底数是自然数的幂的速算法
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各类求⾃然数幂和⽅法⾼斯消元我们知道:n ∑i=1i=n(n+1)2以及:n∑i=1i2=n(n+1)(2n+1)6以及:n∑i=1i3=(n∑i=1i)2=(n(n+1)2)2那我们可以猜想,⾃然数的k次幂和对应的公式是⼀个次数为k+1的没有常数项的多项式(实际上也是的)。
证明吗,暂时不会。
However,我们可以拿这个猜想做题。
设这个k+1次的多项式f(x)=∑k+1i=1a i x i利⽤待定系数法,我们只需要知道k+2对(x,f(x)),列出⽅程组就能解出所有的a i,从⽽就能代⼊更⼤的x求出f(x)。
由于解⽅程组需要⽤到⾼斯消元算法,时间复杂度是O(k3),在k≤100的范围内还是能⽆压⼒解决的。
总结时间复杂度:O(k3)空间复杂度:O(k2)由于⾼斯消元时要在模意义下做除法,对于模数不是质数的情况⽆法适应,⽽且时间复杂度难以接受,不是⼀种较常⽤的⽅法。
第⼆类斯特林数分析定义S(n,m)表⽰n个有差别的球放⼊m个⽆差别的盒⼦中的⽅案数,要求盒⼦不能为空。
容易得到下⾯的递推式:S(n,m)=S(n−1,m−1)+mS(n−1,m)考虑新加⼊的球,要么放在新的盒⼦⾥,要么放在之前的盒⼦⾥。
因为球是有差别的,所以放在任意⼀个盒⼦⾥的⽅案都是不⼀样的,因此S(n−1,m)要乘上⼀个m。
要⽤它解决⾃然数幂和问题,还是要⽤到第⼆类斯特林数的⼀个性质:a k=k∑i=0S(k,i)i!C i a这个性质还是很好解释的,我们可以把a k当做k个有差别的球,放⼊a个有差别的盒⼦的⽅案数,盒⼦可以为空。
那么我们就枚举i个盒⼦被放满了,S(k,i)只保证了球有差别,乘以i!相当于给盒⼦编号,令盒⼦也有差别,最后乘上⼀个C i a表⽰在a个盒⼦中选i个的⽅案数。
那么就可以开始化⾃然数幂求和的式⼦:∑n a=1a k=∑n a=1∑k i=0S(k,i)i!C i a两个sigma没有关联,我们可以交换枚举顺序:=∑k i=0S(k,i)i!∑n a=1C i a由于a<i时C i a=0,⼜可以化成:=∑k i=0S(k,i)i!∑n a=i C i a继续化简需要⽤到⼀个性质:∑n a=i C i a=C i+1n+1证明考虑运⽤组合数递推公式即:C j i=C j i−1+C j−1i−1C i+1n+1=C i n+C i+1n=C i n+C i n−1+C i+1n−1=C i n+C i n−1+C i n−2+C i+1n−2继续化下去就会得到:=∑n a=i C i a性质就得证了,上⾯的式⼦就化简为:=∑k i=0S(k,i)i!C i+1n+1组合数有点⿇烦,我们展开为阶乘形式:=∑k i=0S(k,i)i!(n+1)! (i+1)!(n−i)!拆开(i+1)!=i!∗(i+1):=∑k i=0S(k,i)(n+1)! (i+1)(n−i)!发现(n+1)!(n−i)!其实是i+1个连续整数相乘,其中必有⼀个是i+1的倍数,因此式⼦⼀定取整数,就不⽤考虑模数的问题了。
幂运算规则
嘿,朋友们!今天咱来好好聊聊幂运算规则,这可真是超级有趣又超级重要的知识啊!
比如说,2 的 3 次方,这就意味着 2 要乘以自己 3 次,那不就是
2×2×2 等于 8 嘛!就好像你有 2 个苹果,每次都再增加 2 倍,最后就有 8 个啦!
幂运算规则里呀,同底数幂相乘,底数不变指数相加,这多神奇呀!就好比是一群小伙伴,底数就是他们的队伍,指数就是他们做的任务次数。
5 的 2 次方乘以 5 的 3 次方,那就是 5 这个队伍的小伙伴们,先做 2 次任务,再接着做 3 次任务,最后可不就相当于做了 5 次任务嘛,也就是 5 的 5 次
方啦!
还有哦,幂的乘方,底数不变指数相乘。
这就像是把一个任务难度提升了好几级呢!3 的 4 次方再平方,那不就是 3 这个队伍的任务突然难度加
倍了,变成了 3 的 8 次方啦!
哎呀呀,你们想想,要是不懂这幂运算规则,那可就像在数学的大森林里迷路了一样!但是一旦掌握了,哇塞,简直就像找到了打开数学宝藏的钥匙一样兴奋!所以说呀,一定要好好学幂运算规则,这真的超级重要呢!
