Дробная степень
Дробная степень — это способ записать корень с помощью степени: показатель дроби указывает одновременно на степень и корень. Для действительных чисел основание должно удовлетворять ограничениям, зависящим от знаменателя показателя.
Связь с корнем
В записи \(a^{\frac{m}{n}}\) знаменатель \(n\) определяет корень, а числитель \(m\) — степень подкоренного выражения. Поэтому полезно знать арифметический корень и степень с натуральным показателем. Например, показатель \(\frac{3}{2}\) означает квадратный корень из куба числа.
\(16^{\frac{3}{4}}=\sqrt[4]{16^3}=(\sqrt[4]{16})^3=2^3=8\). Сначала можно извлечь корень, а затем возвести результат в степень.
Дробная степень не означает деление основания на показатель: \(a^{\frac{m}{n}}\ne\frac{a^m}{n}\). Кроме того, в действительных числах выражение \((-4)^{\frac{1}{2}}\) не имеет значения, потому что квадратный корень из отрицательного числа не является действительным. А выражение \((-8)^{\frac{1}{3}}=-2\) допустимо.
При преобразованиях применяют законы степеней, но область допустимых значений проверяют отдельно. Например, для чётного знаменателя нельзя без дополнительных условий считать основание отрицательным.
Какое равенство верно?
Главное
- \(a^{\frac{m}{n}}=\sqrt[n]{a^m}\): знаменатель задаёт корень, числитель — степень.
- При чётном \(n\) для действительных значений обычно нужно \(a\ge0\); при нечётном \(n\) отрицательные основания допустимы.
- Дробная степень — не деление степени на число: область допустимых значений нужно проверять отдельно.