2指数与指数幂的运算
指数与指数幂的运算
10 a5
3
a ____ ____ ____
4 5
类似地, a _____; a _____. 分数指数幂规定: 1、正分数指数幂的意义
a a
n
m n
m
(a 0, m, n N , 且n 1)
分数指数幂规定: 1、正分数指数幂的意义:
m n
a a
n
m
(a 0, m, n N , 且n 1)
三次方根 若33 27,那么 3就叫27的 ________ 4 四次方根 若( 3) 81 ,那么 3就叫 81 的 ________ n次方根 依次类推,若 x n a,那么x就叫a的 ________
n次方根定义:
一般地,若x a,那么x叫做a的n次方根, * 其中n 1, n N .
3
2 ( 10 ) ____; ②
③ (3 ) ____;
4 4
④ (a b) 2 ____; ⑤ 5 32 ____.
思考:
化简: 5 2 6 7 4 3 6 4 2 _______
(二)分数指数幂
引例: 当a 0时,
① ②
5
a 10 5 (a 2 ) 5 a 2
强调:
(1)负数没有偶次方根; (2)0的任何次方根都是0,即 0 0
n
根式的定义:
像 a的式子就叫做根式 , 这里n叫做 根指数, a叫做被开方数。
根指数
n n
n
a
被开方数
根式
根式的定义:
像 a的式子就叫做根式 , 这里n叫做 根指数, a叫做被开方数。
试一试:在下列式子中,是根式的有( ① n a ②
指数与指数幂的运算知识点总结
指数与指数幂的运算知识点总结本节知识点 (1)整数指数幂; (2)根式; (3)分数指数幂; (4)有理数指数幂; (5)无理数指数幂. 知识点一 整数指数幂1.正整数指数幂的定义:,其中N*.an na a a a 个⋅⋅=∈n 2.正整数指数幂的运算法则: (1)(N*);nm nmaa a +=⋅∈n m ,(2)(且N*);nm nma a a -=÷,,0n m a >≠∈n m ,(3)(N*);()mn nma a=∈n m ,(4)(N*);()mmmb a ab =∈m (5)(N*).m m mb a b a =⎪⎭⎫⎝⎛,0≠b ∈m 3.两个规定(1)任何不等于零的数的零次幂都等于1.即.()010≠=a a 零的零次幂没有意义.(2)任何不等于零的数的(为正整数)次幂,等于这个数的次幂的倒数.即:n -n n . ()01≠=-a a a nn 零的负整指数幂没有意义. 知识点二 根式的概念及其性质 1.次方根n (1)定义 一般地,如果(且N*),那么叫做的次方根. a x n=1>n ∈n x a n (2)性质:①当为奇数时,正数的次方根是一个正数,负数的次方根是一个负数,这时,的次n n n a n方根用表示;na ②当为偶数时,正数的次方根有两个,这两个数互为相反数,表示为.负数没有偶n n na ±次方根;③0的任何次方根都是0,记作.00=n2.根式的定义 形如(且N*)的式子叫做根式,其中叫做根指数,叫做被na 1>n ∈n n a 开方数.对根式的理解,要注意以下几点: na (1)且N*; 1>n ∈n (2)当为奇数时,R ; n ∈a (3)当为偶数时,≥0.n a 根式(且N*)的符号的确定:由的奇偶性和被开方数的符号共同确定. na 1>n ∈n n a (1)当为奇数时,的符号与的符号相同; n na a (2)当为偶数时,≥0,为非负数. n a na 3.根式的性质: (1);()a a nn=(2)对于,当为奇数时,;当为偶数时,.nna n a a nn=n ()()⎩⎨⎧≤-≥==00a a a a a a nn与的联系与区别:()nna nn a (1)对于,当为奇数时,R ;当为偶数时,≥0.而对于,是一个恒有意义()nna n ∈a n a nn a 的式子,不受的奇偶性的限制,但式子的值受到的奇偶性的限制. n n (2)当为奇数时,.n ()=nna a a nn =知识点三 分数指数幂1. 规定正数的正分数指数幂的意义是(,N*,且)nm nm a a =0>a ∈n m ,1>n 于是在条件,N*,且下,根式都可以写成分数指数幂的形式.0>a ∈n m ,1>n2. 正数的负分数指数幂的意义与负整数指数幂的意义相仿,规定(,N*,且)nmnm nm aaa11==-0>a ∈n m ,1>n 3. 0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义. 对分数指数幂的理解:(1)分数指数幂不能理解为个相乘,它是根式的一种新的写法; nm a nma (2)分数指数不能随意约分. nm如,事实上,,式子是有意义的;而在()()214233-≠-()()424233-=-()3321-=-实数范围内是没有意义的.(3)在保证相应的根式有意义的前提下,负数也存在分数指数幂.如上面提到的,但没有意义.()()424233-=-()()434355-=-所以对于分数指数幂,当≤0时,有时有意义,有时无意义.因此,在规定分数指数幂的nm a a 意义时,要求. 0>a 知识点四 有理数指数幂规定了分数指数幂的意义后,指数的概念就从整数指数推广到了有理数指数. 整数指数幂的运算性质对于有理数指数幂同样适用: (1)(Q );sr sra a a +=⋅,0>a s r ,∈(2)(Q );()rs sra a=,0>a s r ,∈(3)(Q ).()rrrb a ab =0,0>>b a r ∈有理数指数幂的运算还有如下性质: (4)(Q );sr sraa a -=÷,0>a s r ,∈(5)(Q ).r r rb a b a =⎪⎭⎫⎝⎛0,0>>b a r ∈常用结论:(1)当时,; 0>a 0>ba (2)若则;,0≠a 10=a(3)若(,且),则; sr a a =0>a 1≠a s r =(4)乘法公式适用于分数指数幂.如().b a b a b a b a -=⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛+221221212121210,0>>b a 知识点五 无理数指数幂一般地,无理数指数幂(,是无理数)是一个确定的实数.有理数指数幂的运算性αa 0>a α质同样适用于无理数指数幂.知识点六 运用公式进行指数幂的运算(条件求值) 常用公式:(1)平方差公式 .()()b a b a b a -+=-22(2)完全平方公式 .()()2222222,2b ab a b a b ab a b a +-=-++=+(3)立方和公式 . ()()2233bab a b a b a +-+=+(4)立方差公式 .()()2233bab a b a b a ++-=-(5)完全立方和公式 .()3223333b ab b a a b a +++=+(6)完全立方差公式 .()3223333b ab b a a b a -+-=-常用公式变形:(1),.()ab b a b a 2222-+=+()ab b a b a 2222+-=+(2),.211222-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+x x x x 211222+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+x x x x 或者写成,.()22122-+=+--x x xx ()22122+-=+--x x x x (3);⎪⎭⎫⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+b b a a b a b a b a 212121213213212323.⎪⎭⎫⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=-b b a a b a b a b a 212121213213212323例题讲解例1. 已知,求的值.32121=+-x x 32222323++++--x x x x 分析:采用整体思想方法,对所求式子进行合理变形,然后把条件整体代入求值.本题用到的公式和结论有:;()22122-+=+--x x x x . ()()1112121121213213212323-+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+------x x x x x x x x x x xx 解:∵32121=+-xx ∴,∴. 92122121=++=⎪⎭⎫ ⎝⎛+--x x x x 71=+-x x ∴.()4727222122=-=-+=+--x x x x ()()181731121213213212323=-⨯=+-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+----x x x x x x xx ∴.52502034721832222323==++=++++--x x x x 例2. 已知,求下列各式的值:22121=+-a a (1); (2); (3).1-+a a 22-+a a 22--a a 分析:在求的值时,直接入手比较困难,我们可以先求出的值,然22--a a ()222--a a 后在进行开平方运算. 解:(1)∵22121=+-aa ∴,∴; 42122121=++=⎪⎭⎫ ⎝⎛+--a a a a 21=+-a a (2);()222222122=-=-+=+--a a a a (3)∵()()04242222222=-=-+=---a a a a ∴. 022=--a a例3. 已知,其中,求的值.41=+-x x 10<<x xx x x 122+--分析:要学会根式与分数指数幂的相互转化,在转化时要注意:根指数是分数指数的分母,被开方数(或式)的指数是分数指数的分子.解:∵41=+-x x ∴,∴,∴. 4222121=-⎪⎭⎫ ⎝⎛+-x x 622121=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-x x 62121=+-x x()1424222122=-=-+=+--x x x x ∴()()19241442222222=-=-+=---x x x x ∵,∴,∴.10<<x 22-<x x 3819222-=-=--x x ∴. 24638121212222-=-=+-=+----x x x x x x x x 例4. (1)已知,求的值;42121=+-aa 21212323----aa a a (2)已知,且,求的值;9,12==+xy y x y x <21212121yx y x +-解:(1)∵42121=+-aa ∴,∴. 212212142=++=⎪⎭⎫ ⎝⎛+--a a a a 142161=-=+-a a ∴; ()15114111212112121212132132121212323=+=++=-++⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=----------a a a a a a a a a a a a aa a a (2)∵9,12==+xy y x ∴ ()()3192129212222221212212122121221212121=+-=++-+=++-+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-xy y x xy y x xy y x xy y x y x y x y x y x∵,∴,∴y x <2121y x <021212121<+-yx y x ∴. 