99 的 100 次方 vs 100 的 99 次方:誰比較大?

99 的 100 次方 vs 100 的 99 次方:誰比較大?

你有沒有想過,$99^{100}$(99 的 100 次方)和 $100^{99}$(100 的 99 次方)這兩個超級大的數字,到底哪個更大?這聽起來像是數學課上的腦筋急轉彎,但其實藏著很有趣的數學道理。雖然它們的底數和指數只差一點點,但結果可是天差地遠。今天,我們就來聊聊這兩個數字的大小之爭,用簡單的方式搞清楚誰才是真正的「大老闆」,順便看看指數運算的魅力有多大! 指數運算:數字的超能力 先來搞懂什麼是指數運算。簡單說,就是一個數字自己乘自己好幾次。比如 $3^4$(3 的 4 次方),就是 $3 \times 3 \times 3 \times 3 = 81$。這個運算的厲害之處在於,數字越大、乘的次數越多,結果就成長得越誇張。像 $99^{100}$ 和 $100^{99}$ 這種數字,光想像就知道它們大到不行,直接算出來得用一堆位數,連計算機都可能頭痛。 有趣的是,99 和 100 看起來差不多,指數 100 和 99 也只差 1,但這一點點差異會不會讓結果完全不同?這就是這場比較的看點。指數運算就像給數字裝上火箭引擎,小小的變化就能飛出大大的差距,我們得用點聰明方法來比一比。 比大小的聰明招:對數來幫忙 要把 $99^{100}$ 和 $100^{99}$ 直接算出來再比大小,實在太麻煩了,數字多到寫不完。但數學裡有個好幫手——對數(logarithms),能把這種超大數字的比較變簡單。對數的魔法在於,它能把指數運算變成乘法,讓我們輕鬆看出誰大誰小。 我們可以用自然對數($\ln$)來拆解這兩個數字: $99^{100} = e^{100 \times \ln 99}$ $100^{99} = e^{99 \times \ln 100}$ 這裡的 $e$ 是個數學常數,大約是 2.718。因為 $e^x$ 是單調遞增的函數,$x$ 越大,$e^x$ 就越大。所以,我們只要比一比 $100 \times \ln 99$ 和 $99 \times \ln 100$ 的大小,就能知道 $99^{100}$ 和 $100^{99}$ 誰比較大。這招就像把火箭拆開來看引擎,簡單多了! ...

2023 年 3 月 2 日 · 2 分鐘 · 數學愛好者