幂(功率)是指乘方运算的结果。n^m指该式意义为m个n相乘。把n^m看作乘方的结果,叫做n的m次幂,也叫n的m次方。

当m为小数时,m可以写成a/b(其中a、b为整数),nᵐ表示nᵃ再开b次根号。当m为虚数时,则需要利用欧拉公式 eiθ=cosθ+isinθ,再利用对数性质求解。

概括描述

数学中的“幂”,是“幂”这个字面意思的引申,“幂”原指盖东西布巾,数学中“幂”是乘方的结果,而乘方的表示是通过在一个数字上加上标的形式来实现的,故这就像在一个数上“盖上了一头巾”,在现实中盖头巾又有升级的意思,所以把乘方叫做幂正好契合了数学中指数级数快速增长含义,形式上也很契合,所以叫做幂。

幂不符合结合律和交换律。

因为十的次方很易计算,只需在后加零即可,所以科学记数法借助此简化记录数的方式;二的次方在计算机科学中很有用。

定义介绍

幂指乘方运算的结果。指 m个n相乘( )。把看作乘方的结果,叫做n的m次幂。

其中,n称为底数,m称为指数(写成上标)。当不能用上标时,例如在编程语言或电子邮件中,通常写成n^m或n**m,亦可以用高德纳箭号表示法,写成,读作“n的m次方”或者n的m次幂。

当指数为1时,通常不写出来,因为那和底的数值一样;指数为2、3时,可以读作“n的平方”、“n的立方”。

的意义亦可视为 ︰起始值1(乘法的单位元)乘底指数这么多次。这样定义了后,很易想到如何一般化指数0和负数的情况︰除了0之外所有数的零次方都是1,即;幂的指数是负数时,等于。

分数为指数的幂定义为。

幂不符合结合律交换律

主要定理

同底数幂:;

积的幂: ;

大小比较法

计算比较法

先通过幂的计算,然后根据结果的大小,来进行比较的。

底数比较法

在指数相同的情况下,通过比较底数的大小,来确定两个幂的大小。

指数比较法

在底数相同的情况下,通过比较指数的大小,来确定两个幂的大小。

求差比较法

将两个幂相减,根据其差与0的比较情况,来确定两个幂的大小。

求商比较法

将两个幂相除,然后通过商与1的大小关系,比较两个幂的大小。

乘方比较法

将两个幂乘方后化为同指数幂,通过进行比较结果,来确定两个幂的大小。

定值比较法

通过选一个与两个幂中一个幂相接近的幂作定值,然后用两个幂与所选取的定值相比较,由此来确定两个幂的大小。

编程实现

常规算法

参考资料