Algebra · real student question

用指数运算法则化简:负 8 m 的 5 次方 n 的 8 次方,除以 2 m 的 7 次方 n 的 −3 次方,整体再取 −4 次幂。要求结果只含正指数。

Question

用指数运算法则化简下面的式子,要求结果只含正指数:

(8m5n82m7n3)4\left(\frac{-8m^5n^8}{2m^7n^{-3}}\right)^{-4}

Step-by-step solution

  1. 先把括号里面化简,再去动外层的指数。 先做除法能把底数压到最简,这样外层的乘方只作用在三个简单因式上,而不是作用在一个含六项因子的分式上。

  2. 系数相除,指数相减。 对同底数幂,aman=amn\dfrac{a^m}{a^n}=a^{m-n}

    82=4,m57=m2,n8(3)=n11\frac{-8}{2}=-4,\qquad m^{5-7}=m^{-2},\qquad n^{8-(-3)}=n^{11}

    注意 nn 上的双重负号:减去 3-3 就是加上 33。此时括号里已经变成 (4m2n11)4\left(-4m^{-2}n^{11}\right)^{-4}

  3. 把外层指数分配到每个因式上。 利用 (abc)k=akbkck(abc)^k=a^kb^kc^k(am)k=amk(a^m)^k=a^{mk}

    (4)4(m2)4(n11)4=(4)4m8n44(-4)^{-4}\left(m^{-2}\right)^{-4}\left(n^{11}\right)^{-4} = (-4)^{-4}\,m^{8}\,n^{-44}

  4. 算出数字因式,并留意符号。 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}

    如果外层指数是奇数,这个因式就会变成负的。

  5. 把每个负指数改写成倒数。 n44=1n44n^{-44}=\dfrac{1}{n^{44}},于是各部分合并为

    m8256n44\frac{m^{8}}{256\,n^{44}}

  6. 代入数值快速验算。m=1.7m=1.7n=1.3n=1.3,原式的值是 2.6415×1062.6415\times10^{-6},而 1.782561.344\dfrac{1.7^{8}}{256\cdot 1.3^{44}} 算出来同样是 2.6415×1062.6415\times10^{-6}

Answer

m8256n44\frac{m^{8}}{256n^{44}}

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