为了方便表示多个相同的数相加,于是乘法发明出来了;例如:2+2+2+......共n个2相加,我们简单记作2×n;如果m+m+m....共n个m相加,我们简单记作m×n.

  为了方便表示多个相同的数相乘,于是幂指数发明出来了,例如:2×2×2......共n个2相乘,我们简单记2^n;如果共n个m相乘,我们简单记m^n;

  m^n是幂指数基本形式,我们把底数m看做自变量,把n看做常数,用变量x代替m,于是就有x^n,这是幂函数形式;我们把底数m看做常量,把n看做自变量,用变量x代替n,于是就有m^x,这是指数函数形式。

  幂函数为什么叫“幂函数”呢?幂,本义为方布.三国时的刘徽为《九章算术?方田》作注:“田幂,凡广(即长)从(即宽)相乘谓之乘.”幂字之义由长方形的布引申成长方形的面积;明代徐光启翻译《几何原本》时,自注曰:“自乘之数曰幂”.幂字之义由长方形的面积再引申成相同的数相乘,即x^n。

  为什么幂函数y=x^n,当n=0时,y=x^0=1?

  其实这是数学中很重要的思想,归1思想。数学中最重要最基础的数字就是1,其他的数字都是由1演变而来。所以我们总要想法归结1去。

  当n=1,y=x^1,表示1个x相乘;

  当n=2,y=x^2,表示2个x相乘;

  ......

  当n,y=x^n,表示n个x相乘;

  当n=0,y=?,0这个数字是没有意义的,不能表示0个x相乘,没有意义,那人们只能赋予它意义,赋予什么呢?那就直接赋予最基本的数值,于是y=x^0=1。

  如果变量是指数,如y=m^x,那么这个函数就是指数函数。我们生活中细胞分裂就是典型的指数函数,假如1个细胞是一天分裂一次,那么经过n天细胞的个数就是2^n个。如果我们反过来计算分裂多少次数呢?那么我们需要重新创造一个函数,和指数函数对应的函数,取名对数函数。指数函数和对数函数的关系就是订书机和起钉器的关系。

  指数函数和对数函数使乘法运算变为加减运算,减少了计算量,提高了计算速度。

  幂函数y=x^2,几何意义就是正方形的面积,如果改变自变量x,就相当于改变正方形的边长。

  指数函数y=2^x,不过自变量x由2变为3,相当于增加维度,边长2的正方形的面积到边长2的正方体体积。由此可见幂函数的变化没有指数函数的变化速度快。