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第五
数的开方和乘方

一、乘方和开方的表达

我们首先来看一道题目,了解一下为什么许多考生在乘方的考查中失分。

Example 1:

Which of the following is equal to an integer raised to the third power?

(A)2×8×3

(B)3×8×64

(C)8×25

(D)7 3 ×8×9 3

(E)20×5×5

解: 这道题目翻译成中文问的是“下面哪一个数是一个立方数”,当然选择(D);只不过考生可能不明白什么叫raised to the third power罢了。

我们都知道:乘方是求n个相同因数的积的运算,乘方的结果也叫作幂。a n 读作a的n次作,但这句话在英文中这么说:a n means the nth power of a,比如3 3 =27 is the third power of 3。

同理,根在英文中是这么定义的:an nth root of a number a is a number that,when raised to the nth power,is equal to a.比如说3 4 =81,那么3 is a 4th root of 81.

注意:平方根往往用square roots来表示,立方根通常用cube roots来表示。

二、完全平方数和完全立方数

定义:

如果一个整数开平方之后还是整数,那么这个数称之为完全平方数(perfect square)。

比如:1,4,9,16,…都为完全平方数。

如果一个整数开三次方之后还是整数,那么这个数称为完全立方数(perfect cube)。

比如:-27,-8,0,8,27,…都为完全立方数。

Example 2:

How many integers between 1 and 2,000 will be the square of an integer and also be the cube of an integer?

(A)8

(B)4

(C)6

(D)9

(E)3

题意为:在1~2,000中有多少个数既是一个数的平方,又是一个数的立方?

解: 我们首先来看一下哪个数的立方小于2,000,这样能把数的范围确定下来。10的3次方是1,000,13 3 稍微大于2,000,因此从1到12这12个数的立方小于2,000。题目条件是这个数既是一个数的平方,又是一个数的立方,也就是:x 3 =y 2 <2,000,(x,y都是正整数)。

由此我们得 ,既然y是正整数,那么x就必然是完全平方数,在1到12这12个数中只有1,4,9是完全平方数,所以在1~2,000中只有3个数既是一个数的平方,又是一个数的立方。它们分别是:1=1 3 =1 2 ,64=4 3 =8 2 ,729=9 3 =27 2 ,选择(E)。

Example 3:

How many positive integers less than 100 are NOT equal to squares of integers?

(A)9

(B)45

(C)91

(D)90

(E)10

解: 小于100的正整数一共有99个,在小于100的数中最大的平方数是9 2 =81,因此在100以内共有9个数是完全平方数,它们分别是数字1~9的平方,那么不是平方数的数一共有99-9=90,所以(D)为正确答案。

三、自然数n次幂的尾数循环特征

一个自然数n次幂的尾数循环是有规律可循的。如下图所示:

从上面的表格可以看出,尾数从0到9的n次幂,最多每4次幂尾数就会循环一次。

Example 4:

Which one is greater between the units digit of 7 123 and the units digit of 3 321 ?

(A)if the quantity in Quantity A is greater.

(B)if the quantity in Quantity B is greater.

(C)if the two quantities are equal.

(D)if the relationship can not be determined from the information given.

解: 既然尾数每4次循环一次,那么把幂指数除以4,根据余数就可求得尾数大小。

7 123 的幂指数123除以4余3,因而7 123 的个位和7 3 个位是一样的;7 3 的个位为3,因此7 123 的个位为3;同理:3 321 幂指数321除以4余1,因此3 321 的个位和3 1 个位是一样的,而3 1 的个位为3,因而3 321 的个位为3,所以7 123 和3 321 个位相同。正确答案为(C)。

Example 5:

余数为0时怎么考虑

Which one is greater between the units digit of 7 123 and the units digit of 3 320 ?

解: 如上例7 123 个位为3。

3 320 幂指数320除以4余0(幂指数被4除余数为0,应该取几次方呢?有些人认为应该取1次方,这是绝对错误的。若幂指数被4除余数为0应取4次方,因为4除以4也是余0)。

既然3 320 与3 4 个位相同,而3 4 个位为1,因而3 320 个位为1,所以7 123 比3 320 个位大。

Example 6:

What was the units digit of 17 13 -17?

(A)0

(B)4

(C)6

(D)2

(E)1

解: 13=4×3+1,所以17 13 的个位数字和7 1 相同,所以17 13 -17的个位数是0,答案选(A)。

Example 7:

如果n是正整数,并且n2的个位数是4,(n+1) 22 的个位数是1,那么(n+5) 3 的个位数是多少?

(A)2

(B)7

(C)6

(D)1

(E)9

解: n 2 的个位数是4,那么n的个位数可能为2或者8;

(n+1) 22 的个位数是1,22除以4余数为2,那么(n+1) 2 的个位数也为1;

如果n的个位数为2,那么n+1的个位数是3,(n+1) 2 的个位数就是9;

如果n的个位数为8,那么n+1的个位数是9,(n+1) 2 的个位数恰好是1,

所以n的个位数为8,那么n+5的个位数是3,(n+5) 3 的个位数必然为7。(B)为正确答案。 IkF6NIqvwHHY8Y6QlcrWwH4CjYY+abUNp97z8QsKl+DXK3XR7rRx7kCrLyQmDiZO

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