我的观点很明确呀,幂运算规则是数学中非常关键的一部分,掌握了它,我们就能更好地探索数学的奥秘啦!。
幂的快速计算方法嘿,朋友们!今天咱来聊聊幂的快速计算方法,这可真是个超有用的本事呢!咱先从简单的例子说起哈。
比如 2 的 3 次方,那就是 2×2×2,等于8 呗。
可要是数字大一点,次方数高一点,那靠这样一个一个乘可得费老劲了。
咱可以找规律呀!就像玩游戏找通关秘籍一样。
比如说,2 的 4 次方,不就是 2 的 3 次方再乘个 2 嘛,那就是 8×2 等于 16 呀。
这就有点门道了吧!再比如 10 的几次方,这就更好玩啦。
10 的 2 次方就是 100,10 的3 次方就是 1000,你瞧,多简单明了!那 10 的4 次方不就是在 1000后面加个 0 嘛,这不是手到擒来嘛!还有哦,同底数幂相乘,底数不变指数相加,这可是个大宝贝呀!就像搭积木一样,把小的凑成大的。
比如说 2 的 3 次方乘 2 的 4 次方,那不就是 2 的 7 次方嘛。
那要是遇到除法呢?嘿,也有招!同底数幂相除,底数不变指数相减。
这就像分糖果一样,按比例来分。
咱再说说负数次方。
哎呀呀,这可别被吓到啦!负数次方就相当于求倒数的正数次方。
比如说 2 的负 3 次方,不就是 1 除以 2 的 3 次方嘛,算起来也不难呀。
想象一下,要是你掌握了这些方法,那算幂的时候不就跟玩儿似的,唰唰几下就出来了,多牛啊!其实呀,数学里好多东西就跟生活中的小窍门一样,找到了就特别好使。
幂的计算方法也是,一旦你掌握了,那在数学的世界里就能畅游啦!所以啊,大家可别小瞧了这幂的快速计算方法,它能让你的数学之路走得更顺畅呢!别再死记硬背啦,多找找规律,多玩玩这些数字游戏,你会发现数学的乐趣无穷大呀!就这么去试试吧,相信你会有大收获的!加油哦!。
幂运算常用的8个公式幂运算是数学中非常常用的一种运算方式,它是指一个数(底数)乘以自身多次(指数)的乘法运算。
在数学中,有许多常用的公式和规则可以帮助我们简化幂运算的计算过程。
在本文中,我将介绍8个常用的幂运算公式,并为您提供详细的解释和推导。
1.幂的乘法:(a^m)(a^n)=a^(m+n)这个公式表明,当底数相同时,两个幂相乘等于将它们的指数相加。
这可以通过考虑如何扩展乘法来理解。
假设我们有a^m*a^n*a^p,这等同于a^(m+n+p)。
2.幂的除法:(a^m)/(a^n)=a^(m-n)当底数相同时,将两个幂相除等于将它们的指数相减。
这可以通过考虑如何扩展除法来理解。
假设我们有(a^m*a^n)/(a^n),这等同于a^m。
3.幂的指数乘法:(a^m)^n=a^(m*n)这个公式表明,当对一个幂求幂时,可以将指数进行相乘。
例如,(3^2)^3=3^(2*3)=3^6=729、这个公式可以通过将(a^m)^n展开为a^m*a^m*...*a^m(一共有n个a^m)来理解。
4.同底数幂的乘法:(a^m)*(b^m)=(a*b)^m当两个幂具有相同的底数时,我们可以通过将底数相乘并将指数保持不变来计算它们的乘积。
例如,(2^3)*(3^3)=(2*3)^3=6^3=2165.同底数幂的除法:(a^m)/(b^m)=(a/b)^m当两个幂具有相同的底数时,我们可以通过将底数相除并将指数保持不变来计算它们的商。
例如,(5^4)/(2^4)=(5/2)^4=2.5^4=39.066.幂的倒数:(a^m)^(-1)=a^(-m)这个公式表明当对一个幂求倒数时,可以将指数取相反数。
例如,(2^3)^(-1)=2^(-3)=1/8=0.1257.幂的零次方:a^0=1任何数的零次幂都等于1,这是一个基本的数学规则。
例如,2^0=1,3^0=1,x^0=18.幂的负指数:a^(-n)=1/(a^n)当指数为负数时,我们可以将其对应的幂转化为倒数。
七年级下册数学幂的知识点在初中阶段,数学是一个十分重要的学科。
尤其是在七年级下册,幂的知识点是一个十分关键的内容。
在接下来的文章中,我们将就这个知识点展开深入的讲解。
1. 幂的基本概念幂是指同一个数自乘若干次的结果,例如3的二次幂就是3×3=9。
其中,底数3是被乘数,指数2是乘数,乘数的个数也叫幂的次数,这里是2次。
2. 幂的符号表示在幂的表达式中,底数上面有一个小的数字,这个小的数字就是指数。
这个表达式可以写作aⁿ,又称指数表示法。
其中a是底数,n为指数。
