第五种运算

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  乘方是求n个相同因数的积的运算,它是继加、减、乘、除法这四种运算后的又一种运算。下面是几则有关乘方的故事:
  无法兑现的奖赏
  传说国际象棋是古代印度宰相西萨·班·达依尔发明的,当时的国王舍罕王也非常喜欢下国际象棋。一天,国王在与达依尔下棋时对他说:“如果你赢了,希望得到什么奖赏?”达依尔说:“希望陛下赏我大米。”国王笑了:“你想要多少呢?”达依尔说:“请陛下叫人在棋盘上放米粒,第一格放1粒,第二格放2粒,第三格放4粒,第四格放8粒……就这样按照后一格是前一格的2倍的规律放下去,一直到最后一格为止。”
  国王心想:“小小棋盘一共才64格,能放下多少粒米?”就爽快地答应了。
  如果你也这样想,可就大错特错了。不信,我们算算吧。
  第一格里是1粒,第二格里是2粒,第三格里是(2×2)粒,记作22,第四格里是(2×2×2),记作23……最后一格里是263粒,加起来的总数是:
  1 2 22 23 …… 263=18446744073709551615(粒)。
  按1立方米米粒约合1500万粒计算,大约折合12000亿立方米,全世界2000年还产不出这么多的米粒呢!
  经过以上计算,你肯定明白了这是一项无法兑现的奖赏。
  折纸比山高
  在我们的生活中,有许多事物、现象,不经过“数学加工”,是很难想像到它的结果的。
  例如:一张普通的报纸,把它对折、再对折、再对折……一共对折30次,能折多高?
  看起来这件事很简单,其实在现实中是很难“操作”的,不信我们来算算看。
  假设报纸的厚度为0.01毫米。第一次对折后,高度是0.01×2=0.02(毫米);第二次对折后,高度是0.01×22=0.04(毫米)……依此类推,折30次以后纸的高度是:
  0.01×230=0.01×1073741824=
  10737418.24(毫米)≈10737(米)。
  哇!真是“折纸如山”。一张报纸对折30次以后居然比珠穆朗玛峰还要高出许多。
  惊人的传谣速度
  某人听到一则谣言后一小时内传给两人,以后他没有再传给别人;而那两人同样在一小时内每人又分别传给另外的两人,之后同样不再传给别人……如此下去,一昼夜间能传遍一个千万人口的大城市吗?
  请注意,一小时内,一个人只传给两个人,一昼夜只有24 小时,要传遍一个千万人口的大城市,可能吗?
  只凭直觉,是很难正确判断的。要想得出答案,最可靠的办法还是算一算:
  第1 个小时,传给2 人;
  第2 个小时,传给22 =4(人);
  第3 个小时,传给23 =8(人);
  第4 个小时,传给24 =16 (人);
  ……
  第23 个小时,传给223 =8388608(人);
  第24 个小时,传给224 =16777216(人)。
  也就是说,仅仅在最后一小时内,就能传给16777216 人。因此,如果符合理想条件,谣言在一昼夜内传遍一个千万人口的大城市是完全没问题的。这种传谣速度有多么惊人!
  同学们,看了这三则小故事,知道乘方运算的威力了吧?那就在今后的学习中好好探索它的奥妙吧。
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