高一上🔢 數與量
有理數指數
Rational Exponents
公式
a^(m/n) = ⁿ√(aᵐ) | a⁻ⁿ = 1/aⁿ
指數從整數推廣到分數。分母當根號、分子當次方,負指數就是倒數。
白話解釋
國中的指數只有正整數。高中把它推廣到所有有理數,而推廣的原則是:**讓原本的運算律繼續成立**。
**零指數**:a⁰ = 1(a ≠ 0)。因為 aⁿ ÷ aⁿ = a⁰,而任何非零數除以自己是 1。
**負指數**:a⁻ⁿ = 1/aⁿ。因為 a⁰ ÷ aⁿ = a⁻ⁿ,而 1 ÷ aⁿ = 1/aⁿ。注意負指數**不會**讓結果變負,它只是取倒數。
**分數指數**:a^(1/n) = ⁿ√a。因為 (a^(1/n))ⁿ = a^(n/n) = a,符合 n 次方根的定義。推廣後 a^(m/n) = ⁿ√(aᵐ)。
記憶方式:**分母當根號、分子當次方**。8^(2/3) = ³√(8²) = ³√64 = 4,或先開根號再平方:(³√8)² = 2² = 4。通常先開根號比較好算。
三條運算律照舊:同底相乘指數相加、相除指數相減、次方的次方指數相乘。負底數要小心:(−8)^(1/3) 有意義(= −2),但 (−4)^(1/2) 在實數範圍無意義。
什麼時候用
化簡根式、解指數方程式、對數的基礎。
最容易錯的地方
- 把 a⁻² 當成 −a²。
- 分數指數的分子分母角色記反。
- 負底數開偶次方根當成有實數解。
例題 · 3 題
先自己算,再看解答——這樣才有效。
- 1
8^(2/3) = ?
- 2
2⁻³ = ?(用分數表示)
- 3
16^(3/4) = ?