333121212121-=-=+-yx y x 例5. 已知,求的值.3232+=a 31311--++aa a a 分析:借助于分式的性质. 解:∵ 3232+=a ∴,.3232113232-=+==-a a()34732223234+=+=⎪⎭⎫⎝⎛=a a ∴()132323431313113131311++=⎪⎭⎫⎝⎛++=++-----a aa a a a a a a aa aa .()3333333333913232347=++=++=++-++=解法二:∵3232+=a ∴113232313132323131313133133131311-+=+⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=++--------a a a a a a a a a a a a aa a a .313232132132113232=--++=-+++=-+=aa 例6. (1)当时,求的值;22,22-=+=y x ⎪⎭⎫ ⎝⎛++⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛----323132343132y y x x y x (2)若,求的值. 122-=xaxx xx aa a a --++33分析: 结论 对于二次根式,若是完全平方数,则也是完全C B A ±C B A 22-C B A ±平方数. 本题中,,被开方数不是完全平方数,所以不能化简,当确有22+=x 22+x.()222222+=+=x 解:(1)∵22,22-=+=y x ∴12331332323132343132------=⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛++⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛-y x y x y y x x y x ; ()22122222221222+=+-+=--+=(2)∵122-=x a ∴ ()()()()1122223333-+=++-+=++=++--------xx xx x x x x x x x x x x x x a a aa a a a a a a a a a a a a . 1121121122--+-=-+=xx a a 12211212-=-++-=另解:解例5的解法一.题型一 整数指数幂的运算例7. 已知(为常数,且Z ),求的值.a x x =+-22a ∈x x x -+88分析:因为,所以先由条()()()()x x x x x x x x x x 22333321222222288-----+-+=+=+=+件求出的值.a x x =+-22x x 2222-+完全立方和公式 .()3223333b ab b a a b a +++=+解法一:∵a x x =+-22∴()2222222222-=-+=+--a x x x x ∴()()()()x x x x x x x x x x 22333321222222288-----+-+=+=+=+.()()a a a a a a 3312322-=-=--=解法二:(完全立方和公式) ∵a x x =+-22∴,展开得:.()3322a x x =+-()()()()3322322232232a x x x x x x =+⨯⨯+⨯⨯+---整理得:,∴. ()382238a x x x x =+++--3838a a x x =++-∴.a a x x 3883-=+-例8. 已知,则_________. 3101=+-x x =--22x x 解:∵ 3101=+-x x ∴ ()9822310222122=-⎪⎭⎫⎝⎛=-+=+--x x xx ∴ ()()816400498242222222=-⎪⎭⎫⎝⎛=-+=---x x x x ∴. 98081640022±=±=--x x 解法二分析:使用平方差公式得. ()()1122----+=-x x x x x x 解法二:∵ 3101=+-x x ∴ ()()9644310422121=-⎪⎭⎫⎝⎛=-+=---x x xx ∴. 389641±=±=--x x ∴. ()()980383101122±=⎪⎭⎫ ⎝⎛±⨯=-+=----x x x x x x 例9. 若,求的值. 31=+-x x 2323-+x x 解:∵(这里)31=+-x x 0>x ∴,∴. 3222121=-⎪⎭⎫ ⎝⎛+-x x 522121=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-x x ∵,∴.02121>+-x x 52121=+-xx ∴ ()1212132132123231----+-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+x x x x x x xx . ()52135=-⨯=解法二:∵31=+-x x ∴()723222122=-=-+=+--x x x x∴ ()()()202173122213322323=+-⨯=+-+=++=⎪⎭⎫ ⎝⎛+----x x x x x x x x ∴.52202323==+-xx 例10. 已知,则【 】41=+-x x =+-2121x x (A )2 (B )2或 2-(C )(D )或666-分析:题目的隐含条件为. 0>x 解:∵41=+-x x ∴,∴ 42221211=-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+--x x x x 622121=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-x x ∵02121>+-x x ∴.选择【 C 】.62121=+-x x例11. 已知,则【 】212121++=⎪⎭⎫ ⎝⎛+--x x x x f ()=+1x f (A ) (B )42-x ()21+x (C )(D )()()2111-+++-x x 322-+x x 解:(换元法)设,则有t xx =+-2121∴222221211-=-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+--t x x x x ∴,∴. ()2222t t t f =+-=()2x x f =∴.选择【 B 】.()()211+=+x x f 解法二(凑整法):∵212121++=⎪⎭⎫ ⎝⎛+--x x x x f ∴,∴.2212122121212122⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+---x x x x x x f ()2x x f =∴.()()211+=+x x f题型二 根式的化简在进行根式的化简时,主要用到的是根式的性质: (1);()a a nn=(2)对于,当为奇数时,;当为偶数时,.nna n a a nn=n ()()⎩⎨⎧≤-≥==00a a a a a a nn注意 对于,当为奇数时,R ;当为偶数时,≥0.而对于,是一个恒有意()nna n ∈a n a nn a 义的式子,不受的奇偶性的限制,但式子的值受到的奇偶性的限制.n n 例12. 化简下列各式: (1);()()222535-+-(2)(≥1).()()2231x x -+-x 解:(1)原式;125532535=-+-=-+-=(2).()()x x x x -+-=-+-313122∵≥1x ∴当1≤≤3时,原式; x 231=-+-=x x 当时,原式. 3>x 4231-=-+-=x x x 例13. 化简: (1); (2)(≤).()nnx π-62144+-a a a 21分析:对于(1),要对的奇偶性进行分类讨论. n 解:(1)当为奇数时,;n ()ππ-=-x x nn 当为偶数时,; n ()()()⎩⎨⎧<-≥-=-=-ππππππx x x x x x nn(2).()()()33162626221212112144a a a a a a -=-=-=-=+-注意:当底数为正数时,其分数指数可以约分.例14. 求下列各式的值: (1);223223-++(2).347246625-+--+分析: 结论 对于二次根式,若是完全平方数,则也是完全C B A ±C B A 22-C B A ±平方数.根据此结论,可知,,均可以化为完全平方的形式. 625+246-347-解:(1)原式;()()221212*********2=-++=-++=-++=(2)原式()()()222322232-+--+=.22322232322232=-++-+=-+--+=总结 形如()的双重二次根式的化简,一般是将其化为n m 2±0,0>>n m 的形式,然后再化简.由得:()2ba ±()ab b a ba n m 222±+=±=± ⎩⎨⎧==+nab mb a 所以是一元二次方程的两个实数根.b a ,02=+-n mx x 例15. 化简. 32-解:. ()()226213213222132324322-=-=-=-=-=-例16. 计算:.()()4123323-+-解:原式.()[]()58323233443=+-=-+-=-+-=注意 在利用根式的性质进行的化简时,一定要注意当为偶数时,底数的符号.nna n a 例17. 化简下列各式: (1)();()()665544b a b a a -+++0<<b a (2)(). 1212----+x x x x 21<<x 解:(1)∵0<<b a ∴原式; ()a b a b b a a b a b a a -=-+++-=-+++=2(2)∵,∴ 21<<x 110<-<x ∴原式()()1111111122---+-=---+-=x x x x. ()1211111111-=-+-+-=---+-=x x x x x 例18. 求值_________. =-++335252解:令,则有y x =-=+3352,52,.4525233=-++=+y x 1-=xy ∴,∴()()422=+-+y xy x y x ()()[]432=-++xy y x y x 设,则,有t y x =+0>t ,∴,()432=+t t 0433=-+t t 01333=--+t t ∴()()0412=++-t t t ∵,∴,∴. 042>++t t 01=-t 1=t ∴. 1525233=-++解法二:设,则有=x 335252-++,∴()x x 3452523333-=-++=0432=-+x x∴, ()()03313=-+-x x ()()0412=++-x x x ∵,∴,∴ 042>++x x 01=-x 1=x ∴. 1525233=-++例19. 根据已知条件求值: (1)已知,求的值;32,21==y x yx y x yx y x +---+(2)已知是方程的两根,且,求的值.b a ,0462=+-x x 0>>b a ba b a +-解:(1)∵ 32,21==y x ∴原式()()()()()()yx yx yx yx yx yx -+--+-+=22yx xyy x y x xy y x --+--++=22; 383221322144-=-⨯⨯=-=yx xy(2)∵是方程的两根 b a ,0462=+-x x ∴4,6==+ab b a ∴()()204464222=⨯-=-+=-ab b a b a ∵,∴ 0>>b a 0>-b a ∴. 