你有没有遇到过这种题,看着就头大:不用计算器,怎么快速比较 \boldsymbol{17^{14}} 和 \boldsymbol{31^{11}} 谁更大?
如果老老实实硬算,那你可就掉坑了:光是算到最后,那都是十好几位数,别说容易算错,光是过程就要花十分钟,考试哪有这么多时间给你?其实只要学会放缩的思路,一步一步推导下来,小学基础就能秒杀这道中考压轴题👇
先准备2个基础知识,全是你学过的
在开始解题之前,我们只要记住两个已经学过的简单规则:
- 同次比底数:对正数来说,如果乘的次数相同,底数越大,最终的结果就越大:即 a > b > 0 \implies a^n > b^n
- 幂的乘方法则:一个数先乘方,再乘方,等于指数直接相乘:即 (a^m)^n = a^{m \times n}
这两个规则都很简单吧?接下来我们一步步来推!
第一步:给大的数"放水",让它变成好算的数
先看 17^{14}:我们不用算它具体多大,找一个比17小、还能写成"2的多少次方"的整数,刚好就是 $16$:
\because 17 > 16
根据「同次比底数」规则,两边14次方后不等号方向不变:
\therefore 17^{14} > 16^{14}
而 16 = 2^4,刚好我们可以用幂的乘方法则化简:
16^{14} = (2^4)^{14} = 2^{4 \times 14} = 2^{56}
👉 第一步结论:\boldsymbol{17^{14} > 2^{56}}
第二步:给小的数"拔高",凑出同底数
再看 31^{11},用同样的思路,找一个比31大、还是2的整数次方的整数,刚好就是 $32$:
\because 31 < 32
同样根据「同次比底数」,两边11次方不等号方向不变:
\therefore 31^{11} < 32^{11}
32 = 2^5,继续用幂的乘方法则化简:
32^{11} = (2^5)^{11} = 2^{5 \times 11} = 2^{55}
👉 第二步结论:\boldsymbol{31^{11} < 2^{55}}
第三步:连起来比,答案直接出来!
现在我们都知道,对底数2来说,指数越大结果越大,所以:
2^{56} = 2 \times 2^{55} > 2^{55}
现在我们把前面得到的三个不等式串起来,就是:
17^{14} > 2^{56} > 2^{55} > 31^{11}
最终结论:\boldsymbol{\boxed{17^{14} > 31^{11}}}
这道题教会我们什么?
很多同学遇到这种题第一反应就是硬算,可出题人考的从来不是你的计算能力,而是转化思维:把不好比的两个数,同时放到同一个"中间参照物"上,不用算就可以直接出结果。
这种「放缩法」不只是应付考试的技巧——本质就是我们认知升级里常说的"不要死磕极端情况,找个中间参照快速定位",把复杂问题转化成简单问题,不管是学数学还是解决生活里的问题,都是非常好用的思路👍
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