我们都知道以下两个结论: 0的任何正数次幂都等于0:0x0,x0 任何非0实数的0次幂都等于1:x01,x0 今天我们来讨论一个争论已久的问题,0的0次幂到底等于多少? 00? 从表面上来看,如果000,就会与x01矛盾;如果001,就会与0x0矛盾。看上去无论将00定义成0还是1,都不是很恰当。 于是有人提出00就和分母为0一样,是无意义的。理由如下: 000(11)010100 此时会出现分母为0,所以00无意义。 看上去似乎有些道理,但这样的解释显然不能让人信服,我们完全可以类似地来理解01。 010(21)020100 按照之前的解释,同样会出现分母为0,那么01也是无意义的,这与我们公认的010显然是矛盾的。 我们必须转换思路。我们很容易想到利用极限来理解这个问题,00可以看作函数f(x)xx,当x趋于0的极限值。我们先用计算器来算一下: 0。10。10。794 0。010。010。954 0。0010。0010。993 0。00010。00010。999 可以明显感觉到,当x0时,xx1。其实这个结论是可以严格证明的。 求证:lim(xx)1,x0 证明: lim〔ln(xx)〕lim〔xln(x)〕lim〔ln(x)(1x)〕,x0 当x0时,ln(x),1x 此极限为型的未定式,根据洛必达法则 lim〔ln(xx)〕lim〔ln(x)(1x)〕lim〔ln(x)(1x)〕,x0 lim〔(1x)(1x2)〕lim(x),x0 00ln1,x0 lim〔ln(xx)〕ln10,x0 lim(xx)1,x0 证毕! 到这里,问题似乎得到了圆满的解决,001,而且计算器也是这样显示的。 我们再深入来思考一下这个问题,如果001,那么对于0x: 当x0时,0x0; 当x0时,0x1; 当x0时,x0,0x0〔(x)〕10(x)10 这一切看上去非常丝滑,就连欧拉也认可其合理性,欧拉称这个变化为一次巨大的跳跃。 但另一位大神柯西却不认同这种观点,柯西认为如果你能够构造极限lim(xx)1,x0,来说明001。那么,我同样可以构造另一个极限:lim〔e(1x2)〕x,x0 首先,当x0时, e(1x2)e(10)e()1e()1()0 这个极限仍然是00型,接下来我们来求一下这个极限值: 求极限:lim〔e(1x2)〕x,x0 解: ln{〔e(1x2)〕x}xln〔e(1x2)〕x(1x2)ln(e)(1x)11x limln{〔e(1x2)〕x}lim(1x),x0 lim〔ln(0)〕 limln{〔e(1x2)〕x}lim〔ln(0)〕 lim〔e(1x2)〕x0,x0 我们求得了,对于以上00型求极限,极限值为0。也就是说,000。 类似地,我们还可以再构造极限:lim〔e(1x2)〕(x),x0。显然,这个极限仍然是00型。 求极限:lim〔e(1x2)〕(x),x0 解:前面我们已经证明了 lim〔e(1x2)〕x0,x0 lim〔e(1x2)〕(x)lim{1〔e(1x2)〕x}10,x0 lim〔e(1x2)〕(x),x0 我们又求得了,对于以上00型求极限,极限为。也就是说,00。 同样是00型求极限,我们得出了3个不同的极限值,分别是1,0和。这时,人们才意识到00型是一个未定式,其极限值具体是多少要分情况来看。 所谓未定式是指,极限值不确定的形式。未定式的极限值有可能存在,也有可能不存在;如果未定式的极限值存在,也有可能不唯一。 未定式一共有7种类型,分别为: 型、0型、型、00型、1型、0型以及00型。 到这里,我们终于可以回答这个问题了,00到底等于几,要分具体情况来看。不同的情况下,对应不同的取值。00有可能等于1,也有可能等于0或其他值,还有可能是不存在的。