5220==-b a ∴. ()()()55515242622==-=--+=-+-=+-b a ab b a ba ba ba ba b a (2)解法二:∵是方程的两根,∴b a ,0462=+-x x 4,6==+ab b a ∴. ()()5110242642622222==+-=++-+=+-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-abb a ab b a b a b a b a b a ∵,∴,∴0>>b a b a >0>+-ba b a ∴. 5551==+-ba b a 例20. 已知,N*,求的值.⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-nn x 115521∈n ()n x x 21++解:∵⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-n nx 115521∴.n n n n n n x 222221125215525411552111---++=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=+2115541⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-n n∴⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+-n nx 11255211∴.()55552155211111112=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛-=++--nn n nn n n nx x例21. 已知函数,.()53131--=x x x f ()53131-+=x x x g (1)证明:在上是增函数(已知在R 上是增函数);()x f ()+∞,031x y =(2)分别计算和的值,由此概括出函数和()()()2254g f f -()()()3359g f f -()x f 对所有不等于0的实数都成立的一个等式,并加以证明.()x g x (1)证明:任取,且()+∞∈,0,21x x 21x x <∴ ()()55531131231231131231231131121⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=---=-----x x x x x x x x x f x f ∵,且,在R 上是增函数 ()+∞∈,0,21x x 21x x <31x y =∴312311312311,--><x x x x ∴,∴ ()()021<-x f x f ()()21x f x f <∴在上是增函数; ()x f ()+∞,0(2)解:()()()2254g f f -.0522522552222554432323232313131313131=---=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯--=-----同样求得. ()()()03359=-g f f 猜想:. ()()()052=-x g x f x f 证明:()()()x g x f x f 52-.055555532323232313131313232=---=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯--=-----x x x x x x x x xx 例22. 当,且时,求的值.0,0>>y x ()()y x y y x x 53+⋅=+yxy x y xy x -+++32解:∵,且0,0>>y x ()()y x y y x x53+⋅=+∴, y xy xy x 153+=+0152=--y xy x ∴()()053=-+y x yx ∴,. 05=-y x y x y x 25,5==∴.22958525355032==-+++=-+++yyy y y y y y yxy x y xy x 题型三 根式与分数指数幂的互化在进行根式与分数指数幂的互化时要注意两个对应: (1)根指数对应分数指数的分母;(2)被开方数(或式)的指数对应分数指数的分子. 当出现多重根号时,应从里向外化简.例23. 用根式或分数指数幂表示下列各式:,,,;.51a ()043>a a 36a ()013>a a()0>a a a 解:;551a a =;()43430a a a =>;23636a a a ==;()23233101-==>a aa a.()4323210a a a a a a a ==⋅=>例24. 将根式化为分数指数幂是【 】 53-a (A ) (B )(C )(D )53-a 53a 53a -35a -解:选择【 A 】. 例25. 化简:_________.(用分数指数幂表示)()()=⋅÷⋅109532a a a a 解:由题意可知:.0>a ∴原式.561012101451310921532a a a a a a a a ==÷=⎪⎭⎫⎝⎛⋅÷⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=例26. 设,化简:.0>a 434334aa a a -解:∵0>a ∴.611616653163254343234434334---===⋅⋅=aaa aa a a aa aa aa例27. 下列根式与分数指数幂的互化中,正确的是【 】 (A )(B )()()0414>-=-x x x )0551≠-=-x x x(C ) (D )()0,4343≠⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛-y x x y y x 4182y y =解:(A ),故(A )错;()0414>-=-x x x (B ),故(B )错; ()0155151≠==--x xx x(D ),故(D )错. 选择【 C 】. 4182y y =例28. 下列各式正确的是【 】 (A );(B )35531aa=-2332x x =(C )(D )⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯-=814121814121aaa a x x x x 412212323131-=⎪⎭⎫ ⎝⎛---解:(A ),故(A )错;53535311aaa ==-(B ),故(B )错; 3232x x =(C ),故(C )错. 选择【 D 】.85814121814121a aaa a ==⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-题型四 根式和分数指数幂有意义的条件1.对于次根式,当为奇数时,R ;当为偶数时,≥0. n na n ∈a n a 2.0的0次幂和负实数幂都没有意义.例29. 若有意义,则的取值范围是__________.()4321--x x解:∵()()()43434321121121x x x -=-=--∴,解之得:. 021>-x 21<x 即的取值范围是.x ⎪⎭⎫ ⎝⎛∞-21,例30. 函数的定义域是【 】()()2125--+-=x x y (A ) (B ){}2,5≠≠x x x {}2>x x (C ) (D ){}5>x x {}552><<x x x 或解:∵()()()()()215215250210210-+-=-+-=-+-=-x x x x x x y ∴,解之得:且.⎩⎨⎧>-≠-0205x x 2>x 5≠x ∴该函数的定义域为.选择【 D 】.()()+∞,55,2 题型五 幂的运算目前,当底数大于0时,指数已经由整数指数推广到了实数指数,整数指数幂的运算性质适用于实数指数幂的运算.运算的结果可以化成根式形式或者保留分数指数幂的形式,但不能既有根式又有分数指数幂,也不能同时含有分母和负指数幂.(1)(R ); s r s r a a a +=⋅∈>s r a ,,0(2)(R );()rs sr a a =∈>s r a ,,0(3)(R ).()r r rb a ab =∈>>r b a ,0,0例31. 计算下列各式(式中的字母均为正数): (1);()()()c b a b a b a 24132124-----÷-⋅(2). ⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛--+----------212121211122b a b a b a b a 解:(1)原式;()ca ac cb a b a 33112412423-=-=÷-=-----(2)原式 ()()⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛+---=--------21212121112121b a b a b a b a ()()()bb b a b a b a ba b a b a221111111111111==+-+=----+=-------------例32. 化简下列各式: (1);212121211111aaa a a++------(2).111113131313132---+++++-x xx x x x x x 解:(1)原式; ()()011112121212121211=-=+⎪⎭⎫ ⎝⎛+---=-----a a a a a a a a a (2)原式 11111131323131333131323331-⎪⎭⎫ ⎝⎛--++⎪⎭⎫ ⎝⎛+++-⎪⎭⎫ ⎝⎛=x x x x x x x x 31323132313131313131313231313231323111111111111xx x x x x x x x x x x x x x x x x --+-+-=-⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛++++⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛-=.31x -=例33. 化简:. ()()()()()1421443333211--------++-++-+aa a a a a a a a a a a解:原式 ()()()()()()1221442212212111---------+-+-++++-+-+=a a a a a a a a a a a a a aa a ()[]()[]()()1214412222111--------++++++-+=aa a a a a a a a a a a()()aa a a a aa a a a a a a 21111144144=-++=-++++++=------例34. 化简下列各式:(1);(2).436532yx xy⋅1111212331++-+++a a a a a 解:(1)原式;1212143653231--==yx yx y x (2)原式 111111111121212131313231213321313331++⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=++-⎪⎭⎫ ⎝⎛+++⎪⎭⎫ ⎝⎛=a a a a a a a a a a a a a a21313221313211aa a a a a +-=-++-=例35. 