指数、方根与根式

负指数

负指数意味着“取倒数”:b^(−n) = 1 / b^n,其中底数 b 非零。它不会让数变成负的,而是把它翻成分数。所以 2^(−3) 不是 −8,而是 1/8。

原因来自幂的规律。往上一步乘以底数,往下一步就除以底数:2^3 = 8,2^2 = 4,2^1 = 2,2^0 = 1,2^(−1) = 1/2,2^(−2) = 1/4。每向下一步都继续除以 2,这正是倒数法则所表达的。除法法则 b^m/b^n = b^(m−n) 在 m < n 时也迫使如此。

一个便利的推论是:通过改变指数的符号,一个因子可以在分子与分母之间移动:1 / b^(−n) = b^n。两个常见错误:以为负指数会使数值变负;以及忘记底数必须非零(因为 0 没有倒数)。

5^(−2) = 1 / 5^2 = 1/25,且 x^(−1) = 1/x。

负指数给出对应正幂的倒数。