Số mũ cho biết phép toán nào được thực hiện
Với số nguyên dương n, $a^n$ là tích n thừa số a. Khi $a\ne0$, ta có $a^0=1$ và $a^{-n}=1/a^n$. Trong phạm vi này, $0^0$ và lũy thừa của 0 với số mũ âm không xác định.
Với a>0, số mũ hữu tỉ được định nghĩa qua căn: $a^{m/n}=\sqrt[n]{a^m}$, trong đó m nguyên, n nguyên dương. Chẳng hạn mũ 2/3 nghĩa là lấy căn bậc ba rồi bình phương.
Khi mở rộng sang số mũ thực bất kì, ta dùng cơ số dương. Không áp dụng các quy tắc số mũ thực một cách tùy ý cho cơ số âm. Riêng căn bậc lẻ của số âm vẫn có nghĩa; chẳng hạn $\sqrt[3]{-8}=-2$.
Tính lũy thừa phân số
Tính $8^{2/3}$ và $16^{-3/4}$.
Vì $\sqrt[3]8=2$, ta có $8^{2/3}=2^2=4$. Với biểu thức thứ hai, mũ âm đưa biểu thức xuống mẫu: $16^{-3/4}=1/(\sqrt[4]{16})^3=1/8$.
Mẫu số của số mũ chỉ bậc căn; tử số chỉ lũy thừa. Ta không lấy 8 nhân với 2/3.
Căn bậc chẵn của bình phương
Với x thực, $\sqrt{x^2}$ bằng
Chỉ đúng khi x không âm.
Chỉ đúng khi x không dương.
Đúng cho mọi x thực.
Lấy căn không giữ nguyên bình phương.
Lời giải
$\sqrt{x^2}=|x|$. Nếu x âm, kết quả là −x; nếu x không âm, kết quả là x.
Các quy tắc với cơ số dương
Với a,b>0 và u,v thực:
| Phép tính | Kết quả |
|---|---|
| $a^ua^v$ | $a^{u+v}$ |
| $a^u/a^v$ | $a^{u-v}$ |
| $(a^u)^v$ | $a^{uv}$ |
| $(ab)^u$ | $a^ub^u$ |
| $(a/b)^u$ | $a^u/b^u$ |
Đây là quy tắc cho tích, thương và lũy thừa, không phải cho tổng. Nói chung $(a+b)^u$ không bằng $a^u+b^u$.
Gộp số mũ khi rút gọn
Với x>0, rút gọn $P=x^{3/2}\sqrt{x}/x^{2/3}$.
Đổi $\sqrt x=x^{1/2}$ rồi gộp: $P=x^{3/2+1/2-2/3}=x^{4/3}$. Điều kiện x>0 bảo đảm các lũy thừa và mẫu số đều hợp lệ.
Nếu viết trở lại dạng căn, $x^{4/3}=x\sqrt[3]x$ với điều kiện đang xét.
Gộp lũy thừa
Với a>0, rút gọn $a^{1/3}a^{2/3}/a^{-1}$.
Chia cho $a^{-1}$ phải trừ số mũ -1, tức là cộng 1.
Phép chia lũy thừa yêu cầu lấy số mũ tử trừ số mũ mẫu.
Mẫu $a^{-1}$ không được bỏ; chia cho nó làm số mũ tăng thêm 1.
Phương án dùng đúng dữ kiện và lập luận.
Lời giải
Số mũ là $1/3+2/3-(-1)=2$. Kết quả a².
Tính số mũ âm
Tính $27^{-2/3}$.
Phương án dùng đúng dữ kiện và lập luận.
Số mũ âm tạo nghịch đảo, không làm giá trị lũy thừa âm.
Cần lấy căn bậc ba của 27 rồi bình phương, được 9 ở mẫu.
Đây là giá trị với số mũ $2/3$; số mũ âm yêu cầu lấy nghịch đảo.
Lời giải
$\sqrt[3]{27}=3$, nên $27^{-2/3}=1/3^2=1/9$.
Không phân phối qua tổng
Kiểm tra $(1+4)^{1/2}=1^{1/2}+4^{1/2}$ có đúng không.
Căn chỉ có quy tắc tích trong điều kiện phù hợp, không phân phối qua tổng.
Vế trái là $\sqrt5$, không bằng 3.
Phương án dùng đúng dữ kiện và lập luận.
Vế trái là căn của 5, không phải 5; kết luận sai nhưng phép tính cũng phải đúng.
Lời giải
Vế trái là √5; vế phải 1+2=3. Hai số khác nhau, nên không có quy tắc tách căn của tổng như vậy.
Điều kiện căn và mẫu
Tìm điều kiện của $1/\sqrt{x-2}$.
Căn nằm ở mẫu nên còn phải loại trường hợp căn bằng 0.
Còn cần $x-2\ge0$ để căn xác định trong số thực.
Phương án dùng đúng dữ kiện và lập luận.
Căn bậc hai thực không âm và chỉ xác định khi $x-2\ge0$.
Lời giải
Căn cần x−2≥0, đồng thời mẫu khác 0 nên x−2>0. Vậy x>2.
Điều cần nhớ
Đọc đúng số mũ, đưa về cùng cơ số khi thuận tiện và ghi điều kiện trước khi rút gọn. Với số mũ thực tổng quát, cơ số dương là điều kiện cần giữ.
Đang học