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數學常見指數的數值

生活 更新时间:2024-12-23 17:20:48

數學常見指數的數值?(由于文章不好表示上标和分數的形式,所以定義了如下形式的含義:,我來為大家科普一下關于數學常見指數的數值?以下内容希望對你有幫助!

數學常見指數的數值(重新認識數學中的指數)1

數學常見指數的數值

(由于文章不好表示上标和分數的形式,所以定義了如下形式的含義:

a^n:表示a的n次方

a/b:表示b分之a,即a為分子,b為分母)

指數的定義:指數是指幂運算a^n的其中一個參數,其中a(a為不等于0的任意數)為底數,n為指數(n為任意數)。

如果你有學過指數的話,那一定還記得2^3(為了方便理解,下面的講解均采用實際數字來表示)可以理解為2x2x2,即3個2相乘。在指數為正數的時候,為了方便理解,這樣的想法還是可行的,但如果指數為0(2^0=1)的話,還這樣理解就會出現問題了:0個2相乘怎麼可以得到1呢;遇到指數為負數的時候(2^(-1)=1/2),更是疑惑,負數個2相乘竟還會有結果!不知道大家有沒有這樣想過,反正我直到最近才知道原來還有這樣的問題,以前學習的時候都是死記硬背,根本就沒意識到。

所以,接下來,我們就重新去認識一下指數吧。我們先從指數運算中的其中一條運算法則來理解指數為0和負數的情況:

法則一:a^n x a^m = a^(n m) (底數相同的兩個數,相乘結果的指數為兩個數的指數相加)

例子1) 2^1 x 2^0 = 2^(1 0)

2 x 2^0 = 2

兩邊同時除以2,可以得到:

2^0 = 1

例子2) 2^1 x 2^(-1) = 2^(1 (-1))

2 x 2^(-1) = 2^0

由例子1)可以知道 2^0 = 1

所以,兩邊同時除以2,可以得 到:2^(-1)=1/2

由上面的兩個例子可以知道,運用法則一,就可以利用一個已知的數與一個指數為0或負數的數相乘(其實正數也是可以的,前提是兩個數的底數相同),結果也為一個已知的數,就可以得到指數為0或負數的數的值(天啊,真的太難表達了,還是數學表達式簡潔多了,怪不得說數學家都是懶鬼)。但上面沒有解決指數為分數,即2^(a/b)的情況,所以下面就運用法則二來理解指數為分數的情況。

法則二:(a^n)^m = a^(n x m) (一個數的n次方的結果的m次方,與這個數的 (n x m) 次方相等)

例子3)(2^(1/2))^2 = 2^((1/2) x 2) = 2^1

兩邊同時開方,可以得到

2^(1/2) = 根号2

例子4)2^(3/2) = (2^(1/2))^3 = (根号2)^3

例子5)求2^(-1/2)

2^(1/2) x 2^(-1/2)= 2^(1/2 (-1/2)) = 2^0

由例子1)可知,2^0 = 1

由例子3)可知,2^(1/2) = 根号2

所以,可以得到:

(根号2) x 2^(-1/2) = 1

兩邊同時除以根号2,得到:

2^(-1/2) = 1/(根号2)

雖然指數運算還有其他的法則,但利用上面兩條法則,我們就可以求出所有指數為實數的底數的值。如果還沒有理解,也可以自己找一些數來自己一步一步地算一下。如果還想求解指數為複數的情況的話(實數與複數的定義,可查閱相關的資料),可以利用以下這條法則:

(a x b)^n = a^n x b^n

最後說一下我最近學數學的一些感想吧:數學這種東西,要想真正理解它,還是需要自己認真地去理解在該使用情形下的相關定義,然後一步一步地去計算、去驗證的(就像上面的例子一樣,一個過程一個過程地寫下來,這樣自己才會理解),絕不是某個有權威的人說什麼,就把它當成理所當然的了,隻管拿來用,而不去探讨為什麼。要知道,這位權威人士很有可能是為了讓我們更容易去理解而把概念簡化了。就像上面的指數一樣,相信大家開始學的時候都被教成把2^n理解成n個2相乘,但是這樣的話就無法理解n為0、負數以及分數的情況了(老師們自有辦法:直接把2^0=1背下來就好了)。所以,如果想深入學習,還是認真把定義搞懂吧,然後自己一步一步地去計算、去驗證(其實我也做不到,這就是我數學不好的原因吧)。而且根據使用的情況不同,看上去一樣的東西就會有不同的定義,從而會得到不同的結果,例如1 1在數學領域的很多情況下是不等于2的。

好了,希望這篇文章能對你們有所幫助,同時希望大家能抽個時間認真學習一下數學吧,感謝大家的觀看。

參考資料:

結城浩.數學女孩2 費馬大定理.北京:人民郵電出版社,2016

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