路飞老师讲数学:有理数乘方,从拉面根数看乘方规律

欢迎收看路飞老师讲数学有理数的乘方。

来自山顶洞的牛二今天起了个大早,研究数学一宿未睡的他拨开晨雾,穿过幽静的小路来到了山下,山脚的各色小吃店是他解决早饭的地方。今天他是想碰碰运气,寻找一种传说中的美味食物:拉面。功夫不负有心人,牛二最终吃上了热气腾腾的拉面。同时他找到了一个新的兴趣点,那就是拉面西施。

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一坨面团经过她的上下舞动成为拉面,从无到有,最终拉面的根数为多少?牛二只得开始了自己的研究。拉面顾名思义是被拉出来的,一坨面被拉开到一定程度,然后对折,抓住两头继续拉开,再对折,如此反复拉面的根数会越来越多。

仔细琢磨一下过程,不难发现每次对折都会使拉面的根数翻一倍,就是说拉面从一根变为2根,然后是4根,接着为8根,然后是16根,每次都翻倍,也就是根数乘以2。从乘以2的角度来观察可以得出对折过几次,那么根数就是几个2相乘。如果拉面西施每次都对折14次,那么拉面的根数则为14个2相乘。

面对此式牛二犯了难,这个式子写着麻烦,计算也不容易。如此有规律的计算能否有简单的表示方法?任何困难也阻挡不了聪明牛二,最终他想到了”这样”一种形式来表示14个2相乘。下面的2表示乘数2,而右上角的14表示乘数2的个数。

在这个基础上推广一下,如果n个相同的因数a相乘,那么可以记作”这种”形式。这种求n个相同因数a的积的运算叫做”乘方”,乘方的结果叫做力,其中a叫做底数,n叫做指数,它读作a的n次方或者a的n次方。

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刚才拉面的根数就可读作2的14次方或者2的14次方。通常一个数的二次方也可以读作这个数的平方。例如一个正方形边长为5,那么它的面积记作5的2次方或者5的平方。而一个数的三次方也可以读作这个数的立方。例如一个正方体的棱长为7,那么它的体积可记为7的3次方,也可读作。

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之前学习有理数的乘法,我们知道负负得正,积数个负数相乘结果为负数,偶数个负数相乘结果为正数。那么在a的n次幂中,当a为负数的时候,分为偶数结果为正数,n为基数结果为负数,负数的偶次幂为正数,也就是负数的基次幂为负数,正数的任何次幂显然都为正数。而对于特殊数字零,它的正整数次幂为零。

讲到这里,我们不禁要问了,拉面到底有多少根?勤劳的牛二已经帮我们计算出了14个2连续相乘的结果为16384根。

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