什麼是分數指數?
分數指數(有理指數)是形如 m/n 的次方,其中 m 為分子、n 為分母。表達式 \(x^{\frac{m}{n}}\) 同時包含兩個運算:先對 x 開 n 次方,再把結果取 m 次方。這個計算機能一次完成整個運算,把開方與次方同時處理好,省去你拆步驟的麻煩。
計算機怎麼用
輸入底數(x)、指數的分子(m)以及分母(n),計算機就會傳回 \(x^{\frac{m}{n}}\) 的值,同時顯示指數本身換算成小數的數值。負底數只有在分母為奇數整數時才支援,因為負數的其他次方根並非實數。
公式說明
根據指數律,$$x^{\frac{m}{n}} = \left(x^{\frac{1}{n}}\right)^{m}.$$其中 \(x^{\frac{1}{n}}\) 就是 x 的 n 次方根,再把它取 m 次方就完成了分子的部分。這與根式形式 \(\sqrt[n]{x^m}\) 完全等價。兩種寫法得到的答案相同,所以你可以先開方再取次方,也可以先取次方再開方。
實例演算
來算算 \(8^{\frac{2}{3}}\)。先取 8 的立方根:\(\sqrt[3]{8} = 2\)。接著平方:\(2^2 = 4\),因此 $$8^{\frac{2}{3}} = 4.$$換個順序也一樣:\(8^2 = 64\),而 \(\sqrt[3]{64} = 4\),答案完全相同。
常見問題
負指數代表什麼?負指數表示取倒數:\(x^{-\frac{m}{n}} = \frac{1}{x^{\frac{m}{n}}}\)。只要輸入負的分子即可計算。
底數可以是負數嗎?只有當分母 n 為奇數整數時才可以(例如立方根)。負數的偶次方根不是實數。
如果 x = 0 呢?0 取任何正的分數指數都等於 0;但取負指數則無定義,因為那等於要除以零。