Potenzrechner mit Rechenweg
Basis und Exponent eingeben – auch negativ, als Dezimalzahl oder Bruch wie 2/3. Der Potenzrechner zeigt das Ergebnis, den exakten Wert und jeden Rechenschritt mit Probe.
Quelle: DLMF §4.2, NIST Digital Library of Mathematical Functions, Kap. 4: Logarithmus, Exponentialfunktion, Potenzen. Stand: .
So wird gerechnet
So rechnet der Potenzrechner
Eine Potenz aⁿ ist die abgekürzte Schreibweise für ein Produkt aus n gleichen Faktoren: a heißt Basis, n Exponent oder Hochzahl. Beispiel: 2¹⁰ = 2 · 2 · 2 · 2 · 2 · 2 · 2 · 2 · 2 · 2 = 1.024. Sehr große Ergebnisse zeigt der Rechner zusätzlich exakt mit allen Ziffern (2¹⁰⁰ hat 31 Stellen) und in wissenschaftlicher Schreibweise (1,26765060023 · 10³⁰).
Potenz berechnen – so geht's
- Unter „Was möchten Sie berechnen?“ Potenz, n-te Wurzel oder Logarithmus wählen.
- Basis a und Exponent n eingeben – bei der Wurzel Radikand x und Wurzelexponent n, beim Logarithmus Zahl x und Basis b.
- Ergebnis, exakten Wert, wissenschaftliche Schreibweise und den Rechenweg mit Probe ablesen.
Potenzgesetze und besondere Exponenten
| Regel | Formel | Beispiel |
|---|---|---|
| Exponent 0 | a⁰ = 1 (a ≠ 0) | 7⁰ = 1 |
| Negativer Exponent | a⁻ⁿ = 1 / aⁿ | 2⁻³ = 1/8 = 0,125 |
| Gebrochener Exponent | a^(p/q) = (q-te Wurzel aus a)^p | 8^(2/3) = (∛8)² = 2² = 4 |
| Gleiche Basis multiplizieren | aᵐ · aⁿ = aᵐ⁺ⁿ | 2³ · 2⁴ = 2⁷ = 128 |
| Gleiche Basis dividieren | aᵐ : aⁿ = aᵐ⁻ⁿ | 5⁶ : 5⁴ = 5² = 25 |
| Potenz potenzieren | (aᵐ)ⁿ = aᵐ·ⁿ | (3²)³ = 3⁶ = 729 |
| Negative Basis | gerader Exponent → positiv, ungerader → negativ | (−2)⁴ = 16, (−2)³ = −8 |
Achtung bei der Schreibweise: −2⁴ bedeutet −(2⁴) = −16, erst (−2)⁴ ergibt 16. Im Rechner wird die eingegebene Basis immer als Ganzes potenziert – −2 hoch 4 ist also (−2)⁴ = 16.
n-te Wurzel
Die n-te Wurzel ⁿ√x ist die Umkehrung der Potenz: gesucht ist die Zahl, die n-mal mit sich selbst multipliziert x ergibt. Es gilt ⁿ√x = x^(1/n). Beispiel: ∛27 = 3, denn 3³ = 27 (Umkehrprobe). Nicht aufgehende Wurzeln vereinfacht der Rechner durch teilweises Wurzelziehen: √72 = √(36 · 2) = 6√2 ≈ 8,485.
Wurzeln aus negativen Zahlen: Bei ungeradem Wurzelexponenten gibt es eine reelle Lösung, ∛(−8) = −2, weil (−2)³ = −8. Gerade Wurzeln wie √−4 sind in den reellen Zahlen nicht definiert (nur als komplexe Zahl 2i).
Logarithmus: log, ln und lg
Der Logarithmus beantwortet die Frage „b hoch wie viel ergibt x?“: log_b x = y bedeutet b^y = x. So ist log₂ 8 = 3, weil 2³ = 8. Nach DIN EN ISO 80000-2 gibt es drei Kurzzeichen: ln = Logarithmus zur Basis e ≈ 2,71828 (natürlicher Logarithmus), lg = Basis 10 (Zehnerlogarithmus) und lb = Basis 2 (Zweierlogarithmus). Taschenrechner haben meist nur ln und log (= lg); jede andere Basis erhält man über den Basiswechsel:
log_b x = ln x / ln b – Beispiel: log₃ 10 = ln 10 / ln 3 = 2,302585 / 1,098612 ≈ 2,0959.
