Что такое степень с нулевым показателем
Что такое степень числа
Обращаем ваше внимание, что в данном разделе разбирается понятие степени только с натуральным показателем и нулём.
Понятие и свойства степеней с рациональными показателями (с отрицательным и дробным) будут рассмотрены в уроках для 8 класса.
Итак, разберёмся, что такое степень числа. Для записи произведения числа самого на себя несколько раз применяют сокращённое обозначение.
Вместо произведения шести одинаковых множителей 4 · 4 · 4 · 4 · 4 · 4 пишут 4 6 и произносят «четыре в шестой степени».
4 · 4 · 4 · 4 · 4 · 4 = 4 6
Выражение 4 6 называют степенью числа, где:
В общем виде степень с основанием « a » и показателем « n » записывается с помощью выражения:
Исключение составляют записи:
Конечно, выражения выше можно читать и по определению степени:
Степенью числа « а » с показателем n = 1 является само это число:
a 1 = a
Любое число в нулевой степени равно единице.
a 0 = 1
Ноль в любой натуральной степени равен нулю.
0 n = 0
Единица в любой степени равна 1.
1 n = 1
Выражение 0 0 (ноль в нулевой степени) считают лишённым смысла.
При решении примеров нужно помнить, что возведением в степень называется нахождение числового или буквенного значения после его возведения в степень.
Пример. Возвести в степень.
Возведение в степень отрицательного числа
Основание степени (число, которое возводят в степень) может быть любым числом — положительным, отрицательным или нулём.
При возведении в степень положительного числа получается положительное число.
При возведении нуля в натуральную степень получается ноль.
При возведении в степень отрицательного числа в результате может получиться как положительное число, так и отрицательное число. Это зависит от того чётным или нечётным числом был показатель степени.
Рассмотрим примеры возведения в степень отрицательных чисел.
Из рассмотренных примеров видно, что если отрицательное число возводится в нечётную степень, то получается отрицательное число. Так как произведение нечётного количество отрицательных сомножителей отрицательно.
Если же отрицательное число возводится в чётную степень, то получается положительное число. Так как произведение чётного количество отрицательных сомножителей положительно.
Квадрат любого числа есть положительное число или нуль, то есть:
Обратите внимание!
При решении примеров на возведение в степень часто делают ошибки, забывая, что записи (−5) 4 и −5 4 это разные выражения. Результаты возведения в степень данных выражений будут разные.
Вычислить (−5) 4 означает найти значение четвёртой степени отрицательного числа.
В то время как найти « −5 4 » означает, что пример нужно решать в 2 действия:
Пример. Вычислить: −6 2 − (−1) 4
Порядок действий в примерах со степенями
Вычисление значения называется действием возведения в степень. Это действие третьей ступени.
Если в выражении есть скобки, то сначала в указанном выше порядке выполняют действия в скобках, а потом оставшиеся действия в том же порядке слева направо.
Для облегчения решения примеров полезно знать и пользоваться таблицей степеней, которую вы можете бесплатно скачать на нашем сайте.
Для проверки своих результатов вы можете воспользоваться на нашем сайте калькулятором «Возведение в степень онлайн».
Степень с нулевым показателем. 7-й класс
Разделы: Математика
Класс: 7
Ход урока
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
 |  |
2 5 :2 5 =1
2 5 :2 5 =2 0
Какой же ответ правильный? Это мы сейчас и узнаем.
Учебник № 629 (а, б), № 631 (а, б),
Поднимает руки класс – это “раз”;
Повернулась голова – это “два”;
Руки вниз, вперёд смотри – это “три”;
Руки в стороны пошире – развернули на “четыре”;
С силой их к плечам прижать – это “пять”;
Всем ребятам тихо сесть – это “шесть”.
а) (2х) 5 ;
б) (10х 2 у) 3 ;
в)
.
а) 32а 5 х 5
б) –27х 3 у 6 ;
в) 
.
3. Вычислите: 
.
а) (-3а) 4 ;
б) (2аb 5 ) 8 ;
в)
.
3. Вычислите: 
.
Взаимная проверка сразу. На рабочих листах учащиеся ставят напротив правильно решённых упражнений “+”, неправильно выполненных “-”.
Степень 0
В алгебре возведение с нулевую степень встречается часто. Что такое степень 0? Какие числа можно возводить в нулевую степень, а какие — нет?
Любое число в нулевой степени, за исключением нуля, равно единице:
Таким образом, какое бы число ни возвели в степень 0, результат всегда получится одинаковый — единица.
И 1 в степени 0, и 2 в степени 0, и любое другое число — целое, дробное, положительное, отрицательное, рациональное, иррациональное — при возведении в нулевую степень дает единицу.
Единственное исключение — нуль.
Нуль в нулевой степени не определен, такое выражение не имеет смысла.
То есть в нулевую степень можно возводить любое число, кроме нуля.
Если при упрощении выражения со степенями получается число в нулевой степени, его можно заменить единицей:
Если при упрощении получается переменная или выражение с переменными в нулевой степени, пишем дополнительное условие — основание степени должно быть отличным от нуля:
Число в первой и нулевой степени, как состовлять
Свойства степени с натуральным показателем.
