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Algebra · real student question

把括号内每个因式都取 −4 次方,并化简成只含正指数的形式:(−4 m⁻² n¹¹)⁻⁴。

Question

把括号内每个因式都取 −4-4 次方,并化简到只剩正指数:

(−4 m−2n11)−4\left(-4\,m^{-2}n^{11}\right)^{-4}

Step-by-step solution

  1. 把外层指数分配到每一个因式上,数字因式也不能漏。 法则 (abc)k=akbkck(abc)^{k}=a^{k}b^{k}c^{k} 对系数 −4-4 和对字母同样适用 —— 这里最常见的错误就是把系数原封不动地留着:

    (−4 m−2n11)−4=(−4)−4(m−2)−4(n11)−4\left(-4\,m^{-2}n^{11}\right)^{-4}=(-4)^{-4}\left(m^{-2}\right)^{-4}\left(n^{11}\right)^{-4}

  2. 算数字因式,同时盯住符号。 负指数意味着取倒数,而底数 −4-4 的指数是偶数,所以结果为正:

    (−4)−4=1(−4)4=1256(-4)^{-4}=\frac{1}{(-4)^{4}}=\frac{1}{256}

    要是指数为奇数,那个负号就会保留下来。

  3. 字母的指数相乘。 用 (ap)q=apq\left(a^{p}\right)^{q}=a^{pq},并记住负负得正:

    (m−2)−4=m(−2)(−4)=m8,(n11)−4=n11(−4)=n−44\left(m^{-2}\right)^{-4}=m^{(-2)(-4)}=m^{8},\qquad \left(n^{11}\right)^{-4}=n^{11(-4)}=n^{-44}

    于是式子现在是 1256 m8n−44\dfrac{1}{256}\,m^{8}n^{-44}。

  4. 把剩下的负指数搬到分母去。 由于 n−44=1n44n^{-44}=\dfrac{1}{n^{44}},

    1256m8n−44=m8256 n44\frac{1}{256}m^{8}n^{-44}=\frac{m^{8}}{256\,n^{44}}

    现在每个指数都是正的,正是题目要求的形式。

  5. 做一次数值核对。 取 m=1.7m=1.7、n=0.9n=0.9,原式算得 28.09836116088281328.098361160882813,而 m8256 n44\dfrac{m^{8}}{256\,n^{44}} 也给出一模一样的 28.09836116088281328.098361160882813。在满精度上吻合,就把符号和三个指数一次性都确认了。

Answer

m8256 n44\frac{m^{8}}{256\,n^{44}}

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