Regneregler: minus gange minus, parenteser og potenser

Tal og algebra

Regneregler er de regler, der gælder for de fire regnearter, uanset hvilke tal man bruger. De vigtigste i folkeskolen er den kommutative lov (3 + 5 = 5 + 3), den associative lov ((2 + 3) + 4 = 2 + (3 + 4)), den distributive lov (3 · (x + 4) = 3x + 12), fortegnsreglerne (minus gange minus giver plus) og potensreglerne (2³ · 2² = 2⁵).

Arealmodel for den distributive lov: 7 · 102 = 7 · 100 + 7 · 2 = 700 + 14 = 714100277 · 100 = 700147 · 102 = 7 · 100 + 7 · 2 = 714

Her står regnereglerne samlet, så du kan vise dem på tavlen og lade eleverne bruge dem til hovedregning, til negative tal og til bogstavregning. Rækkefølgen, regnestykket regnes i, står på siden om regnehierarkiet. Arkene til parenteserne ligger i hæftet Reduktion 8. klasse – ens led og parenteser på tavletid.dk.

Regnereglerne i én tabel

RegelMed bogstaverMed tal
Kommutativ lov, plusa + b = b + a3 + 5 = 5 + 3
Kommutativ lov, gangea · b = b · a4 · 7 = 7 · 4
Associativ lov, plus(a + b) + c = a + (b + c)(2 + 3) + 4 = 2 + (3 + 4)
Associativ lov, gange(a · b) · c = a · (b · c)(4 · 25) · 7 = 4 · (25 · 7)
Distributiv lova · (b + c) = a · b + a · c7 · 102 = 7 · 100 + 7 · 2
Distributiv lov, minusa · (b − c) = a · b − a · c7 · 98 = 7 · 100 − 7 · 2
Minus foran parentesa − (b − c) = a − b + c10 − (4 − 1) = 10 − 4 + 1

Minus og division er ikke kommutative: 5 − 3 er ikke det samme som 3 − 5, og 12 : 4 er ikke det samme som 4 : 12. Den pointe er værd at tage med eleverne, når de har lært, at plus og gange »kan bytte rundt«.

Regnereglerne som hovedregningsstrategier

Regnereglerne er ikke kun algebra – de er grunden til, at hovedregningsstrategier virker:

4 · 25 · 7 = (4 · 25) · 7
= 100 · 7 = 700

7 · 98 = 7 · 100 − 7 · 2
= 700 − 14 = 686

17 + 38 + 3 = (17 + 3) + 38
= 20 + 38 = 58

Når eleverne skal forklare, hvorfor deres smarte udregning er rigtig, bruger de regnereglerne – også før de kender navnene.

Minus gange minus: fortegnsreglerne

Fortegnsreglerne siger, at to ens fortegn giver plus, og to forskellige fortegn giver minus. Det gælder både gange og division.

RegnestykkeFortegnResultat
3 · 4plus gange plus12
(−3) · 4minus gange plus−12
3 · (−4)plus gange minus−12
(−3) · (−4)minus gange minus12
−12 : (−3)minus delt med minus4

Hvorfor giver minus gange minus plus?

Et mønster viser det bedre end en regel. Gang −3 med tal, der bliver én mindre ad gangen:

−3 ·  2 = −6
−3 · 1 = −3
−3 · 0 = 0
−3 · (−1) = 3
−3 · (−2) = 6

Hver gang den anden faktor bliver én mindre, bliver resultatet 3 større. For at mønsteret fortsætter, må −3 · (−1) være 3. Lad eleverne selv fortsætte mønsteret, før du siger reglen.

Plus og minus med negative tal

Plus og minus med negative tal kan tænkes som bevægelse på tallinjen. At lægge et negativt tal til er det samme som at trække fra, og at trække et negativt tal fra er det samme som at lægge til:

−5 + 3     = −2
5 + (−2) = 3
5 − (−2) = 5 + 2 = 7
−4 − 3 = −7

Termometeret er den hverdagsmodel, eleverne kender: falder temperaturen fra 2 °C med 5 grader, er den −3 °C.