【 】 ()=-⎪⎭⎫⎝⎛⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛--21212001.04122532(A )(B ) (C )(D )0151630173658-解:. ()21212001.04122532-⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛--1516101324111001491411=-⨯+=-⨯+=选择【 A 】.例36. 化简:_________.=⎪⎪⎭⎫⎝⎛÷⋅⋅----321132132a b b a bab a 解:原式.656161673223236167322121131212132--------=÷=⎪⎭⎫⎝⎛÷=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛÷=b a ab b a b a b a b a ba b a b a 例37._________. =⎪⎭⎫⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛---442102324953121解:原式. 22322322232491112=-++=-++-+=例38. 已知,则的值是_________. 3,2==n m 32432332⎪⎪⎭⎫⎝⎛÷⋅----m n nm m n n m 解:∵3,2==n m ∴原式 32325343322534312322332⎪⎭⎫ ⎝⎛÷=⎪⎭⎫ ⎝⎛÷=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛÷=--------mn n m n m n m n m mn n m n m . 27232333131=⨯==⎪⎭⎫⎝⎛=---mn n m 例39. 已知函数,则_________.()()⎪⎩⎪⎨⎧≥--<=1,351,312x x x x x f =⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛--4321353f f 解: ⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫⎝⎛---4343213533353f f f f . 33939335353331243=+-=+⎪⎭⎫⎝⎛-+-⨯=-题型六 解含幂的方程例40. 解下列方程:(1);(2).2291381+⎪⎭⎫ ⎝⎛=⨯x x0123222=-⨯++x x 解:(1),()2224333+-=⨯x x 424233--+=x x ∴,解之得:;4242--=+x x 2-=x (2),设,则()0123242=-⨯+⨯x x t x =20>t ∴, 01342=-+t t ()()0114=+-t t 解之得:(舍去). 1,241221-===-t t ∴,∴.222-=x 2-=x 结论 若(,且),则sra a =0>a 1≠a s r =题型七 指数幂等式的证明 设参数法例41. 设都是正数,且,求证:. c b a ,,c b a 643==ba c 122+=证明:设,则有. t cba===643cbat t t 12116,2,3===∵ 236⨯=∴,∴ba bacttt t 2112111+=⋅=ba c 2111+=等式两边同时乘以2得:. b a c 122+=例42. 设,且,则_________.m b a ==52211=+ba =m 分析:这是指数幂的连等式,参数已经给出. 解:∵,∴. m ba==52bam m 115,2==∵211=+ba ∴,∴,.2111152m m m m ba ba==⋅=⨯102=m 10±=m ∵,∴. 0>m 10=m 例43. 已知,且. 333cz by ax ==1111=++zy x 求证:.()31313131222c b a czby ax ++=++证明:设,则. t cz by ax ===333zt cz y t by x t ax ===222,,∴.⎪⎭⎫⎝⎛++=++z y x t cz by ax 111222∵,∴ 1111=++z y x t z y x t =⎪⎭⎫⎝⎛++111∴,t cz by ax =++222()3131222t czby ax =++∵3131313313313313131111t z y x t z t y t x t c b a =⎪⎭⎫ ⎝⎛++=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=++∴.()31313131222c b a czby ax ++=++例44. 对于正整数(≤≤)和非零实数,若c b a ,,a b c ω,,,z y x ,ω70===z y x c b a ,求的值. zy x 1111++=ωc b a ,,解:设,则有.k c b a zyx====ω70ω111170,,,k k c k b k a zyx====∴zy x k abc 111=∵,∴. zy x 1111++=ω70=abc ∵为正整数,且≤≤ c b a ,,a b c ∴ 752107170⨯⨯=⨯⨯==abc ∴或10,7,1===c b a 7,5,2===c b a 当时,,不符合题意,舍去. 10,7,1===c b a 0===ωz y ∴.7,5,2===c b a 本节易错题例45. 计算_________.()()=-++44332121分析 对于对于,当为奇数时,;当为偶数时,.nna n a a nn=n ()()⎩⎨⎧≤-≥==00a a a a a a nn解:原式.2212212121=-++=-++=例46. 化简_________. ()()=-⋅-43111a a 分析:题目的隐含条件为. 1>a 解:原式.()()()()()()()414343431111111--=-⋅--=-⋅-=-⋅-=---a a a a a a a 例47. 已知,N*,化简.1,0><<n b a ∈n ()()nn nnb a b a ++-解:当为奇数时,原式; n a b a b a 2=++-=当为偶数时,原式.n b a b a ++-=∵,∴原式. 0<<b a a b a a b 2-=---=其它例48. 已知函数,则_________. ()⎪⎩⎪⎨⎧≤⎪⎭⎫ ⎝⎛>=0,210,21x x x x f x ()=-)4(f f 解:∵ ()1621121444=⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛=--f ∴.()()4161616)4(21====-f f f 例49. 已知集合,,且,则_______.{}4,,2a a A -=⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=b a aa B 2,,33B A ==+b a 解:{}{}4,,4,,2a a a a A -=-=根据集合元素的互异性,,∴a a -≠0>a ∴{}b b a a aa B 2,1,2,,33-=⎭⎬⎫⎩⎨⎧-=∴,解之得:.⎩⎨⎧==421b a ⎩⎨⎧==21b a ∴ 3.=+b a 例50. 设,若,则()244+=x xx f 10<<x _________. =⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛10011000100131001210011f f f f 解:∵()244+=x x x f ∴()()=+++=+++=+++=-+--2422444444244244244111x x x x x x x x x x x x f x f 12424=++x x ∴ ⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛10011000100131001210011f f f f.500111100150110015001001100010011=++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛= f f f f。
初中数学知识归纳幂与指数的运算
初中数学知识归纳幂与指数的运算在初中数学中,幂与指数的运算是一个重要的概念。
幂是指一个数的多次乘积,而指数表示幂的次数。
本文将对幂与指数的运算进行归纳总结。
一、整数指数幂的运算在进行整数指数幂的运算时,有以下几种情况:1. 同底幂相乘:对于相同的底数,两个幂相乘时,底数不变,指数相加。
例如,a^m * a^n = a^(m+n)。
2. 同底幂相除:对于相同的底数,两个幂相除时,底数不变,指数相减。
例如,a^m / a^n = a^(m-n)。
3. 幂的乘方:对一个幂进行乘方时,底数不变,指数相乘。
例如,(a^m)^n = a^(m*n)。
4. 积的幂:对于两个数的积进行幂运算时,底数相乘,指数保持不变。
例如,(a*b)^n = a^n * b^n。
二、小数指数幂的运算小数指数幂的运算需要借助对数的概念来进行计算。
我们知道,对数是指幂运算与指数运算的逆运算。
具体来说,对于小数指数幂的运算,可以使用如下公式:a^m^n = 10^(log(base 10)(a^m^n))= 10^(m * n * log(base 10)(a))其中,log表示以10为底的对数运算。
通过这个公式,我们可以将小数指数幂转化为以10为底的对数运算,进而进行计算。
三、指数为零与一的特殊情况在幂与指数的运算中,有两个特殊的指数:零和一。
1. 零指数:任何非零数的零指数都等于1。
即,a^0 = 1(a≠0)。
2. 一指数:任何数的一指数都等于它本身。
即,a^1 = a。
这两个特殊情况在幂与指数的运算中经常出现,需要特别注意。
综上所述,初中数学中幂与指数的运算涉及整数指数幂、小数指数幂以及特殊指数的计算。
正确掌握这些运算规则对于学习数学和解决实际问题都具有重要的意义。
希望本文的归纳总结能够对你的数学学习有所帮助。
指数与指数幂的运算
《指数与指数幂的运算》
教学设计
万宁市大同中学王培
指数与指数幂的运算
一、教学目标
1、知识与技能
(1)理解n次方根、根式、分数指数幂与无理数指数幂的概念;
(2)正确运用根式、分数指数幂运算性质化简、求值;
(3)了解分类讨论思想在解题中的应用。
2、过程与方法
通过类比方法,得出n次方根、分数指数幂与无理数指数幂的概念,进而学习根式、分数指数幂的性质。
3、情感态度与价值观
(1)培养学生观察分析,抽象的能力,渗透“转化”的数学思想;
(2)通过运算训练,养成学生严谨治学,一丝不苟的学习习惯;
(3)让学生体验数学的简洁美和统一美。
二、重点、难点
重点:n次根式、分数指数幂的概念及其运算性质的理解,并学会运算。
难点:n次根式、正分数有理数指数幂的运算性质的理解。
三、教学过程
1、已知a x =+13, 求6322x ax a +-的
《指数与指数幂的运算》微型课教学设计——万宁市大同中学王培
五、板书设计
11。
高一数学指数与指数幂的运算2(1)
4. 例题与练习:
例1 求值:
2
83 ,
1
100 2 ,
( 1 )3 ,
(
16
)
3 4
.