例如:4⁴ = 4×4×4×4 = 2563. 幂的运算法则幂的运算法则分为三种:同底数幂相乘、幂的指数相加和底数相同的幂相除。
具体如下:同底数幂相乘法则:aⁿ × aᵐ= aⁿᵐ例如:3² × 3³ = 3⁵幂的指数相加法则:aⁿ × bⁿ = (ab)ⁿ例如:2¹⁰ × 5¹⁰ = (2 × 5)¹⁰ = 10¹⁰底数相同的幂相除法则:aⁿ ÷ aᵐ= aⁿ⁻ᵐ(n > m)例如:5⁸ ÷ 5³ = 5⁵4. 幂的化简化简幂的表达式就是将幂的指数用其他数的乘积表示出来。
例如:2³ × 2² = 2⁵可以化简为 2⁵ = 325. 幂函数幂函数是指以底数为自变量,幂为因变量的函数,即y = axⁿ,其中a为常数。
例如:y = 3x²就是一个幂函数,其中底数为x,幂为2,底数是自变量,幂是因变量。
6. 小结七年级下册数学幂的知识点是一个需要重视的内容。
需要掌握幂的基本概念、符号表示、运算法则、化简和幂函数等知识点,只有掌握了这些知识,才能在学习中事半功倍。
希望以上内容能够对你有所帮助,也希望你能够在学习中取得好的成果。
幂运算常用的8个公式幂数口诀幂运算常用的8个公式是:1、同底数幂相乘;2、幂的乘方;3、积的乘方;4、同底数幂相除;5、a^(m+n)=a^m·a^n;6、a^mn=(a^m)·n;7、a^m·b^m=(ab)^m;8、a^(m-n)=a^m÷a^n(a≠0)。
幂运算常用的8个公式幂运算常用的8个公式是:1、同底数幂相乘:a^m·a^n=a^(m+n)。
2、幂的乘方:(a^m)n=a^mn。
3、积的乘方:(ab)^m=a^m·b^m。
4、同底数幂相除:a^m÷a^n=a^(m-n)(a≠0)。
5、a^(m+n)=a^m·a^n。
6、a^mn=(a^m)·n。
7、a^m·b^m=(ab)^m。
8、a^(m-n)=a^m÷a^n(a≠0)。
幂数口诀指数加减底不变,同底数幂相乘除。
指数相乘底不变,幂的乘方要清楚。
积商乘方原指数,换底乘方再乘除。
非零数的零次幂,常值为1不糊涂。
负整数的指数幂,指数转正求倒数。
看到分数指数幂,想到底数必非负。
乘方指数是分子,根指数要当分母。
幂运算是什么意思1、幂运算是一种关于幂的数学运算。
掌握正整数幂的运算性质(同底数幂的乘法、幂的乘方、积的乘方、同底数幂的除法),能用字母式子和文字语言正确地表述这些性质,并能运用它们熟练地进行运算。
2、思考对于数学的学习是最核心的,对做题更是如此。
数学是考你对知识点的运用,能够理解这些知识点,然后解题,通过解题巩固所学知识。
一开始不会解题,要忍住不去翻看答案,自己先思考。
3、在学习法则的过程中,不是简单地套用公式,而是除了理解法则的形成过程外,还需要知道每一个法则的具体适用情况,并会变式和引申。
在运用幂的运算法则进行计算时,一定要审清题,特别注意系数、符号和指数,其次要正确运用公式,看清底数和指数的变化,学会用转化的方法和整体的思想去解决问题。
幂的运算公式范文
幂是数学中常见的运算,也是一种表示数的方式。
幂运算的公式有很多,下面是一些常见的幂运算公式:
1.幂的乘法公式:
对于任意实数a和自然数m、n,有以下公式:
a^m*a^n=a^(m+n)
这个公式表示同一底数的两个幂相乘,结果是底数不变,指数相加。
2.幂的除法公式:
对于任意实数a和自然数m、n,有以下公式:
a^m/a^n=a^(m-n)
这个公式表示同一底数的两个幂相除,结果是底数不变,指数相减。
3.幂的乘方公式:
对于任意实数a和自然数m、n,有以下公式:
(a^m)^n=a^(m*n)
这个公式表示幂的乘方,结果是底数不变,指数相乘。
4.幂的负指数公式:
对于任意实数a和自然数n,有以下公式:
a^(-n)=1/a^n
这个公式表示一个数的负指数幂等于其倒数的正指数幂。
5.幂的零指数公式:
对于任意实数a(a≠0),有以下公式:
a^0=1
这个公式表示任何一个非零数的零次幂等于1
6.幂的倒数公式:
对于任意实数a(a≠0)和自然数n,有以下公式:
(1/a)^n=1/(a^n)
这个公式表示一个数的倒数的幂等于这个数的幂的倒数。
这些是幂运算的常见公式,可以帮助我们进行幂的运算和化简。
幂运
算在数学中有广泛的应用,例如在代数、几何和物理等领域中经常会遇到。
北师大版七年级幂的运算在我们七年级的数学学习中,幂的运算可是一个非常重要的知识点。
它就像是一把神奇的钥匙,能够帮助我们打开数学世界里很多复杂问题的大门。