Чтобы умножить степени с одинаковыми основаниями мы основания не меняем, а показатели степеней складываем :
например: 7 1.7 · 7 – 0.9 = 7 1.7+( – 0.9) = 7 1.7 – 0.9 = 7 0.8
Чтобы разделить степени с одинаковыми основаниями основание не меняем, а показатели степеней вычитаем :
При расчетах возведения степени в степень основание не меняем, а показатели степеней умножаем друг на друга.
например: (2 3 ) 2 = 2 3·2 = 2 6
Если необходимо рассчитать возведение в степень произведения, то в эту степень возводится каждый множитель
При выполнении расчетов по возведению в степень дроби мы в данную степень возводим числитель и знаменатель дроби
Степень с натуральным показателем, квадрат числа, куб числа
Вторая степень числа, а также третья степень числа имеют свои названия. Вторую степень числа называют квадратом числа, например, 7 2 читается как «семь в квадрате» или «квадрат числа семь». Третья степень числа называется кубом числа, к примеру, 5 3 можно прочитать как «пять в кубе» или сказать «куб числа 5 ».
Таблица степеней от 1 до 10
1 1 = 1
1 2 = 1
1 3 = 1
1 4 = 1
1 5 = 1
1 6 = 1
1 7 = 1
1 8 = 1
1 9 = 1
1 10 = 1
2 1 = 2
2 2 = 4
2 3 = 8
2 4 = 16
2 5 = 32
2 6 = 64
2 7 = 128
2 8 = 256
2 9 = 512
2 10 = 1024
3 1 = 3
3 2 = 9
3 3 = 27
3 4 = 81
3 5 = 243
3 6 = 729
3 7 = 2187
3 8 = 6561
3 9 = 19683
3 10 = 59049
4 1 = 4
4 2 = 16
4 3 = 64
4 4 = 256
4 5 = 1024
4 6 = 4096
4 7 = 16384
4 8 = 65536
4 9 = 262144
4 10 = 1048576
5 1 = 5
5 2 = 25
5 3 = 125
5 4 = 625
5 5 = 3125
5 6 = 15625
5 7 = 78125
5 8 = 390625
5 9 = 1953125
5 10 = 9765625
6 1 = 6
6 2 = 36
6 3 = 216
6 4 = 1296
6 5 = 7776
6 6 = 46656
6 7 = 279936
6 8 = 1679616
6 9 = 10077696
6 10 = 60466176
7 1 = 7
7 2 = 49
7 3 = 343
7 4 = 2401
7 5 = 16807
7 6 = 117649
7 7 = 823543
7 8 = 5764801
7 9 = 40353607
7 10 = 282475249
8 1 = 8
8 2 = 64
8 3 = 512
8 4 = 4096
8 5 = 32768
8 6 = 262144
8 7 = 2097152
8 8 = 16777216
8 9 = 134217728
8 10 = 1073741824
9 1 = 9
9 2 = 81
9 3 = 729
9 4 = 6561
9 5 = 59049
9 6 = 531441
9 7 = 4782969
9 8 = 43046721
9 9 = 387420489
9 10 = 3486784401
10 1 = 10
10 2 = 100
10 3 = 1000
10 4 = 10000
10 5 = 100000
10 6 = 1000000
10 7 = 10000000
10 8 = 100000000
10 9 = 1000000000
10 10 = 10000000000
Возведение числа в нулевую степень
Первая степень числа
Любое число в первой степени равно самому себе, так как показатель степени 1 указывает что число берётся сомножителем всего один раз, то есть оно ни на что не умножается,а просто остаётся без изменений.
Отрицательный показатель степени
Показатели степени могут быть не только положительными, но и отрицательными.
Возведение в степень
Результат возведения в степень называется степенью (также как и само выражение, значение которого вычисляется). В выражении:
2 – это основание степени, 3 – показатель степени, 8 – степень.
a) 11 2 = 11 · 11 = 121;
б) 2 5 = 2 · 2 · 2 · 2 · 2 = 32;
в) 10 4 = 10 · 10 · 10 · 10 = 10000.
Последовательность выполнения расчетов при работе с выражениями содержащими степень.
При выполнении расчетов выражений без скобок, но содержащих степени, в первую очередь производят возведение в степень, потом действия умножение и деление, и лишь потом операции сложения и вычитания.
Если необходимо вычислить выражение содержащие скобки, то сначала в указанном выше порядке делаем вычисления в скобках, а потом оставшиеся действия в том же порядке слева направо.
Очень широко в практических вычислениях для упрощения расчетов используют готовые таблицы степеней.
Теория множеств
Вроде на этом можно остановиться, но есть еще одно элегантное доказательство. Дело в том, что математика, это не только цифры и числовые оси. Есть комбинаторика, теория функций, множество других разделов, где нужно значение 0 в степени 0.
Итак, есть три блогера смежной тематики: Я, Артур Шарифов и Топа. И есть две обалденные темы для ролика, например, искусственный интеллект и космос! Каждый записывает 1 ролик на 1 тему, повторяться, конечно, можно. Вопрос: сколькими вариантами они могут это сделать? Ну то есть все на одну тему, или двое одну, третий другую?