4 81
4. 例题与练习: 例2 用分数指数幂的形式表示下列各式 (其中a>0):
a2 a; a3 3 a2; a a .
4. 例题与练习: 例2 用分数指数幂的形式表示下列各式 (其中a>0):
an
| a
|
a(a 0) a(a 0).
复习引入
2. 根式的运算性质:
① 当n为奇数时, n a n a;
当n为偶数时, n
an
| a
|
a(a 0) a(a 0).
② 当n为任意正整数时,
复习引入
2. 根式的运算性质:
① 当n为奇数时, n a n a;
2.1.1指数与指数幂 的运算
主讲老师:
复习引入
1. 整数指数幂的运算性质:
复习引入
1. 整数指数幂的运算性质:
a m a n a mn (m, n Z ), (a m )n amn (m, n Z ), (ab)n a n bn (n Z ).
复习引入
2. 根式的运算性质:
4. 例题与练习:
例4
已 知x
x 1
1
3,求x 2
x
1
2的
值.
课堂小结
1. 分数指数幂的意义; 2. 分数指数幂与根式的互化; 3. 有理数指数幂的运算性质.
课后作业
1.阅读教材P.50-P.52; 2.《习案》作业十六.
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高中数学公式大全指数与对数的幂运算与对数运算公式
高中数学公式大全指数与对数的幂运算与对数运算公式数学是一门具有广泛应用的学科,不论是在学术研究还是实际生活中,数学公式都扮演着重要的角色。
在高中数学中,指数与对数是两个重要的概念,它们的公式在解题过程中经常被用到。
本文将为您提供高中数学公式大全,重点介绍指数与对数的幂运算与对数运算公式。
1. 指数与幂运算公式指数与幂运算是指数函数的基本运算法则,它包括以下几个公式:1.1 指数幂运算法则(1)指数相同,底数相乘:a^m × a^n = a^(m+n)。
例子:2^3 × 2^4 = 2^(3+4) = 2^7。
(2)幂相同,底数相乘:a^m × b^m = (a × b)^m。
例子:2^3 × 3^3 = (2 × 3)^3 = 6^3。
(3)指数的乘方:(a^m)^n = a^(m×n)。
例子:(2^3)^4 = 2^(3×4) = 2^12。
(4)幂的乘方:(a × b)^m = a^m × b^m。
例子:(2 × 3)^4 = 2^4 × 3^4 = 16 × 81。
1.2 指数的乘法法则(1)指数相加:a^m × a^n = a^(m+n)。
例子:2^3 × 2^4 = 2^(3+4) = 2^7。
(2)底数相乘:(a × b)^m = a^m × b^m。
例子:(2 × 3)^4 = 2^4 × 3^4 = 16 × 81。
2. 对数运算公式对数是指数的逆运算,它有以下几个重要的运算公式:2.1 对数幂运算法则(1)底数相同,幂相加:loga(x × y) = loga(x) + loga(y)。
例子:log2(4 × 8) = log2(4) + log2(8)。
(2)幂的乘方:loga(x^m) = m × loga(x)。
指数与指数幂的运算
正数a的n次方根用符号 n a 表示(n为偶数)
主页
(1) 奇次方根有以下性质: 正数的奇次方根是正数. 负数的奇次方根是负数. 零的奇次方根是零.
(2)偶次方根有以下性质:
正数的偶次方根有两个且是相反数,
负数没有偶次方根,
零的偶次方根是零.
如果xn a, 那么
x
n
a
,
n 2k 1,k N,
主页
问题:当生物体死亡后,它机体内原有的碳14会 按确定的规律衰减,大约每经过5730年衰减为原 来的一半,这个时间称为“半衰期”.根据此规 律,人们获得了生物体内碳14含量P与死亡年数t 之间的关系,这个关系式应该怎样表示呢
我们可以先来考虑这样的问题:
(1)当生物体死亡了5730, 5730×2, 5730×3,…年 后,它体内碳14的含量P分别为原来的多少?
自然数→整数→分数(有理数)→实数.
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(5)指数能否取分数(有理数)、无理数呢?如果
能,那么在脱离开上面这个具体问题以后,
关系式
P
(
1
t
) 5730
2
就会成为我们后面将要相继
研究的一类基本初等函数—“指数函数”的
一个具体模型.
为了能更好地研究指数函数,我们有必
要认识一下指数概念的扩充和完善过程,这
(3)已知a, b, c为三角形的三边,则
(a b c)2 b a c __2_b___2_c_.
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例3.求使等式 ( x 2)( x2 4) ( x 2) x 2
成立的x的范围.
解 : ( x 2)( x2 4) (x 2)2 x 2
x 2 x 2.
x 2 x 2 ( x 2) x 2.
指数与指数幂的运算优秀教案
2.1.1 指数与指数幂的运算( 2 课时)第一课时根式教案目标:1.理解n 次方根、根式、分数指数幂的概念;2.正确运用根式运算性质和有理指数幂的运算性质;3.培养学生认识、接受新事物和用联系观点看问题的能力。
教案重点:根式的概念、分数指数幂的概念和运算性质教案难点:根式概念和分数指数幂概念的理解教案方法:学导式教案过程:(I)复习回顾引例:填空(1)0=1(a 0) ;0=1(a0) ;n * )a a a n N(; an a个a n1na(a 0, n N *)(2) m n m n m nmn n n na a a (m,n∈Z);(a ) a(m,n∈Z);(ab ) a b (n∈Z)(3)9 _____ ;- 9 _____ ;0 ______ (4)( a)2 _____( a 0) ;a2 ________(II )讲授新课1 / 151.引入:(1)填空(1),(2)复习了整数指数幂的概念和运算性质(其中:因为m na a可看作m na a ,所以m n m na a a 可以归入性质m n m na a a ;又因为an( ) 可看作bm na a ,所以na an n n n( ) 可以归入性质( ab) a b (n∈Z)),这是为下面学习分nb b数指数幂的概念和性质做准备。
为了学习分数指数幂,先要学习n 次根式(n N* )的概念。
(2)填空(3),(4)复习了平方根、立方根这两个概念。
如:22=4 ,(-2)2=4 2,-2 叫4 的平方根23=8 2 叫8 的立方根;(-2)3=-8 -2 叫-8 的立方根25=32 2 叫32 的 5 次方根⋯2n=a 2 叫 a 的 n 次方根2=4,则2叫4 的平方根;若23=8,2 叫做 8 的立方根;若25=32,则分析:若 22 叫做 32 的 5次方根,类似地,若2n=a,则2叫a 的n 次方根。
由此,可有:2.n次方根的定义:(板书)一般地,如果nx a ,那么 x 叫做 a的 n 次方根(n th root),其中n 1,且n N 。
指数与指数幂的运算
6000 5730
,
(1) 2
10000 5730
,
(1) 2
100000 5730
,
.