Logarithmen gibt es nur für x > 0; die Basis muss positiv und ungleich 1 sein. Liegt x zwischen 0 und 1 (bei Basis > 1), ist das Ergebnis negativ: lg 0,01 = −2.
Sonderfälle
- 0⁰ ist in der Analysis unbestimmt; in Algebra und Kombinatorik sowie in Taschenrechnern gilt 0⁰ = 1. Der Rechner zeigt 1 mit Hinweis.
- 0 hoch negativ (0⁻¹ = 1/0) ist nicht definiert – Division durch null.
- Sehr große oder kleine Werte jenseits von 10³⁰⁸ berechnet der Rechner über den Logarithmus: 2⁵⁰⁰⁰ ≈ 1,41 · 10¹⁵⁰⁵.
Passend dazu: sehr große und kleine Zahlen schreibt der Rechner für wissenschaftliche Schreibweise um, Brüche kürzt der Bruchrechner, und Zweierpotenzen im Binärsystem zeigt Zahlensysteme umrechnen.
Häufige Fragen
Wie rechnet man eine Potenz aus?
Man multipliziert die Basis so oft mit sich selbst, wie der Exponent angibt: 3⁴ = 3 · 3 · 3 · 3 = 81. Bei großen Exponenten hilft der Rechner, der auch die exakte Zahl mit allen Stellen ausgibt.
Was bedeutet ein negativer Exponent?
Ein negativer Exponent steht für den Kehrwert: a⁻ⁿ = 1/aⁿ. Beispiel: 10⁻³ = 1/10³ = 1/1.000 = 0,001. Das Ergebnis wird also kleiner, aber nie negativ (bei positiver Basis).
Wie rechnet man mit Brüchen im Exponenten?
Der Nenner ist der Wurzelexponent, der Zähler die Hochzahl: a^(p/q) = (q-te Wurzel aus a)^p. Beispiel: 27^(2/3) = (∛27)² = 3² = 9. Geben Sie den Exponenten einfach als Bruch ein, z. B. 2/3.
Wie ziehe ich die dritte Wurzel (Kubikwurzel)?
Modus „n-te Wurzel“ wählen, Radikand eingeben und Wurzelexponent 3. Oder im Potenz-Modus den Exponenten 1/3 verwenden: ∛64 = 64^(1/3) = 4. Auch negative Zahlen gehen: ∛(−64) = −4.
Wie berechne ich einen Logarithmus mit beliebiger Basis?
Mit dem Basiswechsel: log_b x = ln x / ln b (oder lg x / lg b). Beispiel log₅ 125 = ln 125 / ln 5 = 3. Im Rechner tragen Sie einfach Zahl und Basis ein; ln, lg und lb werden immer mit angezeigt.
Was ist der Unterschied zwischen ln und lg?
ln ist der natürliche Logarithmus zur Basis e ≈ 2,71828, lg der Zehnerlogarithmus zur Basis 10 (auf Taschenrechnern oft „log“). ln 10 ≈ 2,3026, lg 10 = 1. Umrechnung: ln x = lg x · ln 10.
Was ergibt 0 hoch 0?
0⁰ ist in der Analysis nicht eindeutig definiert, weil sich die Regeln „a⁰ = 1“ und „0ⁿ = 0“ widersprechen. In Algebra, Kombinatorik und auf Taschenrechnern gilt die Festlegung 0⁰ = 1.
Quellen und Rechtsgrundlagen
- DLMF §4.2: NIST Digital Library of Mathematical Functions, Kap. 4: Logarithmus, Exponentialfunktion, Potenzen
- ISO 80000-2:2019, ersetzt Teile von DIN 1302: DIN EN ISO 80000-2 – Mathematische Zeichen (ln, lg, lb, Wurzel- und Potenzschreibweise)
- KMK – Bildungsstandards Mathematik für die Allgemeine Hochschulreife (2012): Potenzen, Exponential- und Logarithmusfunktionen
- KMK – Bildungsstandards Mathematik für den Ersten und Mittleren Schulabschluss (2022): Potenzen und Wurzeln
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