0的0次方

0的0次方(英語:Zero to the power of zero),寫作 0 0 {\displaystyle 0^{0}} ,是極限的不定式之一,在排列組合以及群論中,常用的慣例是定義為1[註 1],在微積分中則通常沒有定義,因為極限 lim ( x , y ) ( 0 , 0 ) x y {\displaystyle \lim _{(x,y)\to (0,0)}x^{y}} 不存在。而在不同的電腦程式語言中, 0 0 {\displaystyle 0^{0}} 的表達式也並不相同;如C++將 0 0 {\displaystyle 0^{0}} 定義為1。

離散指數

許多涉及自然數指數的常用公式中必須將 0 0 {\displaystyle 0^{0}} 定義為1;例如,下列三個關於 b 0 {\displaystyle b^{0}} 的解釋使b=0的意義與正整數b相同:

  • b 0 {\displaystyle b^{0}} 解釋為空乘積
  • b 0 {\displaystyle b^{0}} 組合解釋為b元素集合中元素 0 元組的數量;而集合中正好有一個0元組
  • b 0 {\displaystyle b^{0}} 的集合論解釋為從空集合到 b 元素集合的函數數量; 這樣的函數只有一個,就是空函數。

以上三種解釋均得出 b 0 {\displaystyle b^{0}} =1。

定义的需求

微分式: d d x ( x n ) = n x n 1 {\displaystyle {\frac {d}{dx}}\left(x^{n}\right)=nx^{n-1}} 在x=0,n=1的時候將無法作用,除非 0 0 = 1 {\displaystyle 0^{0}=1} ,另外,如果不定義 0 0 {\displaystyle 0^{0}} ,就無法處理二項式定理 ( x + y ) n = k = 0 n ( n k ) x n k y k {\displaystyle (x+y)^{n}=\sum _{k=0}^{n}{n \choose k}x^{n-k}y^{k}} ,因為 0 0 = ( 1 1 ) 0 = ( 0 0 ) 1 0 ( 1 ) 0 = 1 {\displaystyle 0^{0}=(1-1)^{0}={\binom {0}{0}}1^{0}(-1)^{0}=1}

多項式函數中把常數項視為零次項,可將多項式函數化簡為

f ( x ) = k = 0 n c k x k {\displaystyle f(x)=\sum _{k=0}^{n}c_{k}x^{k}}

f ( 0 ) = c 0 0 0 {\displaystyle f(0)=c_{0}0^{0}}

也必須用到 0 0 = 1 {\displaystyle 0^{0}=1}

函數z=xy在(x,y)=(0,0)附近的圖形

注释

  1. ^ 因為a0空乘積,不管數字a是多少,包括0,而空乘積的值為1(空和的值為0)
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