首先,咱们来聊聊什么是幂。
幂其实就是几个相同的数相乘的简便表示方法。
比如说,2×2×2×2×2,写起来很麻烦对不对?这时候我们就可以用幂的形式来表示,写成 2 的 5 次方。
其中,2 叫做底数,5 叫做指数,整个“2 的 5 次方”就叫做幂。
接下来,咱们看看幂的运算都有哪些规则。
同底数幂相乘,底数不变,指数相加。
比如说,2 的 3 次方乘以 2的 4 次方,就等于 2 的(3 + 4)次方,也就是 2 的 7 次方。
这个规则很好理解,你可以想象成一堆 2 相乘,再乘以另一堆 2 相乘,那不就是更多的 2 相乘了嘛。
同底数幂相除,底数不变,指数相减。
比如 2 的 5 次方除以 2 的 3次方,就等于 2 的(5 3)次方,也就是 2 的 2 次方。
这就好像是把一堆 2 分成了几小堆 2,剩下的 2 的个数就是指数的差值。
幂的乘方,底数不变,指数相乘。
比如(2 的 3 次方)的 2 次方,就等于 2 的(3×2)次方,也就是 2 的 6 次方。
这个就像是给一组相同的数相乘又整体乘了几次,那么指数就得相乘。
积的乘方,等于把积的每一个因式分别乘方,再把所得的幂相乘。
比如(2×3)的 2 次方,就等于 2 的 2 次方乘以 3 的 2 次方。
这些运算规则看起来好像有点复杂,但只要多做几道练习题,就能熟练掌握啦。
咱们来通过几个例子感受一下。
比如计算 3 的 4 次方乘以 3 的 5 次方。
因为是同底数幂相乘,底数3 不变,指数 4 和 5 相加,得到 3 的 9 次方。
再比如计算 4 的 7 次方除以 4 的 4 次方。
同底数幂相除,底数 4 不变,指数 7 减去 4,得到 4 的 3 次方。
还有(5 的 2 次方)的 3 次方,底数 5 不变,指数 2 和 3 相乘,得到 5 的 6 次方。
初中幂的运算公式口诀哎呀,说到初中数学里的幂运算公式,真是让人又爱又恨,尤其是刚开始接触的时候,感觉就像是看天书。
大家知道吗,幂运算可不是随便说说的,它可是数学里的“小霸王”!先来聊聊什么是幂。
就简单来说,幂就是把一个数乘以自己好几次,比如说(2^3) 就是把2乘以自己3次,得8。
很简单吧?不过,听着容易,做起来可不一定哦。
先讲讲最基本的幂的运算规律,真是让人耳熟能详。
比如说 (a^m times a^n =a^{m+n),就是把同底数的幂相乘,指数相加。
想想看,就像是你和小伙伴一起去打怪,打怪的次数加起来,怪物还不是一只只倒下。
(a^m div a^n = a^{mn),这也是一样的道理,底数不变,指数相减,怪物一个个被你干掉,剩下的也只会越来越少,爽!再来就是幂的乘方了,像是 ( (a^m)^n = a^{m times n )。
听起来好像有点复杂,其实不然,就像你请朋友一起帮忙,结果是你原来的力量翻倍。
哈哈,说得有点夸张,不过这个意思就是这样的。
还有哦,任何数的零次方都是1,真是个奇妙的数字法则。
比如说你不管怎样,只要乘以1,结果都是那个数本身,这就好比你一成不变的个性,永远不会改变。
说到这里,我得提醒大家一下,负数的指数就像个小陷阱,千万别掉进去哦!(a^{n = frac{1{a^n),就是把底数变成分母,记得要搞清楚这个哦。
就像打游戏的时候,别被陷阱搞到,冷静应对,绝对没问题!根号也是跟幂有关系的,比如说 (sqrt{a = a^{1/2)。
听着简单,但在实际操作中,很多小伙伴会一脸懵逼。
就像你去外面吃东西,看到菜单上那些花花绿绿的东西,反而不知道点什么,慌了神。
但是,放心,熟能生巧,多做几道题就能记住这些了。
好了,聊了这么多,你有没有感觉这些幂运算公式就像是你学习路上的小伙伴呢?每次遇到它们,就像是碰到老朋友,虽然有时会让你挠头,但认真对待,总能收获满满。
别忘了,练习是关键,做题的时候千万要认真,每一个细节都不能放过。
幂的计算方法嘿,咱今儿就来聊聊幂的计算方法。
你说幂这玩意儿,就好像是数学世界里的神奇魔法。
咱就拿个简单例子来说,2 的 3 次方,那不就是 2×2×2 嘛,等于 8 呀。
这就好比是盖房子,2 就是那一块块砖头,3 就是要盖的层数,最后得到的 8 就是那盖好的房子。
计算幂的时候可得细心点儿,别像马大哈似的弄错了。
一个数的几次方,那就是把这个数自己乘自己那么多次。
这可不是闹着玩的,弄错了结果可就差老远啦!咱再说说负数的幂。
嘿,这可有点意思。
