指数法則の拡張 関連問題
【広告】ここから広告です。ご覧の皆さまのご支援ご理解を賜りたく、よろしくお願いいたします。
【広告】広告はここまでです。
m,nを自然数、aを実数として、,が成立します(指数法則参照)。
指数法則:において、としてみると、となりますが、を成り立たせるためには、とすればよいことがわかります。
nを負の整数として、とすると、となるので、と考えればよいことがわかります。
l,mを自然数として、とします。
ここで、はaをm回かけたもの、はaをl回かけたものなので、なら、,なら、,なら、であり、いずれにしても、mを正の整数、nの負の整数としても、が成り立ちます。
mが負の整数、nが正の整数の場合にも、
m,nがともに負の整数で、k,lを正の整数として、,のときも、
また、l,mを正の整数、nを負の整数でだとして、
l,nを正の整数、mを負の整数でだとして、
m,nがともに負の整数で、k,lを正の整数だとして、,のときも、
m,nのいずれか一方が0、あるいは、ともに0の場合にも、,が成り立ちます。
以上より、指数法則:,は、m,nが整数の場合について(負の整数であっても、0であってもよい)成り立ちます。
以下、だとします。
指数法則:において、mが有理数であるとして、 (lは整数、nは自然数)としてみます。
を成り立たせるためには、のn乗がなので、はのn乗根であればよいことになります。
このとき、を、のn乗根で、nが偶数の場合には正の方だとして、だと約束します(累乗根を参照)。
指数が有理数になる場合、有理数を分数で表して、(有理数)乗は、(分子)乗の(分母)乗根、ということになります。
が成り立つので、
nを自然数、l,mを整数だとして、
従って、は、のn乗根で、 ・・・@ が成り立ちます。
q,sを自然数、p,rを整数だとして、
@より、
∴ ・・・A
mを自然数、l,nを整数だとして、とは、ともにm乗してみると、
∴ ・・・B が成り立ちます。
m,nを自然数だとして、は乗すると、となるので、aの乗根です。つまり、
・・・C が成り立ちます。
(∵ B)
(∵ C) ・・・D A,Dより、指数法則:,は、m,nが有理数の場合にも成立します。
実は、指数法則は、指数が実数、虚数の場合にも成立することがわかっています。
指数が円周率πのような無理数の場合、,,,,,・・・,のように、各項が有理数であって、となるような数列を考え、正の数bに対して、として、を考えます。
指数がπ以外の無理数aの場合も同様にして、正の数bに対して、を考えます。
指数法則:, (,m,nは実数)
以上により、自然数に限られていた指数を実数全体に拡張することにします。
【広告】ここから広告です。ご覧の皆さまのご支援ご理解を賜りたく、よろしくお願いいたします。
【広告】広告はここまでです。
数学基礎事項TOP 数学TOP TOPページに戻る
【広告】ここから広告です。ご覧の皆さまのご支援ご理解を賜りたく、よろしくお願いいたします。
【広告】広告はここまでです。
各問題の著作権は
出題大学に属します。©2005-2024(有)りるらる 苦学楽学塾 随時入会受付中!理系大学受験ネット塾苦学楽学塾(ご案内はこちら)ご入会は、
まず、こちらまでメールを
お送りください。