什么是完全立方数?
完全立方数是指可以写成某个整数自乘三次的整数,也就是说存在整数 \(k\),使得 \(n = k^3\)。举个例子,27 就是完全立方数,因为 \(3 \times 3 \times 3 = 27\);1000 也是完全立方数,因为 \(10^3 = 1000\)。这个计算器能立刻告诉你输入的数字是不是完全立方数:如果是,就给出它的整数立方根;如果不是,则显示离它最近的完全立方数。
如何使用本计算器
在输入框里填入任意整数后提交即可。工具会先算出立方根,再将其四舍五入到最接近的整数,然后把这个整数立方,最后与你输入的原始数字进行比较。如果两者完全相等,这个数就是完全立方数。负数同样适用,因为负数的立方仍然是负数(例如 \(-8 = (-2)^3\))。
公式原理详解
要判断一个数是不是完全立方数,又不受浮点误差影响,可靠的做法是:先取立方根,四舍五入得到最接近的整数 \(k\),再检验 \(k^3\) 是否等于原始数字。用符号表示就是:当且仅当下式成立时,\(n\) 才是完全立方数:
$$\text{Perfect Cube} \iff \left(\operatorname{round}\!\left(\sqrt[3]{\left|\text{Number}\right|}\,\right)\right)^{3} = \left|\text{Number}\right|$$更完整地写成:
$$\begin{gathered} \text{Perfect Cube} \iff n^{3} = \left|\text{Number}\right| \\[1.5em] \text{where}\quad \left\{ \begin{aligned} n &= \operatorname{round}\!\left(\sqrt[3]{\left|\text{Number}\right|}\,\right) \\ \text{root} &= \operatorname{sign}\!\left(\text{Number}\right)\cdot n \end{aligned} \right. \end{gathered}$$先取整再立方,可以避免直接比较原始立方根时出现的微小舍入误差。
实例演示
以 \(n = 64\) 为例。它的立方根正好是 4,而 \(4^3 = 64\),所以 64 是完全立方数,立方根为 4。再看 \(n = 100\),它的立方根约为 4.64,四舍五入后得到 5,但 \(5^3 = 125 \neq 100\),因此 100 不是完全立方数——离它最近的完全立方数是 125。
常见问题
0 是完全立方数吗? 是的。\(0 = 0^3\),所以零是完全立方数。
负数可以是完全立方数吗? 可以。与完全平方数不同,负数也能成为完全立方数,例如 \(-27 = (-3)^3\)。
最前面几个完全立方数是哪些? 依次是 0、1、8、27、64、125、216、343、512、729 和 1000。