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Algebra · real student question

用指數律化簡:負 8 m 五次方 n 八次方,除以 2 m 七次方 n 負三次方,整個再取負四次方。答案只用正指數表示。

Question

用指數律化簡下式,並將答案只用正指數表示:

(−8m5n82m7n−3)−4\left(\frac{-8m^5n^8}{2m^7n^{-3}}\right)^{-4}

Step-by-step solution

  1. 先把括號內化簡,再處理外面的指數。 先做除法可以讓底數盡量簡單,這樣外面的次方只要作用在三個簡單因式上,而不是一個由六樣東西組成的分數上。

  2. 係數相除、同底數的指數相減。 同底數時 aman=am−n\dfrac{a^m}{a^n}=a^{m-n}:

    −82=−4,m5−7=m−2,n8−(−3)=n11\frac{-8}{2}=-4,\qquad m^{5-7}=m^{-2},\qquad n^{8-(-3)}=n^{11}

    注意 nn 上的雙重負號:減 −3-3 就是加 33。括號內現在是 (−4m−2n11)−4\left(-4m^{-2}n^{11}\right)^{-4}。

  3. 把外層指數分配到每個因式。 用 (abc)k=akbkck(abc)^k=a^kb^kc^k 與 (am)k=amk(a^m)^k=a^{mk}:

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

  4. 算數字部分並注意正負號。 −4-4 取的是偶次方,所以結果為正:

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

    如果外層指數是奇數,這個因式就會是負的。

  5. 把每個負指數改寫成倒數。 n−44=1n44n^{-44}=\dfrac{1}{n^{44}},所以各部分合起來是

    m8256 n44\frac{m^{8}}{256\,n^{44}}

  6. 代個數字快速驗算。 取 m=1.7m=1.7、n=1.3n=1.3,原式算出 2.6415×10−62.6415\times10^{-6},而 1.78256⋅1.344\dfrac{1.7^{8}}{256\cdot 1.3^{44}} 也是 2.6415×10−62.6415\times10^{-6}。

Answer

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

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