任何数的零次方等于多少呢,任何数的零次方等于几为什么

首页 > 教育 > 作者:YD1662023-04-15 07:16:55

我们都知道以下两个结论:

①0的任何正数次幂都等于0:0^x=0,x>0

②任何非0实数的0次幂都等于1:x^0=1,x≠0

今天我们来讨论一个争论已久的问题,0的0次幂到底等于多少?

0^0=?

任何数的零次方等于多少呢,任何数的零次方等于几为什么(1)

从表面上来看,如果0^0=0,就会与x^0=1矛盾;如果0^0=1,就会与0^x=0矛盾。看上去无论将0^0定义成0还是1,都不是很恰当。

于是有人提出0^0就和分母为0一样,是无意义的。理由如下:

0^0=0^(1-1)=0^1/0^1=0/0

此时会出现分母为0,所以0^0无意义。

任何数的零次方等于多少呢,任何数的零次方等于几为什么(2)

看上去似乎有些道理,但这样的解释显然不能让人信服,我们完全可以类似地来理解0^1。

0^1=0^(2-1)=0^2/0^1=0/0

按照之前的解释,同样会出现分母为0,那么0^1也是无意义的,这与我们公认的0^1=0显然是矛盾的。

我们必须转换思路。我们很容易想到利用极限来理解这个问题,0^0可以看作函数f(x)=x^x,当x趋于0 的极限值。我们先用计算器来算一下:

0.1^0.1=0.794……

0.01^0.01=0.954……

0.001^0.001=0.993……

0.0001^0.0001=0.999……

…………

可以明显感觉到,当x→0 时,x^x→1。其实这个结论是可以严格证明的。

求证:lim(x^x)=1,x→0

证明:

lim[ln(x^x)]=lim[x×ln(x)]=lim[ln(x)/(1/x)],x→0

当x→0 时,ln(x)→-∞,1/x→ ∞

此极限为"-∞/ ∞"型的未定式,根据洛必达法则

任何数的零次方等于多少呢,任何数的零次方等于几为什么(3)

lim[ln(x^x)]=lim[ln(x)/(1/x)]=lim[ln′(x)/(1/x)′],x→0

=lim[(1/x)/(-1/x^2)]=lim(-x),x→0

=-0=0=ln1,x→0

lim[ln(x^x)]=ln1=0,x→0

lim(x^x)=1,x→0

证毕!

到这里,问题似乎得到了圆满的解决,0^0=1,而且计算器也是这样显示的。

任何数的零次方等于多少呢,任何数的零次方等于几为什么(4)

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