К чему эта задача? В теории множеств есть теорема, согласно которой множество с количеством элементов M можно отобразить на множество с количеством элементов N вот столькими вариантами N в степени M.
Здесь как раз множество блогеров (3 элемента) отображается на множество тем (2 элемента). В итоге получается 8 вариантов.
Если что, вот они все перед вами:
Дело в том, что бывают и пустые множества! И есть только один вариант отображения пустого множества на пустое. А это значит, что 0 в степени 0 и есть единица! Это чисто символическое доказательство, не такое серьезное. Но все равно, логично что, ноль блогеров может записать ноль роликов только одним способом.
Как возвести число в натуральную степень?
Чтобы понять, как возводить различные числа в натуральные степени, рассмотрим несколько примеров:
Таким образом, чтобы возвести число в натуральную степень, достаточно всего лишь умножить его само на себя n раз.
Как возвести число в целую отрицательную степень?
Чтобы возвести отличное от нуля число в отрицательную степень, нужно вычислить значение этого числа в той же положительной степени и разделить единицу на полученный результат.
Теория
Степень числа – это сокращенная запись операции многократного умножения числа самого на себя. Само число в данном случае называется – основанием степени, а количество операций умножения – показателем степени.
запись читается: «a» в степени «n».
«a» – основание степени
«n» – показатель степени
4 6 = 4 × 4 × 4 × 4 × 4 × 4 = 4096
Данное выражение читается: 4 в степени 6 или шестая степень числа четыре или возвести число четыре в шестую степень.
Как возвести число в степень.
Давайте рассмотрим процесс возведения в степень на примере. Пусть нам необходимо возвести число 5 в 3-ю степень. На языке математики 5 — это основание, а 3 — показатель (или просто степень). И записать это можно кратко в таком виде:
Возведение в степень
А чтобы найти значение, нам будет необходимо число 5 умножить на себя 3 раза, т. е.
5 3 = 5 x 5 x 5 = 125
Соответственно, если мы хотим найти значение числа 7 в 5 степени, мы должны число 7 умножить на себя 5 раз, т. е. 7 x 7 x 7 x 7 x 7. Другое дело когда требуется возвести число в отрицательную степень.
Парадокс нуля
Таблица 1. Функция ƒ(x) = x x
| x | x x |
| 1 | 1 |
| 0,9 | 0,909 |
| 0,8 | 0,836 |
| 0,7 | 0,779 |
| 0,6 | 0,736 |
| 0,5 | 0,707 |
| 0,4 | 0,693 |
| 0,3 | 0,697 |
| 0,2 | 0,725 |
| 0,1 | 0,794 |
| 0,01 | 0,955 |
| 0,001 | 0,993 |
Как видим, с определенного момента значение x x растет вместе с уменьшением x. В этом нет ничего сверхъестественного, это всего лишь пример действия формулы
Изобразим это на графике
Проверим, вычислив это значение. Преобразуем основание выражения. Получаем:
x x = (e ln x ) x = e x ln x
Пользуемся правилом Лопиталя:
Доказательство получено. Официальная позиция современной математики гласит, что выражение 0 0 – представляет собой неопределенность, то есть не имеет точного значения. Однако на практике, при расчетах, его значение подстраивается под конкретные требования. И чаще всего в этих случаях оно равно единице. Чтобы лучше разобраться с темой нулевой степени, советуем посмотреть видео ниже.
Как пользоваться таблицей степеней числа два?
| Степень двойки (n) | Значение степени двойки 2 n | Максимальное число без знака, |
записанное с помощью n бит
Как пользоваться калькулятором степеней
Калькулятор помогает возводить число в степень онлайн. Основанием степени могут быть любые целые числа и десятичные дроби. Показатель степени тоже может быть любой десятичной дробью, однако следует помнить о том, что для отрицательных чисел не определена операция возведения в нецелую степень.
Возведение в степень отрицательного числа
Основание степени (число, которое возводят в степень) может быть любым числом — положительным, отрицательным или нулём.
При возведении в степень положительного числа получается положительное число.
При возведении нуля в натуральную степень получается ноль.
При возведении в степень отрицательного числа в результате может получиться как положительное число, так и отрицательное число. Это зависит от того чётным или нечётным числом был показатель степени.
Рассмотрим примеры возведения в степень отрицательных чисел.
Из рассмотренных примеров видно, что если отрицательное число возводится в нечётную степень, то получается отрицательное число. Так как произведение нечётного количество отрицательных сомножителей отрицательно.
Если же отрицательное число возводится в чётную степень, то получается положительное число. Так как произведение чётного количество отрицательных сомножителей положительно.
Степень с целым показателем
Степень числа a с целым положительным показателем есть не что иное как степень числа a с натуральным показателем: 
, где n – целое положительное число.
Рассмотрим данное определение степени с целым отрицательным показателем на конкретных примерах: 
.
Подытожим информацию этого пункта.
Степень числа a с целым показателем z определяется так:
