指数符号(Sign of power)的种类繁多,且记法多样化。我国魏晋时期数学家刘徽《
九章算术注》(263年)内以「幂」字表示指数,一直沿用。我国古代称「一数自乘」为「方」 ,而「乘方」一词则於宋代以後才开始采用。于我国古代,一个数的乘方指数是以这个数於筹算(或记录筹算的图表)内的位置 来确定的,而某位置上的数要自乘多少次是固定的,也可说这是最早的指数记号。 古埃及人以「」表示一数自乘一次(
莫斯科纸草书)。古希腊人
丢番图以Δr表示x 2,Kr表示x3,ΔrΔ 表示x4,ΔKr表示x5等。
1572年,邦别利(1526-1572)以表示未知量,以表示其平方,以 表示其立方。1586年,斯提文(1548-1620)分别以 表示上述之意,如1表示x3, 2表示2x2等。1591年,韦达(1540-1603)把A2及A3分别记作 A.quad及A.cubum。
至十七世纪,具有「现代」意义的指数符号才出现。最初的,只是表示未知数之次数,但并无出现未知量符号。如卡塔尔迪于 1610年出版的代数书中,以表示 5x3.8x4=40。比尔吉则把罗马数字写于 系数数字之上,以表示未知量次数,如以 表示8x6+12x5-9x4+10x3+3x2-7x-4 。其後,开普勒等亦采用了这符号。
罗曼斯开始写出未知量的字母,如以A(4)+B(4)+4A(3)inB+6A(2)inB(2)+4AinB(3) 表示A4+B4+4A3B+6A2B2+4AB3 。法国人埃里冈的记法大致相同,以系数在前指数在後的方式表 示。如以a3表示a3,2b4表示2b4,2ba2 表示2ba2。1631年,哈里奥特(1560-1621)改进了 韦达的记法,以aa表示a2,以aaa表示a3 等。1636年,居於巴黎的苏格兰人休姆(James Hume)以小罗马 数字放於字母之右上角的方式表达指数,如以Aiii 表示A3。这表示方式除了用的是罗马数字外,已与 当下的指数表示法相同。
一年後,笛卡儿(1596-1650)以较小的印度阿拉伯数字放於右上角来表示指数,如5a4,便是现今通用的指数 表示法。不过,他把b2写成bb,并且只给出正整指数幂。其後虽有各种不同的指数符号,但他的记法逐渐流行,且 只把bb写成b2,一直沿用。
分指数幂最早见於奥雷姆的《比例算法》一书内,他以表示2,以9p表示9 ,以2p表示2 。他以及斯蒂文等人还提及过负指数幂,但正式的分指数和负指数都是英国人沃利斯(1616-1703)给出的,且他亦是西方最先采用负数指数的人。他在1655年出版的《无穷小算术》中载有:「平 方数倒数的数列, ,,…的指数为-2,…;平方根倒数的,,,…的指数为- ,…」,这是一大进步,只是他并无真正采用过a-1= ,等指数符号。
斯提文曾於十七世纪以及 分别表示平方根及立方根。但现行的分指数和负指数符号为牛顿 创设的。他於1676年6月13日给
伦敦皇家学会秘书长奥丁堡转交莱布尼兹的信中提到:「因代数学家把aa,aaa,aaaa写作a2 ,a3,a4等,所以我把 ,,写作 ,,,又把,, 写作a-1,a-2,a-3,把写作。
最先采用虚数指数的是意大利人法尼亚诺(1682-1766),他於1719年发现了关系式。而莱布尼兹更於1679年在写给惠更斯的信中讨论了方程:xx-x=24 ,xz+zx=b,xx+zz=c ,且引入了变指数。