เลขยกกำลัง ที่มีเลขชี้กำลังเป็นจำนวนตรรกยะ

เลขยกกำลัง ที่มีเลขชี้กำลังเป็นจำนวนตรรกยะมีความเกี่ยวข้องกับกรณฑ์ในบทความ จำนวนจริงในรูปกรณฑ์ จากที่เรารู้ว่า จำนวนตรรกยะคือจำนวนที่สามารถเขียนอยู่ในรูปเศษส่วนของจำนวนเต็มได้ เช่น 23\frac{2}3{} , 54\frac{5}{4}, 12\frac{1}{2}, 2 , 3 เป็นต้น ดังนั้นเลขยกกำลังที่มีเลขชี้กำลังเป็นจำนวนตรรกยะ ก็คือจำนวนจริงใดๆยกกำลังด้วยจำนวนที่สามารถเขียนในรูปเศษส่วนของจำนวนเต็ม เช่น 523\mathrm{5^{\frac{2}{3}}} , 3543^{\frac{5}{4}} เป็นต้น

โดยนิยามของเลขยกกำลังที่มีเลขชี้กำลังเป็นจำนวนตรรกยะ คือ

akn=akna^{\frac{k}{n}}=\sqrt[n]{a^{k}} เมื่อ k และ n เป็นจำนวนเต็ม และ n > 1

เราเรียก

akna^{\frac{k}{n}} ว่า เลขยกกำลัง

aa คือ เลขฐาน

kn\frac{k}{n} คือ เลขชี้กำลัง

ตัวอย่าง

523\mathrm{5^{\frac{2}{3}}} = 523\sqrt[3]{5^{2}}

3543^{\frac{5}{4}} = 354\sqrt[4]{3^{5}} = 3343\sqrt[4]{3}

สมบัติของ เลขยกกำลัง ที่มีเลขชี้กำลังเป็นจำนวนตรรกยะ

ให้ a, b เป็นจำนวนจริง และ m, n เป็นจำนวนเต็ม

1.) am×an=am+na^m\times a^n=a^{m+n}

ตัวอย่าง

(25)(24)=25+4=29(2^5)(2^4)= 2^{5+4}=2^9

(2x)(2y)=2x+y(2^x)(2^y)=2^{x+y}

2.) aman=am−n\frac{a^m}{a^n}=a^{m-n} , a≠0a\neq 0

ตัวอย่าง

3534=35−4=31=3\frac{3^5}{3^4}=3^{5-4}=3^1=3

3.) (am)n=amn=(an)m(a^m)^n=a^{mn}=(a^n)^m

ตัวอย่าง

(73)2=73×2=76(7^3)^2=7^{3\times 2}=7^6

4.) am×bm=(ab)ma^m\times b^m = (ab)^m

ตัวอย่าง

(32)(52)=(3×5)2=152(3^2)(5^2)=(3\times 5)^2=15^2

5.) anbn=(ab)n,b≠0\frac{a^n}{b^n} = (\frac{a}{b})^n , b\neq 0

ตัวอย่าง

3252=(35)2\frac{3^2}{5^2}=(\frac{3}{5})^2

ตัวอย่างการใช้งานสมบัติและนิยาม

ตัวอย่างต่อไปนี้จะเป็นการเขียนเลขยกกำลังที่มีเลขชี้กำลังเป็นจำนวนตรรกยะให้อยู่ในรูปอย่างง่าย

เลขยกกำลัง

การบวก ลบ คูณ และหาร เลขยกกำลัง

ตัวอย่างนี้เป็นวิธีการบวก ลบ คูณ หาร เลขยกกำลังที่มีเลขชี้กำลังเป็นจำนวนตรรกยะ

เราจะหาค่าของ 20+(0.027)13+(8)13(25)12−(0.0081)142^{0}+(0.027)^{\frac{1}{3}}+(8)^{\frac{1}{3}}(25)^{\frac{1}{2}}-(0.0081)^{\frac{1}{4}}

การที่ตัวเลขเหล่านี้จะบวกลบกันได้ง่ายขึ้นอาจจะต้องทำให้เลขชี้กำลังหายหรือทำให้เป็นจำนวนเต็ม

เราลองมาจัดรูปใหม่ โดยการพิจารณาตัวเลขต่อไปนี้

20=12^{0} = 1

0.027=0.330.027 = 0.3^3

8=238=2^3

25=5225=5^2

0.0081=0.340.0081=0.3^4

ดังนั้นจะได้รูปใหม่ได้เป็น

เลขยกกำลัง

วิดีโอเพิ่มเติม

การทำแบบฝึกหัดในบทความนี้ไม่มีวิธีที่แน่นอนตายตัวบางข้ออาจจะต้องใช้สมบัติหลายอย่าง บางข้ออาจจะต้องใช้นิยามช่วย แบบฝึกหัดเหล่านี้ต้องอาศัยการสังเกตและอาศัยการฝึกทำแบบฝึกหัดบ่อยๆ เพื่อที่น้องๆจะได้เจอแบบฝึกหัดหลายรูปแบบและจะทำให้น้องๆพร้อมสำหรับการสอบในสนามสอบต่างๆอีกด้วย