我爱学习网 52xx.cn我爱学习网菜单按钮
  • 搜索

为什么规定a0=1?

在数学中常会遇到几个相同的数相乘,为此引入了乘方运算,并用符号an来表示,如75=7×7×7×7×7。an中的n称为指数,指同一数连乘的次数。

按照乘方的定义,a0(a≠0)等于什么呢?如果把这一式子理解为a自乘0次的结果,那么这个结果是多少?不必奇怪,我们无法确定出答案。因为乘方的定义中,指数是正整数。因此,当我们把指数由正整数推广至0时,就无法套用原有的定义。但奇妙的是,可以借助于乘方的最初定义给出a0的恰当结果。让我们回到正整数次幂,看看乘方具有的运算性质。

从一个简单的例子出发:

75×73=(7×7×7×7×7)×(7×7×7)=78.

对此,有更简单的算法,

75×73=75+3=78.

一般地,我们有

am·an=am+n.

类似地,

一般地,我们有

由于0不能做除数,我们还要求a≠0。

从乘方的运算法则中我们看到了计算a0的方法。事实上,取相同的指数,我们有:

由于 等于1,因此就得到a0=1(a≠0)。

在上面定义的基础上,我们还可以把指数推广至负整数。因为a-n·an=a0=1,因此有

再进一步,可以将乘方中的指数推广到分数指数。这只需要承认一个前提,当指数是分数时,乘方的运算法则仍然成立。于是有

这个式子意味着两个 相乘或者说 平方后等于a。想一下,谁平方后等于a?没错,是 。因此我们可以自然地定义:

按照同样的思路,就可以给出指数为一般分数时的定义。如果学习了极限,还可以把指数推广到任意实数。不过分数指数和无理数指数对a往往有较多限制。

【发散思维】想一想,00有意义吗?