分数指数幂是一个数的指数为分数的幂运算形式。具体来说,分数指数幂的定义如下:
正数的分数指数幂 :正数 $a$ 的分数指数幂 $a^{\frac{m}{n}}$ 表示 $n$ 次根号下 $a$ 的 $m$ 次幂,即 $a^{\frac{m}{n}} = \sqrt[n]{a^m}$。例如,$2^{\frac{1}{2}}$ 表示 $2$ 的平方根,即 $\sqrt{2}$。负数的分数指数幂:
负数的分数指数幂没有实数解,需要使用复数或其他数学工具来处理。
分数指数幂的运算性质
乘法:
$a^{\frac{m}{n}} \cdot a^{\frac{p}{q}} = a^{\frac{m}{n} + \frac{p}{q}}$。
除法:$\frac{a^{\frac{m}{n}}}{b^{\frac{p}{q}}} = a^{\frac{m}{n} - \frac{p}{q}}$。
幂的乘方:$(a^{\frac{m}{n}})^p = a^{\frac{m}{n} \cdot p}$。
积的乘方:$(ab)^{\frac{m}{n}} = a^{\frac{m}{n}} \cdot b^{\frac{m}{n}}$。
特殊情况
$0$ 的正分数指数幂等于 $0$,即 $0^{\frac{m}{n}} = 0$(其中 $m, n$ 为正整数,$n > 1$)。
$0$ 的负分数指数幂没有意义。
分数指数幂是数学中一种非常重要的概念,它可以将根式转化为指数形式,从而简化许多数学运算。掌握分数指数幂的定义和运算法则是学习高等数学的基础。