Parenteser: gang ind og hæv

Den distributive lov bruges til at gange ind i en parentes og til at sætte uden for en parentes. Står der minus foran parentesen, skifter alle led i parentesen fortegn.

3(x + 4)     = 3x + 12
−2(x − 5) = −2x + 10
10 − (4 − 1) = 10 − 4 + 1 = 7

Sat uden for parentes:
6x + 9 = 3(2x + 3)

Minusparentesen har sit eget ark i 8. klasses hæfte. En typisk fejl er, at 10 − (4 − 1) regnes som 10 − 4 − 1 = 5 i stedet for 7.

Reduktion: saml ens led

At reducere er at skrive et udtryk så kort som muligt ved at samle led af samme slags. x-led samles for sig, y-led for sig og tal for sig:

3x + 2y + 5x − y
= (3x + 5x) + (2y − y)
= 8x + y

Et godt kontroltrick er at sætte et tal ind for x og y i både det oprindelige og det reducerede udtryk. Med x = 1 og y = 2 giver begge 10. Til selve ligningsløsningen, se ligninger.dk.

Potensreglerne

RegelMed bogstaverMed tal
Gange med samme grundtalaᵐ · aⁿ = aᵐ⁺ⁿ2³ · 2² = 2⁵ = 32
Division med samme grundtalaᵐ : aⁿ = aᵐ⁻ⁿ3⁴ : 3² = 3² = 9
Potens af en potens(aᵐ)ⁿ = aᵐ·ⁿ(2³)² = 2⁶ = 64
Eksponenten 0a⁰ = 1 (a ≠ 0)5⁰ = 1

Reglerne gælder kun, når grundtallet er det samme. 2³ · 3² kan ikke skrives som én potens.

Kvadratsætningerne

De tre kvadratsætninger er den distributive lov brugt, når to parenteser ganges sammen:

KvadratsætningFormelEksempel
1. kvadratsætning(a + b)² = a² + b² + 2ab(x + 3)² = x² + 9 + 6x
2. kvadratsætning(a − b)² = a² + b² − 2ab49² = (50 − 1)² = 2500 + 1 − 100 = 2401
3. kvadratsætning(a + b)(a − b) = a² − b²48 · 52 = 50² − 2² = 2496

Eksemplerne med 49² og 48 · 52 viser eleverne, at kvadratsætningerne også er hovedregning. Arkene står i Reduktion 9. klasse – kvadratsætningerne.

Hvornår lærer eleverne regnereglerne?

Efter Fælles Mål skal eleverne efter 3. klassetrin kunne opdage regneregler og enkle sammenhænge mellem størrelser og have viden om sammenhænge mellem de fire regningsarter. Efter 6. klassetrin skal de kunne anvende negative hele tal og enkle algebraiske udtryk. Efter 9. klassetrin skal de kunne udføre omskrivninger og beregninger med variable og have viden om regneregler for potenser og rødder og om regler for regning med reelle tal. Se Fælles Mål i matematik.

Øvelser i regneregler med facit

  1. Regn smart: 25 · 13 · 4 (1300)
  2. Regn smart: 6 · 99 (594)
  3. (−6) · (−7) og (−42) : 6 (42 og −7)
  4. 8 − (−3) og −8 − 3 (11 og −11)
  5. Gang ind: 5(2x − 3) (10x − 15)
  6. Reducér: 4a + 3b − a + 2b (3a + 5b)
  7. Skriv som én potens: 5² · 5³ (5⁵)

Hæfterne til regneregler

Hæftet til 8. klasse har fire ark: hæv en parentes med plus foran, hæv en parentes med minus foran, gang ind i parentesen og sæt den største fælles faktor uden for en parentes. Rækkefølgen og de negative tal med potenser står i regnearternes hierarki, og bogstavregningen begynder i Algebra 7. klasse – værdien af et udtryk.

Forsiden af hæftet Reduktion 8. klasse – ens led og parenteser

Reduktion 8. klasse – ens led og parenteser

8. klasse (kan bruges i 7. og 9.)4 ark · 10 sidermed facit

Hent 4 ark om ens led og parenteser med facit på tavletid.dk