乘方
多個相同因數相乘的運算
求n個相同因數乘積的運算,叫做乘方,乘方的結果叫做冪(power)。其中,a叫做底數(base number),n叫做指數(exponent)。當aⁿ看作a的n次乘方的結果時,也可讀作“a的n次冪”或“a的n次方”。
一個數都可以看作自己本身的一次方,指數1通常省略不寫。在寫分數和負數的n次方時要加括弧。四則運算順序:先乘方,再括弧(先小括弧,再中括弧,最後大括弧),接乘除,尾加減。
計算一個數的小數次方,如果那個小數是有理數,就把它化為(即分數)的形式。特別的,除0以外的任何數的0次方均等於1。0的非正指數冪沒有意義。
註:下面的討論中,底數均不為0。
同底數冪相乘除,原來的底數作底數,指數的和或差作指數。
例如:
1) ;
2) ;
3)
推導示例:
設 中,m=2,n=4,那麼
=
=
=
推導:
=
=1
推導:
=
=
推導:
=
=
=1/
=
分數指數冪時,當 *,且 時,則該數在實數範圍內無意義
特別地,0的非正數指數冪沒有意義
兩數和乘兩數差等於它們的平方差。
用字母表示為:
=
=
=
=
冪的乘方,底數不變,指數相乘。
用字母表示為:
積的乘方,先把積中的每一個因數分別乘方,再把所得的冪相乘。
用字母表示為:
同指數冪相乘,指數不變,底數相乘。
用字母表示為:
兩數和(或差)的平方,等於它們的平方的和加上(或者減去)它們的積的2倍。
用字母表示為:
1 1
1 2 1
1 3 3 1
1 4 6 4 1
1 5 10 10 5 1
…… …… ……
這就是著名的楊輝三角。
(1)負數的偶次冪是正數,負數的奇數冪是負數。
( 2)正數的任何次冪都是正數。
(3)0的任何正數次冪都是0。
有些較特殊的數的平方,掌握規律后,可以使計算速度加快,現介紹如下。
由n個1組成的數的平方
我們觀察下面的例子。
1²=1
11²=121
111²=12321
1111²=1234321
11111²=123454321
111111²=12345654321
……
由以上例子可以看出這樣一個規律;求由n個1組成的數的平方,先由1寫到n,再由n寫到1,即:
11…1(n個1)²=1234…(n-1)n(n-1)…4321
注意:其中n只佔一個數位,滿10應向前進位,當然,這樣的速算不宜位數過多。
由n個3組成的數的平方
我們仍觀察具體實例:
3²=9
33²=1089
333²=110889
3333²=11108889
33333²=1111088889
由此可知:
33…3(n個3)² = 11…11[(n-1)個1] 0 88…88[(n-1)個8] 9
個位是5的數的平方
把a看作10的個數,這樣個位數字是5的數的平方可以寫成;(10a+5)²的形式。根據完全平方式推導;
=
=
由此可知:個位數字是5的數的平方,等於去掉個位數字后,所得的數與比這個數大1的數相乘的積,後面再寫上25。
一個絕對值大於等於1的數可以寫成(其中,,且n為正整數)的形式叫做科學記數法 例如: 、
當是負整數指數冪的時候,絕對值小於1的數也可以用科學記數法表示。例如: ,即絕對值小於1的數也可以用科學記數法表示為 的形式,其中,是正整數。
任何非0實數的0次方都等於1。
注意:只能用於求底數、指數均為自然數,且冪不大於2147483647的乘方運算,否則會出錯.