(3)由以上的实例来推断关系式应该是什么?
P (1) 2
t 5730
.
考古学家根据上式可以知道, 生物死亡t年 后,体内碳14的含量P的值.
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§2.1.1指数与指数幂的运算
(4)那么这些数 ( 1 ) 5730 ,( 1 ) 5730 ,( 1 ) 5730 的意义究竟 2 2 2
树龄达3500多年,树高26.3米,周粗15.7 米,号称“天下第一银杏树”.
浮来山上“千年古刹定林寺”曾是南北 朝时期杰出的文学评论家刘勰的故居,距今已 有1500 多年的历史 ,院内有一棵银杏树 , 树龄 达3500多年,号称“天下第一银杏树”.
银杏 , 叶子夏绿秋 黄 , 是全球中最古老 的树种.在200多万 年前 , 第四纪冰川出 现 , 大部分地区的银 杏毁于一旦 , 残留的 遗体成为了印在石 头里的植物化石 . 在 这场大灾难中 , 只有 中国保存了一部分 活的银杏树 , 绵延至 今 , 成了研究古代银 杏的活教材.所以,人 们把它称为“世界 第一活化石”.
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§2.1.1指数与指数幂的运算
【1】下列各式中, 不正确的序号是( ①
④ ).
①
③
5 5
4 5
16 2
5
5
② ( 3) 3
( 3) 3
10
④ ( 3) 3 ⑤
4
( 3) 3
4
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§2.1.1指数与指数幂的运算
【2】求下列各式的值.
⑴ 32;
5
2.1.1-2指数与指数幂的运算
五、课堂小练 1.用根式的形式表示下列各式(a>0)
1 3 3 2
a5,a4,a 5,a 3 2.用分数数幂表示下列各式:
(1) 3 x 2
(2) 4 (a b)3 (a+b>0)
(3) 3 (m n)2
1
1
1
6.计算: 4 -2+ 6 2 0-273=________.
7.(1)计算:0.027-1-
-1 6
-2+2560.75+
3
(2)若 2x+2-x=3,求 8x+8-x 的值.
1 3-1 0-3-1;
2 ar s ars a 0, r, s Q
3 abr arbr a 0, b 0, r Q
说明:(1)有理数指数幂的运算性质对无理数指数幂同样适用; (2)0 的正分数指数幂等于 0,0 的负分数指数幂没意义。
(三)例题分析:
2
例 1.求值: 83 ,
1
100 2 ,
1 4
3
幂相乘除,并且要注意符号(2)题按积的乘方计算,而按幂的乘方计算,
等熟练后可简化计算步骤
例 4.计算下列各式:
(1) 3 5 125 4 5
(2) a2 a 0 .
a 3 a2
分析:(1)题把根式化成分数指数幂的形式,再计算
(2)题先把根式化成分数指数幂的最简形式,然后计算
x1-y1 例 5.已知 x+y=12,xy=9,且 x<y,求 2 2的值.
(4) (m n)4 (m>n)
(5) p 6 q5 (p>0)
(6) m3 m
课后提高 3.若 a+a-1=3,则 a2+a-2 的值为( )
指数与指数幂的运算习题
课外作业:课本P60B组第2题,《名师一号》 P43例4,变式4,P44第9,10题
指数式的计算与化简
2.1.1 指数与指数幂的运算
指数式的计算与化简,除了掌握定义、法则外,还 要掌握一些变形技巧.根据题目的不同结构特征,灵 活运用不同的技巧,才能做到运算合理准确快捷.
一、巧用乘法公式 回顾 (1)(a b)2 a2 2ab b2
基本 (2)a2 b2 (a b)(a b)
由于引入 负指数及分数 指数幂后,初 中的平方差、 立方差、完全 平方公式等, 有了新特征:
公式 (3)a3 b3 (a b)(a2 ab b2 )
如 : (a a1 )2 a2 2 a2;
1
11
1
a b (a 2 b 2 )(a 2 b 2 );
“整体代入”的办法
小结
2.1.1 指数与指数幂的运算
ห้องสมุดไป่ตู้
1、本节的化简、求值问题,要注意整体代 换,注意平方差、立方差、立方和等公式 的运用。 2、将指数合理拆分,进而因式分解是指数 运算中的常用技巧。 3、单项式乘以单项式、多项式乘以多项式 以及多项式除以单项式、多项式除以多项 式的运算都没有改变。
1
12
11
2
a b (a 3 b 3 )(a 3 a 3b 3 b 3 )等.
二、能力训练
2.1.1 指数与指数幂的运算
例1
1
已知 a 2
1
a 2
3,求下列各式的值
(1)a a1;
答案:
(2)a2 a2;
3
3
a2 a 2
(3) 1 1 .
a2 a 2
§2.1.1-2 指数与指数幂的运算(二)
an =|a|=
a (a≥0), -a (a<0).
5.负数没有偶次方根. 6.零的任何次方根都是零.
2013-1-15 重庆市万州高级中学 曾国荣 wzzxzgr@ 3
问题提出
§2.1.1-2 指数与指数幂的运算(二)
1.整数指数幂有哪些运算性质?
a a a
2 3 2 3
a r a s a r s ( r , s Q)
2013-1-15 重庆市万州高级中学 曾国荣 wzzxzgr@ 10
§2.1.1-2 指数与指数幂的运算(二)
例1.求值:8 ,100 , ( ) 3 , (
2 3
1 2
解: (2 ) 1 2 8 1
例3.计算下列各式(式中字母都是正数):
(1)(2a b )(6a b ) (3a b ); (2)(m n ) .
1 4 3 8 8
2 3
1 2
1 2
1 3
1 6
5 6
2013-1-15
重庆市万州高级中学 曾国荣 wzzxzgr@
13
§2.1.1-2 指数与指数幂的运算(二)
1 2 2
a
5 2
a a a a a
3 3 2 3
1 1 2 2
2 3
2 3 3
a
3 4
11 3
a a (a a ) (a ) a
2013-1-15 重庆市万州高级中学 曾国荣 wzzxzgr@
3 1 2 2
12
§2.1.1-2 指数与指数幂的运算(二)
b
1 1 5 2 3 6
4ab 4a
0
2013-1-15 重庆市万州高级中学 曾国荣 wzzxzgr@ 14
人教A版数学必修一2.1指数与指数幂的运算
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(2)正数的负分数指数幂的意义是(a>0,m,n∈N*,且n>1).
(2)一般地,进行指数幂运算时,化负指数为正指数,化根式为分数指数幂, 化小数为分数,化底数为指数等,便于进行乘、除、乘方、开方运算,以 达到化繁为简的目的.
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1.正整数指数幂的运算性质都是积、商、幂的形式,而不是 和、差的形式.防止出现“am+an=am+n”“am-bn=am-n”等错误. 2.关于n次方根的定义和性质,可以理解为平方根和立方根 的推广,根号也可以认为是由平方根号、立方根号推广而来 的.理解n次方根的意义时,要把n按奇偶分类,并且在实数 范围内,正数的奇次方根是一个正数,负数的奇次方根是一 个负数,零的奇次方根是0(类比立方根);正数的偶次方 根有两个,它们互为相反数,负数的偶次方根没有意义,零 的偶次方根是零,即当n为正偶数时,na有意义的条件是 a≥0(类比平方根).
3.根式:形如的式子叫做根式,这里n叫做,叫做被开方数. 根指数 a 4.根式的性质:(1)=;(2)=;
(3)当n为偶数时,=;当n0 为奇数时,.
±a a
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5.乘方与开方:求a的n次幂的运算叫做乘方运算;求a的n次方根的运算叫 做开方运算;乘方运算与开方运算互为逆运算 . 6.整数指数幂:
(1)一个实数的正整数指数幂的意义是an=a·a·…·a(n个a∈R,n∈N*, 且n≥1).
