)^{-4}\)

Penyelesaian

\(\begin{aligned} &(5x^{-1})^3\times4xy^2 \div (xy)^{-4} \\ &=\dfrac{(5x^{-1})^3\times4xy^2}{(xy)^{-4}} \\ &=5^3x^{-3}\times 4xy^2 \times (xy)^4 \\ &=125\times 4\times x^{-3+1+4}\times y^{2+4} \\ &=500x^2y^6. \end{aligned}\)

 
Contoh \(2\)
Soalan

Tunjukkan bahawa \(7^{2x-1}=\dfrac{49^x}{7}\).

Penyelesaian

Selesaikan persamaan di sebelah kiri.

\(\begin{aligned} 7^{2x-1}&=\dfrac{7^{2x}}{7} \\ &=\dfrac{49^x}{7}. \end{aligned}\)

 
Contoh \(3\)
Soalan

Selesaikan persamaan berikut.

\(32^x=\dfrac{1}{8^{x-1}}\)

Penyelesaian

\(\begin{aligned} 32^x&=\dfrac{1}{8^{x-1}} \\ 2^{5x}&=2^{-3(x-1)} \\ 5x&=-3x+3 \\ 8x&=3 \\ x&=\dfrac{3}{8}. \end{aligned}\)

 

Hukum Indeks

4.1 Hukum Indeks
 
Imej ini mempunyai latar belakang biru dan menampilkan konsep daripada matematik bertajuk ‘Law of Indices.’ Tajuk itu disertakan dalam gelembung biru yang tidak sekata. Terdapat dua gelembung tambahan yang disambungkan ke gelembung tajuk dengan anak panah merah. 1. Gelembung atas mengandungi teks: 'Indeks, atau eksponen, mewakili pendaraban berulang nombor dengan sendirinya.' 2. Gelembung bawah mengandungi teks: 'Jika a ialah nombor dan n ialah integer positif, maka a^ n = a × a × ... × a (n kali).' Di sudut kiri bawah, terdapat logo dengan teks 'Pandai.'
 
Hukum Asas Indeks
  • Hukum Hasil Darab: \(a^m\times a^n=a^{m+n}\)
  • Hukum Bahagi: \(\dfrac{a^m}{a^n}=a^{m-n}\) (untuk \(a\neq 0\))
  • Hukum Kuasa: \((a^m)^n=a^{mn}\)
  • Eksponen Sifar: \(a^0=1\) (untuk \(a\neq 0\))
  • Eksponen Negatif: \(a^{-n}=\dfrac{1}{a^n}\) (untuk \(a\neq 0\))
 
Indeks Pecahan
  • \(a^{\frac{1}{n}}\) mewakili punca kuasa \(n\) bagi \(a:a^{\frac{1}{n}}=\sqrt[n]{a}\)
  • \(a^\frac{m}{n}=\sqrt[n]{a^m}=(\sqrt[n]{a})^m\)
 
Mempermudah Ungkapan
  • Gabungkan sebutan yang sama menggunakan hukum indeks.
  • Permudahkan ungkapan dengan indeks dengan menerapkan hukum yang sesuai.
 
Menyelesaikan Masalah yang Melibatkan Indeks
Jika \(a^m=a^n\), maka \(m=n\) atau jika \(a^m=b^m\), maka \(a=b\) apabila \(a \gt 0\) dan \(a \neq 1\).
 
Konsep Penting
  • Asas: Nombor yang didarabkan.
  • Eksponen: Bilangan kali asas didarabkan dengan dirinya sendiri.
  • Bentuk Indeks: Ungkapan yang ditulis dengan eksponen, contohnya \(2^3\).
 
Contoh \(1\)
Soalan

Permudahkan ungkapan algebra yang berikut.

\((5x^{-1})^3\times4xy^2 \div (xy)^{-4}\)

Penyelesaian

\(\begin{aligned} &(5x^{-1})^3\times4xy^2 \div (xy)^{-4} \\ &=\dfrac{(5x^{-1})^3\times4xy^2}{(xy)^{-4}} \\ &=5^3x^{-3}\times 4xy^2 \times (xy)^4 \\ &=125\times 4\times x^{-3+1+4}\times y^{2+4} \\ &=500x^2y^6. \end{aligned}\)

 
Contoh \(2\)
Soalan

Tunjukkan bahawa \(7^{2x-1}=\dfrac{49^x}{7}\).

Penyelesaian

Selesaikan persamaan di sebelah kiri.

\(\begin{aligned} 7^{2x-1}&=\dfrac{7^{2x}}{7} \\ &=\dfrac{49^x}{7}. \end{aligned}\)

 
Contoh \(3\)
Soalan

Selesaikan persamaan berikut.

\(32^x=\dfrac{1}{8^{x-1}}\)

Penyelesaian

\(\begin{aligned} 32^x&=\dfrac{1}{8^{x-1}} \\ 2^{5x}&=2^{-3(x-1)} \\ 5x&=-3x+3 \\ 8x&=3 \\ x&=\dfrac{3}{8}. \end{aligned}\)