负数的奇次幂那就是负数,负数的偶次幂就是正数。
你说这像不像人有时候的情绪,一会儿高兴,一会儿低落的。
还有啊,零的幂也有讲究呢。
0 的任何正数次幂都等于 0,可别小瞧了这一点。
这就好像是一个特殊的存在,安安静静地待在那儿。
幂的计算在生活中也有不少用处呢。
比如说算面积、算体积啥的。
你想想,一个正方形的边长是 2,那它的面积不就是 2 的 2 次方嘛。
就这么简单的一个例子,就能看出幂的用处不小吧。
那要是遇到复杂点的幂呢?别着急,咱一步一步来。
就像走迷宫似的,慢慢找路。
先把底数确定好,再看看指数是多少,然后就开始计算。
要是底数里还有其他运算,那就先把其他运算搞定了再来算幂。
比如说,(3+2)的 2 次方,那咱得先算出括号里的 5,然后再算 5 的2 次方,等于 25 呀。
总之呢,幂的计算方法不难,但也得用心去学,去练。
就像学骑自行车一样,一开始可能会摔倒,但多练几次不就会了嘛。
数学的世界就是这么神奇,幂就是其中的一个小魔法。
你学会了这个魔法,就能在数学的世界里畅游啦!幂的计算方法,其实就是打开数学大门的一把钥匙,你握住了这把钥匙,就能开启更多的知识宝藏。
别小看了这些看似简单的计算,它们背后可蕴含着无穷的智慧呢!所以啊,好好去探索幂的计算方法吧,让自己成为数学世界里的小魔法师!。
自然数幂次方和公式-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1自然数幂次方和的另一组公式摘要:一般的自然数幂次方和公式是用n 的p+1次方的多项式表示,考虑到任一多项式均可用k n C 表示,本文给出了自然数幂次方和用kn C 表示的方法,并且给出了相应的系数完整表达式。
这比多项式表达方便得多,因为多项式表达的系数至今仍是递推公式表达。
由笔者的文章(注【1】)知,自然数幂次方和可以用关于n 的多项式表达,而每一个多项式均可用kn C 表示的,因此可猜想自然数幂次方和也可以用knC 表达出来。
假设自然数幂次方和可以写成以下形式∑∑=++===pk k n k nk p n C A k S 1111。
(1)那么同理可应有:∑∑=++--=-==pk k n k n k p n C A k S 111)1(111那么:∑∑=+=++--=-=pk k n k p k k n k n n p C A C A S S n 111111 []∑∑==+++=-=pk k nk pk k nk n k pCA CCA n 11111∑==pk kn k p C A n 1因为对于充分大的自然数n 均使得上述式子成立,所以上式对应的应该是一个关于n 的p 次多项式,其中:)1).....(1(k n n n C k n -+-=这仅仅是一个多项式的写法,与排列组合无关, n 可为任意的数。
分别令n=1,2,3, 。
p-1时就有: 01111+=+==∑∑∑∑=+===tk kt k pt k ktk tk k tk pk k tk pC A C A C A C A t∑==tk kt k pC A t 1)1...3,2,1(-=p t 。
(2) ∑-=-=11t k k t k pt C A t A )1...3,2,1(-=p t。
(3)这是一个递推的数列,其中A 1=1 , 很显然,通过它可以求出所有的系数t A ,仿照笔者的文章(注【1】)可证明,由(3)式求出的系数t A ,使得公式(1)成立,即自然数幂次方和的公式由(1)(3)给出了。
快速幂取模算法在网站上一直没有找到有关于快速幂算法的一个详细的描述和解释,这里,我给出快速幂算法的完整解释,用的是C 语言,不同语言的读者只好换个位啦,毕竟读C 的人较多~ 所谓的快速幂,实际上是快速幂取模的缩写,简单的说,就是快速的求一个幂式的模(余)。
在程序设计过程中,经常要去求一些大数对于某个数的余数,为了得到更快、计算范围更大的算法,产生了快速幂取模算法。
[有读者反映在讲快速幂部分时有点含糊,所以在这里对本文进行了修改,作了更详细的补充,争取让更多的读者一目了然]我们先从简单的例子入手:求c a b mod = 几。
算法1.首先直接地来设计这个算法:int ans = 1;for (int i = 1;i<=b;i++){ans = ans * a;}ans = ans % c;这个算法的时间复杂度体现在for 循环中,为O (b ).这个算法存在着明显的问题,如果a 和b 过大,很容易就会溢出。
