news 2026/1/14 19:10:14

为什么乘方的结果叫幂?

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张小明

前端开发工程师

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为什么乘方的结果叫幂?

“乘方的结果叫幂”这个命名,源于中国古代数学的翻译与创造,同时和西方数学的符号体系形成了巧妙的对应。我们可以从词源、历史演变、数学定义的匹配三个层面,清晰地解释这个问题:

一、 中文“幂”字的本义与数学借用

  1. 本义
    中文“幂”(mì)的本义是覆盖东西的布,引申为覆盖、遮盖的动作。例如《说文解字》中记载:“幂,覆也。从冖,从糸。冖,覆也;糸,其物也。” 简单说,就是一块布盖在物体上的样子。

  2. 数学中的首次借用
    中国古代数学家刘徽(三国时期,公元3世纪)在注释《九章算术》时,首次将“幂”引入数学,用来表示正方形的面积
    他的逻辑是:正方形的面积 = 边长 × 边长,相当于用一块“布”(幂)覆盖了这个正方形的区域,因此用“幂”来命名这个乘积。
    这是“幂”与相同数相乘的首次绑定。

二、 从“面积”到“乘方结果”的扩展

  1. 古代的局限
    中国古代数学没有现代的乘方符号,对于 (a3)(边长为a的正方体体积)、(a4) 等更高次的相同数相乘,并没有统一的名称。刘徽的“幂”仅局限于二次方(平方)。

  2. 近代的统一与翻译
    晚清至民国时期,西方数学传入中国,数学家们需要为 (a^n)(n为正整数)的运算结果创造一个统一的中文术语。

    • 西方数学中,乘方的概念是:底数(base)重复相乘n次,指数(exponent)表示重复的次数
    • 中国数学家们注意到:刘徽的“幂”已经对应了二次方((a^2)),而更高次的乘方本质上是相同数相乘的推广
    • 为了保持术语的延续性,同时体现“重复相乘”的核心特征,他们将“幂”的含义扩展为所有乘方运算的结果
      至此,(a^2) 是a的二次幂,(a^3) 是a的三次幂,(a^n) 是a的n次幂,这个命名被固定下来。

三、 与西方术语的对应关系

西方数学中,乘方的结果对应的英文单词是power

  • power的本义是“力量、能力”,在数学中表示“底数的力量”。
  • 中文的“幂”虽然词源与power完全不同,但在数学定义上是等价的:都表示乘方运算的结果。

补充:容易混淆的两个概念

很多人会把“乘方”和“幂”搞混,这里可以明确区分:

概念定义例子
乘方一种运算,即求n个相同因数乘积的运算(2 \times 2 \times 2) 是乘方运算
乘方运算的结果(2 \times 2 \times 2 = 8),8是2的三次幂

总结

“乘方的结果叫幂”的核心原因是:

  1. 中文“幂”的本义是覆盖,被刘徽借用为正方形的面积(二次方的结果);
  2. 近代西方数学传入时,为了统一乘方结果的术语,数学家们将“幂”的含义扩展到所有次的乘方结果;
  3. 这个命名既保持了中国古代数学的传统,又准确对应了西方数学中power的定义。
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