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マイナスゼロ乗ってあるの?【できるだけ簡単に分かりやすく解説】

数学

「マイナスゼロ乗(-0乗)ってあるの?」と疑問に感じますよね?

実は!

「マイナスゼロ乗」という表現は数学的には不適切なのです。

正確には「ゼロ乗(0乗)」の概念を理解することが重要なんです。

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「マイナスゼロ乗(-0乗)」という表現は数学において存在しない?

「0」には逆数が定義されていないので、「マイナスゼロ乗(-0乗)」は数学では使われません。

「マイナスゼロ乗」って聞くと、頭が混乱しちゃうかもしれませんね。

実は、この言葉が数学ではちょっと変なんです。そもそも「マイナスゼロ乗」というのは数学の世界には存在しないんです。

まず、指数にマイナスがついている場合、それは基数(底)の逆数を取ることを意味します。

でも、これはゼロには使えません。

ゼロの逆数は定義されていないのです。なぜなら、ゼロで割ることはできないからです。

数学において、「0」の逆数は定義されていません。

逆数を持つためには、その数で1を割ったときの結果が定義できなければなりませんが、0で割ることは数学の原則により定義されていないため、0の逆数は存在しません。

逆数っていうのは、たとえば「2」の逆数は「1/2」のように、元の数をひっくり返したものです。

指数にマイナスが付くと、その指数の基数の逆数をかけることを意味します。

例えば、

「2-3(2の-3乗)」は2の逆数(1/2)を3回掛けることで、結果は1/8です。

2-3=1/2×1/2×1/2=1/8(0.125)

 

0には逆数がないので「マイナスゼロ乗」という概念は、数学的には無い表現です。

実際にはそんな操作は存在しないので、数学では「マイナスゼロ乗」という言い方はしないんです。

「マイナスゼロ乗」という表現は数学的には不適切なので、正確には「ゼロ乗(0乗)」の概念を理解することが重要なんです。

 

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ゼロ乗ってなに?

ゼロ乗とは、任意の数を0回かけ合わせたときの結果のことを指します。

ちょっと変な感じがしますよね。

でも、数学ではとても重要なルールなんです。

どんな数でも※1、0乗したら結果はいつも「1」になるんですよ。

では、なぜそうなるのか、もう少し深掘りして考えてみましょう。

(※1)「どんな数でも」とは0以外です。数学的には、00(0の0乗)は一般的には定義されていません。しかし、特定の数学的文脈では、00=1とみなされることがあります。

 

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「ゼロ乗」は「何も変わらない状態」

ゼロ乗がどうして「1」になるのでしょう?

「a0=1」(a≠0)この考え方は、理解に若干の難しさがあるかもしれません。

どんな数でも、自分自身を1回も掛けなければ、何も変わらない状態です。

この「何も変わらない」状態、すなわち操作を加えない状態を数学的に表現するとき、「1」が使用されます。

なぜなら、どんな数に1を掛けてもその数は変わらないからです。

数学の世界では、何も変わらない状態を「1」と考えるんですね。

数学に慣れていない方にとっては、この概念が直感的でないかもしれませんね。

任意の数(0以外)の0乗は1と定義されています。
例)-100000=1,-60=1,20=1,50=1,100000=1,など…どんな数でも、0乗すると1になる。
(※「どんな数でも」は0以外)

 

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まとめ

「マイナスゼロ乗」という言葉、実は数学では使わないのです。

本当に知りたいのは、「ゼロ乗」がどういう意味なのかです。

ゼロ乗は、どんな数でも(ゼロ以外)、0回かけるとなぜか「1」になってしまうルールです。

これ、ちょっと変に思えるかもしれないけど、数学の世界ではそう決まっているんです。

そして、指数(べき乗※2する数)にマイナスがつくと、「逆数をとる」のですが、ゼロには逆数がないので、この話はゼロには当てはまりません。

数学って、ぱっと見複雑そうだけど、基本の「き」を理解すれば、もっと面白くなるものです。

この記事が、そんな数学の第一歩になってくれたら嬉しいです。

何もかけない「0乗」すること=「変わらないこと」=「1」って、ちょっと変な感じがするけれど、数学の不思議な魅力の一つですよね。

(※2)「べき乗」とは、ある数(基数)を特定の回数(指数)だけ自分自身で掛け合わせる操作のことです。このとき、掛け合わせる回数を示す数を「指数」と呼び、基数を何度掛けるかを表します。基本的な形式では、anのように表され、ここでaは基数(掛けられる数)、nは指数(掛ける回数)です。
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