那么,我们先来看看第一个改进方案:在讲这个方案之前,要先有这样一个公式: c c a c a b b m od )m od (m od =.这个公式大家在离散数学或者数论当中应该学过,不过这里为了方便大家的阅读,还是给出证明:引理1:cc b c a c de cde c dk te tkc ce kc d tc c ab ekc b e c b dtc a d c a cc b c a c ab mod )]mod ()mod [(mod mod ))((mod ))((mod mod mod mod )]mod ()mod [(mod )(:2⨯==+++=++=+=⇒=+=⇒=⨯=证明:公式上面公式为下面公式的引理,即积的取余等于取余的积的取余。
ca c c a c c c a cc a cc a c a b b b b b b mod mod ])mod [()(mod ])mod )mod [((mod ])mod [(mod )mod (mod ===由上面公式的迭代证明:公式:证明了以上的公式以后,我们可以先让a 关于c 取余,这样可以大大减少a 的大小, 于是不用思考的进行了改进:算法2:int ans = 1;a = a % c; //加上这一句for (int i = 1;i<=b;i++){ans = ans * a;}ans = ans % c;聪明的读者应该可以想到,既然某个因子取余之后相乘再取余保持余数不变,那么新算得的ans 也可以进行取余,所以得到比较良好的改进版本。
幂的运算一、知识网络归纳二、学习重难点学习本章需关注的几个问题:●在运用n m n m a a a +=•(m 、n 为正整数),n m n m a a a -=÷(0≠a ,m 、n 为正整数且m >n ),mn n m a a =)((m 、n 为正整数),n n n b a ab =)((n 为正整数),)0(10≠=a a ,n n aa 1=-(0≠a ,n 为正整数)时,要特别注意各式子成立的条件。
◆上述各式子中的底数字母不仅仅表示一个数、一个字母,它还可以表示一个单项式,甚至还可以表示一个多项式。
换句话说,将底数看作是一个“整体”即可。
◆注意上述各式的逆向应用。
如计算20052004425.0⨯,可先逆用同底数幂的乘法法则将20054写成442004⨯,再逆用积的乘方法则计算11)425.0(425.02004200420042004==⨯=⨯,由此不难得到结果为1。
◆通过对式子的变形,进一步领会转化的数学思想方法。
如同底数幂的乘法就是将乘法运算转化为指数的加法运算,同底数幂的除法就是将除法运算转化为指数的减法运算,幂的乘方就是将乘方运算转化为指数的乘法运算等。
◆在经历上述各个式子的推导过程中,进一步领悟“通过观察、猜想、验证与发现法则、规律”这一重要的数学研究的方法,学习并体会从特殊到一般的归纳推理的数学思想方法。
一、同底数幂的乘法1、同底数幂的乘法同底数幂相乘,底数不变,指数相加.公式表示为:()m n m n a a a m n +⋅=、为正整数2、同底数幂的乘法可推广到三个或三个以上的同底数幂相乘,即 ()m n p m m p a a a a m n p ++⋅⋅=、、为正整数 注意点:(1) 同底数幂的乘法中,首先要找出相同的底数,运算时,底数不变,直接把指数相加,所得的和作为积的指数.(2) 在进行同底数幂的乘法运算时,如果底数不同,先设法将其转化为相同的底数,再按法则进行计算.例题:例1:计算列下列各题(1) 34a a ⋅; (2) 23b b b ⋅⋅ ; (3) ()()()24c c c -⋅-⋅-简单练习:一、选择题1. 下列计算正确的是( )A.a2+a3=a5B.a2·a3=a5C.3m +2m =5mD.a2+a2=2a4 2. 下列计算错误的是( )A.5x2-x2=4x2B.am +am =2amC.3m +2m =5mD.x·x2m-1= x2m3. 下列四个算式中①a3·a3=2a3 ②x3+x3=x6 ③b3·b·b2=b5 ④p 2+p 2+p 2=3p 2 正确的有( )A.1个B.2个C.3个D.4个4. 下列各题中,计算结果写成底数为10的幂的形式,其中正确的是( )A.100×102=103B.1000×1010=103C.100×103=105D.100×1000=104二、填空题1. a4·a4=_______;a4+a4=_______。