(2)学习本学案内容要结合对比法,揭示其内涵与外延及其与旧概念的联 系.运用有理指数幂运算性质进行化简、求值,要掌握解题技巧,如凑 完全平方、寻求同底幂等方法. 2.在进行指数幂运算时,应注意什么问题? (1)化简要求同初中要求,注意结果形式的统一,即结果不能同时含有根式 和分数指数,也不能既有分母,又含有负分数.
高中数学 第2章 基本初等函数(1)(1.1 指数与指数幂的运算 第1课时)示范教案 新人教A版必修
某某省青龙满族自治县逸夫中学高中数学必修1第2章 基本初等函数〔1〕-1.示X 教案〔1.1 指数与指数幂的运算 第1课时〕本章教材分析教材把指数函数、对数函数、幂函数当作三种重要的函数模型来学习,强调通过实例和图象的直观,揭示这三种函数模型增长的差异及其关系,从而让学生体会建立和研究一个函数模型的基本过程和方法,学会运用具体的函数模型解决一些实际问题.本章总的教学目标是:了解指数函数模型的实际背景,理解有理数指数幂的意义,通过具体实例了解实数指数幂的意义,掌握幂的运算;理解指数函数的概念和意义,掌握f(x)=a x 的符号及意义,能借助计算器或计算机画出具体指数函数的图象,探索并理解指数函数的有关性质〔单调性、值域、特别点〕,通过应用实例的教学,体会指数函数是一种重要的函数模型;理解对数的概念及其运算性质,了解对数换底公式及其简单应用,能将一般对数转化为常用对数或自然对数,通过阅读材料,了解对数的发现历史及其对简化运算的作用;通过具体函数,直观了解对数函数模型所刻画的数量关系,初步理解对数函数的概念,掌握f(x)=log a x 的符号及意义,体会对数函数是一类重要的函数模型;能借助计算器或计算机画出具体对数函数的图象,探索并了解对数函数的有关性质〔单调性、值域、特殊点〕;知道指数函数y=a x 与对数函数y=log a x 互为反函数〔a >0,a≠1〕,初步了解反函数的概念和f -1(x)的意义;通过实例了解幂函数的概念,结合五种具体函数y=x,y=x 2,y=x 3,y=x -1,y=x 21的图象,了解它们的变化情况.本章的重点是三种初等函数的概念、图象及性质,要在理解定义的基础上,通过几个特殊函数图象的观察,归纳得出一般图象及性质,这种由特殊到一般的研究问题的方法是数学的基本方法.把这三种函数的图象及性质之间的内在联系及本质区别搞清楚是本章的难点.教材注重从现实生活的事例中引出指数函数概念,所举例子比较全面,有利于培养学生的思想素质和激发学生学习数学的兴趣和欲望.教学中要充分发挥课本的这些材料的作用,并尽可能联系一些熟悉的事例,以丰富教学的情境创设.在学习对数函数的图象和性质时,教材将它与指数函数的有关内容作了比较,让学生体会两种函数模型的增长区别与关联,渗透了类比思想.建议教学中重视知识间的迁移与互逆作用.教材对反函数的学习要求仅限于初步的知道概念,目的在于强化指数函数与对数函数这两种函数模型的学习,教学中不宜对其定义做更多的拓展.教材对幂函数的内容做了削减,仅限于学习五种学生易于掌握的幂函数,并且安排的顺序向后调整,教学中应防止增加这部分内容,以免增加学生的学习负担.通过运用计算机绘制指数函数的动态图象,使学生进一步体会到信息技术在数学学习中的作用,教师要尽量发挥电脑绘图的教学功能.教材安排了“阅读与思考〞的内容,有利于加强数学文化的教育,应指导学生认真研读.2.1 指数函数2.1.1 指数与指数幂的运算整体设计我们在初中的学习过程中,已了解了整数指数幂的概念和运算性质.从本节开始我们将在回顾平方根和立方根的基础上,类比出正数的n次方根的定义,从而把指数推广到分数指数.进而推广到有理数指数,再推广到实数指数,并将幂的运算性质由整数指数幂推广到实数指数幂.教材为了让学生在学习之外就感受到指数函数的实际背景,先给出两个具体例子:GDP的增长问题和碳14的衰减问题.前一个问题,既让学生回顾了初中学过的整数指数幂,也让学生感受到其中的函数模型,并且还有思想教育价值.后一个问题让学生体会其中的函数模型的同时,激发学生探究分数指数幂、无理数指数幂的兴趣与欲望,为新知识的学习作了铺垫. 本节安排的内容蕴涵了许多重要的数学思想方法,如推广的思想(指数幂运算律的推广)、类比的思想、逼近的思想(有理数指数幂逼近无理数指数幂)、数形结合的思想(用指数函数的图象研究指数函数的性质)等,同时,充分关注与实际问题的结合,表达数学的应用价值.根据本节内容的特点,教学中要注意发挥信息技术的力量,尽量利用计算器和计算机创设教学情境,为学生的数学探究与数学思维提供支持.三维目标1.通过与初中所学的知识进行类比,理解分数指数幂的概念,进而学习指数幂的性质.掌握分数指数幂和根式之间的互化,掌握分数指数幂的运算性质.培养学生观察分析、抽象类比的能力.2.掌握根式与分数指数幂的互化,渗透“转化〞的数学思想.通过运算训练,养成学生严谨治学,一丝不苟的学习习惯,让学生了解数学来自生活,数学又服务于生活的哲理.3.能熟练地运用有理指数幂运算性质进行化简、求值,培养学生严谨的思维和科学正确的计算能力.4.通过训练及点评,让学生更能熟练掌握指数幂的运算性质.展示函数图象,让学生通过观察,进而研究指数函数的性质,让学生体验数学的简洁美和统一美.重点难点教学重点:(1)分数指数幂和根式概念的理解.(2)掌握并运用分数指数幂的运算性质.(3)运用有理指数幂性质进行化简、求值.教学难点:(1)分数指数幂及根式概念的理解.(2)有理指数幂性质的灵活应用.课时安排3课时教学过程第1课时指数与指数幂的运算(1)导入新课思路 1.同学们在预习的过程中能否知道考古学家如何判断生物的发展与进化,又怎样判断它们所处的年代?(考古学家是通过对生物化石的研究来判断生物的发展与进化的,第二个问题我们不太清楚)考古学家是按照这样一条规律推测生物所处的年代的.教师板书本节课题:指数函数——指数与指数幂的运算.思路2.同学们,我们在初中学习了平方根、立方根,那么有没有四次方根、五次方根…n次方根呢?答案是肯定的,这就是我们本堂课研究的课题:指数函数——指数与指数幂的运算. 推进新课提出问题(1)什么是平方根?什么是立方根?一个数的平方根有几个,立方根呢?(2)如x4=a,x5=a,x6=a根据上面的结论我们又能得到什么呢?(3)根据上面的结论我们能得到一般性的结论吗?(4)可否用一个式子表达呢?活动:教师提示,引导学生回忆初中的时候已经学过的平方根、立方根是如何定义的,对照类比平方根、立方根的定义解释上面的式子,对问题②的结论进行引申、推广,相互交流讨论后回答,教师及时启发学生,具体问题一般化,归纳类比出n次方根的概念,评价学生的思维. 讨论结果:(1)假设x2=a,那么x叫做a的平方根,正实数的平方根有两个,它们互为相反数,如:4的平方根为±2,负数没有平方根,同理,假设x3=a,那么x叫做a的立方根,一个数的立方根只有一个,如:-8的立方根为-2.(2)类比平方根、立方根的定义,一个数的四次方等于a,那么这个数叫a的四次方根.一个数的五次方等于a,那么这个数叫a的五次方根.一个数的六次方等于a,那么这个数叫a的六次方根.(3)类比(2)得到一个数的n次方等于a,那么这个数叫a的n次方根.(4)用一个式子表达是,假设x n=a,那么x叫a的n次方根.教师板书n次方根的意义:一般地,如果x n=a,那么x叫a的n次方根(n-throot),其中n>1且n∈N*.可以看出数的平方根、立方根的概念是n次方根的概念的特例.提出问题(1)你能根据n次方根的意义求出以下数的n次方根吗?(多媒体显示以下题目).