EDITAR: Soy consciente de que esto se puede escribir como [math] x \ sqrt x [/ math]. Sin embargo, el enfoque que implica el uso de raíces solo puede funcionar cuando el exponente es un número racional. Esta respuesta aborda la pregunta más general de cómo elevamos un número a un poder REAL arbitrario. Pensé que estaba claro, pero la gente sigue comentando que [math] x \ sqrt x [/ math] es mucho más simple, por lo que quería incluir este párrafo como introducción.
Creo que está haciendo una pregunta más amplia que es bastante perspicaz. La mayoría de las personas nunca se molestan en pensar en lo que significa elevar los números a poderes no enteros. Si se preguntan, como usted, a menudo limitan la pregunta a un poder racional. Como muchas otras respuestas mencionan, si el poder es racional, [matemática] \ frac mn [/ matemática], primero puede elevar [matemática] x [/ matemática] a la potencia [matemática] m [/ matemática] (repetidamente multiplicación), y luego intente encontrar la raíz [matemática] n ^ {\ text {th}} [/ matemática] utilizando cualquier cantidad de técnicas numéricas.
Pero, ¿y si el poder no es racional? ¿Qué significa tomar [matemáticas] x ^ r [/ matemáticas] para un par de números reales con [matemáticas] x> 0 [/ matemáticas]?
Resulta que esta operación se puede definir como [matemáticas] x ^ r = e ^ {r \ ln x} [/ matemáticas]. Y, por supuesto, [math] \ ln x = \ int_1 ^ x \ frac {dy} y [/ math] y [math] e [/ math] es el número que satisface [math] \ ln (e) = 1 [ /matemáticas].
- ¿Por qué es (4 ^ -3) (2 ^ -3) = 8 ^ -3 y no 8 ^ -6?
- Cómo evaluar: [matemáticas] \ sum_ {n = 0} ^ {\ infty} (1/2) ^ {n + 1} \ ln (2 ^ n) [/ matemáticas]
- ¿Por qué [math] \ log ^ {*} {(\ log {n})} = \ log ^ {*} {n} – 1 [/ math]?
- ¿Existe una familia de funciones f (x) que, cuando se aplica a la serie de datos x, la nueva media = f (media), la nueva stdev = f (stdev), y así sucesivamente con los momentos más altos, donde media, stdev, etc. ¿son los de la serie de datos de entrada ‘base’ x?
- Si [math] a ^ 2 + b ^ 2 [/ math] es divisible por [math] 7 [/ math], entonces [math] a [/ math] y [math] b [/ math] también son divisibles por [ matemáticas] 7 [/ matemáticas]?
Entonces, ¿qué nos compra eso? No sabíamos cómo llevar un número real arbitrario a una potencia real arbitraria, por lo que redujimos el problema a llevar un número real fijo, e , a una potencia real arbitraria. Pero sigue siendo un poder real arbitrario, entonces, ¿estamos mejor?
Resulta que lo somos. Porque elevar e a un poder puede expresarse en términos de una serie de Taylor.
[matemáticas] e ^ {r \ ln x} = 1 + r \ ln x + \ frac {(r \ ln x) ^ 2} {2!} + \ ldots = [/ matemáticas] [matemáticas] 1 + \ sum_ {k = 1} ^ \ infty \ frac {(r \ ln x) ^ k} {k!} [/ math]
Si bien esta representación es una suma infinita, observe que cada término implica llevar números reales a potencias INTEGER positivas que se pueden hacer mediante multiplicación repetida. La serie convergerá para todos los números reales, por lo que si mantenemos suficientes términos, podemos evaluar el resultado con precisión arbitraria. Eso es lo mejor que podemos esperar ya que el resultado no será (en general) racional.
Entonces, como respuesta directa a su pregunta:
[matemáticas] x ^ {1.5} = 1 + 1.5 \ ln x + 1.125 (\ ln x) ^ 2 + [/ matemáticas]
[matemáticas] 0.5625 (\ ln x) ^ 3 + 0.2109375 (\ ln x) ^ 4 + \ ldots [/ matemáticas]