幂运算公式大全幂运算是数学中常见的运算方式,它在代数、几何、物理等领域都有着广泛的应用。
在幂运算中,底数表示要进行幂运算的数,指数表示幂的次数。
幂运算公式是描述幂运算规律的数学公式,掌握这些公式对于解决各种数学问题至关重要。
下面将介绍一些常见的幂运算公式,希望能帮助大家更好地理解和运用幂运算。
1. 幂的乘法公式。
当两个幂的底数相同时,幂的乘法公式可以简化计算过程。
设a和b为实数,m和n为正整数,则有:a^m a^n = a^(m+n)。
这个公式表明,当底数相同时,幂的指数相加即可得到幂的乘法结果。
2. 幂的除法公式。
类似地,当两个幂的底数相同时,幂的除法公式可以简化计算过程。
设a和b为实数,m和n为正整数且m大于n,则有:a^m / a^n = a^(m-n)。
这个公式表明,当底数相同时,幂的指数相减即可得到幂的除法结果。
3. 幂的幂公式。
幂的幂公式描述了一个幂的指数为幂的情况。
设a为实数,m和n为正整数,则有:(a^m)^n = a^(mn)。
这个公式表明,一个幂的指数为幂,等于底数不变,指数相乘的结果。
4. 负指数幂公式。
当幂的指数为负数时,可以利用负指数幂公式进行计算。
设a为非零实数,m为正整数,则有:a^(-m) = 1 / a^m。
这个公式表明,幂的负指数等于底数的倒数的正指数。
5. 零指数幂公式。
当幂的指数为零时,可以利用零指数幂公式进行计算。
设a为非零实数,则有:a^0 = 1。
这个公式表明,任何非零实数的零次幂均等于1。
6. 幂函数的导数公式。
幂函数是一类形如y=x^n的函数,其中n为常数。
对于幂函数的导数计算,有如下公式:(x^n)' = nx^(n-1)。
这个公式表明,幂函数的导数等于指数乘以底数的指数减一次幂。
以上就是一些常见的幂运算公式,它们在数学中有着重要的作用。
掌握这些公式,可以帮助我们更好地理解和应用幂运算,解决各种数学问题。
希望大家能够在学习和工作中灵活运用这些公式,提高数学能力和解决问题的能力。
底数幂的运算法则
底数幂的运算法则是数学中常见的运算规律之一,它指导我们在进行幂运算时如何处理不同底数的幂的乘除、幂的乘方等操作。
具体来说,底数幂的运算法则包括以下几个方面:
1.同底数幂的乘除法则:当两个底数相同时,它们的幂可以通过将指数相加或相减得到。
即a的m次方乘以a的n次方等于a的m+n 次方,a的m次方除以a的n次方等于a的m-n次方。
2.幂的乘方法则:对于同一底数的幂,它们的幂次可以通过将指数相乘得到。
即(a的m次方)的n次方等于a的m×n次方。
3.幂的倒数和负指数法则:一个数的倒数是这个数的幂次为-1的值,即a的-1次方等于1/a。
同时,一个数的负指数是这个数的幂次为负数的值,即a的-n次方等于1/a的n次方。
这些底数幂的运算法则在数学中应用广泛,可以帮助我们简化计算、化简式子、推导公式等。
因此,熟练掌握这些运算法则对于学好数学至关重要。
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次方计算最快的方法次方计算是数学中常见的运算,在计算机科学中也是非常常用的操作。
然而,对于大的次方数的计算,直接使用循环进行计算会非常缓慢,因此我们需要寻找更快速的方法来计算次方。
1.快速幂算法快速幂算法是一种基于分治思想的算法,其时间复杂度为O(logn)。
具体实现方法为将指数n进行二进制拆分,然后通过不断平方和乘法的方式进行运算。
例如,计算a^11时,可以将11拆分为1011(二进制),则a^11 = a^(2^3) * a^(2^1) * a^(2^0) = a^8 * a^2 * a^1。
这样就可以通过3次乘法和3次平方运算得到a^11,大大提高了计算效率。
2.矩阵快速幂算法矩阵快速幂算法是一种基于快速幂算法的扩展,它利用矩阵乘法的性质来加速次方的计算。
具体实现方法为将底数a转化为一个矩阵,然后通过矩阵乘法的方式进行运算。
例如,计算a^11时,可以将a转化为一个2*2的矩阵,然后通过矩阵乘法运算得到a^11对应的矩阵。
这样就可以通过几次矩阵乘法得到结果,大大提高了计算效率。
3.位运算位运算是一种基于二进制的运算,它可以用来进行次方的计算。
