累乗の定義から考える 0乗が1になる理由 京の算数学#177

京の算数学問題#177

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京の算数学コラム

0乗がなぜ1になるのか?

数学って1つの定理の証明をいろんな角度からできるから面白い。

今日は累乗ってそもそも何なの?というところから0乗がなぜ1になるのか?を考えていきたいと思う。

ただ個人的にはこの証明はあんまり好きではない笑(好みの問題笑)

そもそも累乗ってなに?

同様の言葉に べき乗、累乗、階乗というものがある。

べき乗とは、aのn乗のnに実数・複素数・集合など当てはめたものを表します。

累乗とは、べき乗の中でも特にnに入る数字が自然数および整数の場合だけを言います。

階乗とは、5!のように表し、5!=5×4×3×2×1という演算方法を表している。

累乗の定義とは?

0乗がなぜ1になるかを累乗で考える解説画像その1

aのn乗とはaをn回かけましょうね!という意味になります。

この時aを底(てい)と言いnを指数と言います。

底(かける数)を指数は何回かけるか?というのが累乗の定義です。

0乗について考えてみる

0乗がなぜ1になるかを累乗で考える解説画像その2

以前お伝えしたように、この場合、3^4であれば3×3×3×3になる事がわかります。

では、aの0乗は?と考えると定義上では「aを0回かける」という意味になります。

0乗がなぜ1になるかを累乗で考える解説画像その3

これでは意味がわかりませんよね、、、

0になるのでは?となります。

が!ここでこんなふうに考えてみましょう。

a×2=2aですよね。ではa×1=aです。

この当たり前の計算が肝です。

私たちは文字式の計算の時に「1を省略」せよと教わってきました。

それは「1は何度かけても1だから」です。

つまり、こう考えてみましょう。

0乗がなぜ1になるかを累乗で考える解説画像その4

これだとaの0乗は1になりますよね^^

なんかこじつけのような気もするのですがこれも数学です笑

個人的には数学の計算する人に都合がいいから1にしたという証明の方が納得いってます^^

あんまりしっくりきてませんが、こんな証明方法もありますよという意味でご紹介いたしました。皆さんもぜひ証明のやり方を色々考えてみてくださいね!

以上!京都市中京区のアイデア数理塾 油谷がお届けいたしました!

京の算数学 解答#177

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