この計算ツールでできること
このツールは、共通の底をもつ累乗から作られた式を、3つの基本的な指数法則を使って簡単に整理します。底 a と2つの指数 m・n を入力し、掛け算・割り算・累乗の累乗のいずれかを選ぶだけで、その底を使った1つの累乗の形と、実際の数値の両方を返します。
使い方
底と1つ目の指数、2つ目の指数を入力します。次に演算を選びます。
- 掛け算 — \(a^m \times a^n\) を、指数を足し合わせてまとめます。
- 割り算 — \(a^m \div a^n\) を、指数を引き算してまとめます。
- 累乗の累乗 — \(\left(a^m\right)^n\) を、指数を掛け合わせてまとめます。
結果には、簡略化された指数・書き直された累乗の形・その小数値が表示されます。
計算式の解説
指数法則を使うと、底が同じであるかぎり、繰り返しの掛け算を1つの指数にまとめることができます。掛け算で指数を足すのは、因数を重ねていくからです:
$$a^m \cdot a^n = a^{\,m+n}$$割り算では共通の因数が打ち消し合い、指数を引きます:
$$\frac{a^m}{a^n} = a^{\,m-n}$$累乗をさらに累乗すると、その掛け算が \(n\) 回繰り返されるため、指数どうしを掛け合わせます:
$$\left(a^m\right)^n = a^{\,mn}$$これらの法則は、負の数や分数を含むあらゆる実数の指数で成り立ちます。
計算例
\(2^3 \times 2^4\) を簡単にしてみましょう。底 \(a = 2\)、\(m = 3\)、\(n = 4\) として掛け算を選ぶと、指数が足し合わされます:
$$3 + 4 = 7$$したがって、この式は \(2^7 = 128\) に簡略化されます。
よくある質問
底は同じでなければいけませんか? はい。これらの法則は、累乗の底が同じ場合にのみ使えます。底が異なる累乗は、この方法ではまとめられません。
負の指数や分数の指数も使えますか? はい。これらの法則はあらゆる実数の指数で成り立つので、\(a^{-2}\) や \(a^{1/2}\) も問題ありません。
計算後の指数が負になったら? 負の指数は逆数を意味します:\(a^{-k} = \frac{1}{a^k}\)。数値の欄には、これが自動的に反映されます。