具体实现方法为将指数n进行二进制拆分,然后通过位运算来进行运算。
例如,计算a^11时,可以将11拆分为1011(二进制),则a^11 = a^(2^3) * a^(2^1) * a^(2^0) = a^(1<<3) * a^(1<<1) * a^(1<<0)。
这样就可以通过几次位运算得到结果,大大提高了计算效率。
总之,以上三种方法都可以用来加速次方的计算,它们各有优缺点,可以根据具体的应用场景来选择使用哪种方法。
同时,还可以通过使用多线程等技术来进一步提高计算效率。
幂的运算方法总结作为整式乘除的前奏,幂的运算看似非常简单,实际运用起来却灵活多变。
不过,只要熟悉运算的一些基本方法原则,问题就迎刃而解了。
而且通过这些方法原则的学习,不但能使我们熟悉幂的运算,还可得到全面的思维训练,现在对此做一探索。
幂的运算的基本知识就四条性质,写作四个公式:①am×an=am+n ②(am)n=amn③(ab)m=ambm ④am÷an=am-n只要理解掌握公式的形状特点,熟悉其基本要义,直接应用一般都容易,即使运用公式求其中的未知指数难度也不大。
问题1已知a7am=a3a10,求m的值。
思路探索:用公式1计算等号左右两边,得到等底数的同幂形式,按指数也相等的规则即可得m的值。
方法思考:只要是符合公式形式的都可套用公式化简试一试。
方法原则:可用公式套一套。
但是,渗入幂的代换时,就有点难度了。
问题2已知xn=2,yn=3,求(x2y)3n的值。
思路探索:(x2y)3n中没有xn和yn,但运用公式3就可将(x2y)3n化成含有xn和yn的运算。
因此可简解为,(x2y)3n=x6ny3n=(xn)6(yn)3=26×33=1728方法思考:已知幂和要求的代数式不一致,设法将代数式变形,变成已知幂的运算的形式即可代入求值。
方法原则:整体不同靠一靠。
然而,遇到求公式右边形式的代数式该怎么办呢?问题3已知a3=2,am=3,an=5,求am+2n+6的值。
思路探索:试逆用公式,变形出与已知同形的幂即可代入了。
简解:am+2n+6=ama2na6=am(an)2(a3)2=3×25×4=300方法思考:遇到公式右边的代数式时,通常倒过来逆用公式,把代数式展开,然后代入。
方法原则:逆用公式倒一倒。
当底数是常数时,会有更多的变化,如何思考呢?问题4已知22x+3-22x+1=48,求x的值。
思路探索:方程中未知数出现在两项的指数上,所以必须统一成一项,即用公式把它们变成同类项进行合并。
底数是自然数,指数是2或3的幂的速算法
一、底数是自然数,指数是2的幂或者说一个自然数的平方的速算法
我们知道:自然数中数小的平方很好记,但是,我们的学习中不仅仅限于这些数。
因而我在此讲授一些新方法,让大家共同探讨、研究。
如下:
1²=1
2²=(4)=1(1²中的底数1)+1(1²的结果幂1)+2(2²中的底数)即:2²= 1+(1)+2
3²=9 =2+(4)+3
4²=16 =3+(9)+4
5²=25 =4+ (16) +5
=4+3+(9)+ 4+5
=4+3+2+(4) +3+4+5
=4+3+2+1+(1)+2+3+4+5
n²=(n-1)+(n-2)+······+2+1+1+2+······+(n-1)+n
=2[1+2+3+······+(n-1)]+n
·
·
·
25²=625
26²=25+625+26
(n-1)²=······
n²=(n-1)+(n-1)²+n=(n-1)+(n-2)+··+2+1+1+2+··+(n-1)+n (n+1)²=n+ n²+(n+1)化简即为 n²+2n+1 完全平方公式
即 n项的幂 = n一1项的底数 + n一1项的幂 + n项的底数其中n为N(自然数)(n﹥2)。
对于1000以内的数我们也许能用笔很快的在纸张上算出来,但是对于10000及以上的数是不是就不方便了?
例如:300²,我们很明显地知道等于90000,那么我们是不是很快知道301²的幂呢?用以上我们学到的这个方法来算:
即 301²=300+90000+301=90601
我们平时是用301×301等于9061,如果是1000001²呢?用以上的方法是不是很简单了?
我们从以上学到的这个方法是否能推出相差2的自然数303²等于多少呢?甚至相差3,10,13的数303²,310²,313²等于多少呢?甚而相差更大的自然数呢?下章再讲,谢谢谅解.
2013年8月1日于贵州兴仁。