①4的平方根;②±8的立方根;③16的4次方根;④32的5次方根;⑤-32的5次方根;⑥0的7次方根;⑦a6的立方根.(2)平方根,立方根,4次方根,5次方根,7次方根,分别对应的方根的指数是什么数,有什么特点?4,±8,16,-32,32,0,a6分别对应什么性质的数,有什么特点?(3)问题〔2〕中,既然方根有奇次的也有偶次的,数a有正有负,还有零,结论有一个的,也有两个的,你能否总结一般规律呢?(4)任何一个数a的偶次方根是否存在呢?活动:教师提示学生切实紧扣n次方根的概念,求一个数a的n次方根,就是求出的那个数的n次方等于a,及时点拨学生,从数的分类考虑,可以把具体的数写出来,观察数的特点,对问题〔2〕中的结论,类比推广引申,考虑要全面,对回答正确的学生及时表扬,对回答不准确的学生提示引导考虑问题的思路.讨论结果:〔1〕因为±2的平方等于4,±2的立方等于8,±2的4次方等于16,2的5次方等于32,-2的5次方等于-32,0的7次方等于0,a2的立方等于a6,所以4的平方根,±8的立方根,16的4次方根,32的5次方根,-32的5次方根,0的7次方根,a6的立方根分别是±2,±2,±2,2,-2,0,a2.〔2〕方根的指数是2,3,4,5,7…特点是有奇数和偶数.总的来看,这些数包括正数,负数和零.〔3〕一个数a的奇次方根只有一个,一个正数a的偶次方根有两个,是互为相反数.0的任何次方根都是0.〔4〕任何一个数a的偶次方根不一定存在,如负数的偶次方根就不存在,因为没有一个数的偶次方是一个负数.类比前面的平方根、立方根,结合刚才的讨论,归纳出一般情形,得到n 次方根的性质:①当n 为偶数时,a 的n 次方根有两个,是互为相反数,正的n 次方根用n a 表示,如果是负数,负的n 次方根用n a -表示,正的n 次方根与负的n 次方根合并写成±n a (a >0).②n 为奇数时,正数的n 次方根是一个正数,负数的n 次方根是一个负数,这时a 的n 次方根用符号n a 表示.③负数没有偶次方根;0的任何次方根都是零.上面的文字语言可用下面的式子表示:a 为正数:⎪⎩⎪⎨⎧±.,,,n n a n a n a n a n 次方根有两个为的为偶数次方根有一个为的为奇数 a 为负数:⎪⎩⎪⎨⎧.,,,次方根不存在的为偶数次方根只有一个为的为奇数n a n a n a n n 零的n 次方根为零,记为n 0=0.可以看出数的平方根、立方根的性质是n 次方根的性质的特例.思考根据n 次方根的性质能否举例说明上述几种情况?活动:教师提示学生对方根的性质要分类掌握,即正数的奇偶次方根,负数的奇次方根,零的任何次方根,这样才不重不漏,同时巡视学生,随机给出一个数,我们写出它的平方根,立方根,4次方根等,看是否有意义,注意观察方根的形式,及时纠正学生在举例过程中的问题. 解答:答案不唯一,比如,64的立方根是4,16的四次方根为±2,-27的5次方根为527-527-也表示方根,它类似于n a 的形式,现在我们给式子n a 一个名称——根式. 根式的概念: 式子n a 叫根式,其中a 叫被开方数,n 叫根指数. 如327-中,3叫根指数,-27叫被开方数.思考n n a 表示a n 的n 次方根,等式n n a =a 一定成立吗?如果不一定成立,那么n n a 等于什么? 活动:教师让学生注意讨论n 为奇偶数和a 的符号,充分让学生多举实例,分组讨论.教师点拨,注意归纳整理. 〔如33)3(-=327-=-3,44)8(-=|-8|=8〕.解答:根据n 次方根的意义,可得:(n a )n =a.通过探究得到:n 为奇数,n na =a.n 为偶数,n n a =|a|=⎩⎨⎧<-≥.0,,0,a a a a因此我们得到n 次方根的运算性质: ①(n a )n=a.先开方,再乘方〔同次〕,结果为被开方数. ②n 为奇数,n n a =a.先奇次乘方,再开方〔同次〕,结果为被开方数.n 为偶数,n n a =|a|=a,⎩⎨⎧<-≥.0,,0,a a a a 先偶次乘方,再开方〔同次〕,结果为被开方数的绝对值.应用示例思路1例1求以下各式的值: (1)33)8(-;(2)2)10(-;(3)44)3(π-;(4)2)(b a -(a>b).活动:求某些式子的值,首先考虑的应是什么,明确题目的要求是什么,都用到哪些知识,关键是啥,搞清这些之后,再针对每一个题目仔细分析.观察学生的解题情况,让学生展示结果,抓住学生在解题过程中出现的问题并对症下药.求以下各式的值实际上是求数的方根,可按方根的运算性质来解,首先要搞清楚运算顺序,目的是把被开方数的符号定准,然后看根指数是奇数还是偶数,如果是奇数,无需考虑符号,如果是偶数,开方的结果必须是非负数. 解:(1)33)8(-=-8; (2)2)10(-=10; (3)44)3(π-=π-3; (4)2)(b a -=a-b(a>b).点评:不注意n 的奇偶性对式子n n a 的值的影响,是导致问题出现的一个重要原因,要在理解的基础上,记准,记熟,会用,活用.变式训练求出以下各式的值: (1)77)2(-; (2)33)33(-a (a≤1); (3)44)33(-a .解:(1)77)2(-=-2, (2)33)33(-a (a≤1)=3a -3,(3)44)33(-a =⎩⎨⎧<-≥-.1,33,1,33a a a a点评:此题易错的是第(3)题,往往忽视a 与1大小的讨论,造成错解.思路2例1以下各式中正确的选项是( ) (1)44a =a; (2)62)2(-=32-;(3)a 0=1; (4)105)12(-=)12(-.活动:教师提示,这是一道选择题,此题考查n 次方根的运算性质,应首先考虑根据方根的意义和运算性质来解,既要考虑被开方数,又要考虑根指数,严格按求方根的步骤,体会方根运算的实质,学生先思考哪些地方容易出错,再回答.解:(1)44a =a,考查n 次方根的运算性质,当n 为偶数时,应先写n n a =|a|,故此题错. (2)62)2(-=32-,本质上与上题相同,是一个正数的偶次方根,根据运算顺序也应如此,结论为62)2(-=32,故此题错.(3)a 0=1是有条件的,即a≠0,故此题也错.(4)是一个正数的偶次方根,根据运算顺序也应如此,故此题正确.所以答案选(4).点评:此题由于考查n 次方根的运算性质与运算顺序,有时极易选错,选四个答案的情况都会有,因此解题时千万要细心. 例223++223-=_________活动:让同学们积极思考,交流讨论,此题乍一看内容与本节无关,但仔细一想,我们学习的内容是方根,这里是带有双重根号的式子,去掉一层根号,根据方根的运算求出结果是解题的关键,因此将根号下面的式子化成一个完全平方式就更为关键了,从何处入手?需利用和的平方公式与差的平方公式化为完全平方式.正确分析题意是关键,教师提示,引导学生解题的思路. 解:223+=2)2(221++=2)21(+=2+1. 223-=122)2(2+-=2)12(-=2-1. 所以223++223-=22.点评:不难看出223-与223+形式上有些特点,即是对称根式,是B A 2±形式的式子,我们总能找到办法把其化成一个完全平方式.思考上面的例2还有别的解法吗?活动:教师引导,去根号常常利用完全平方公式,有时平方差公式也可,同学们观察两个式子的特点,具有对称性,再考虑并交流讨论,一个是+,一个是-,去掉一层根号后,相加正好抵消.同时借助平方差,又可去掉根号,因此把两个式子的和看成一个整体,两边平方即可,探讨得另一种解法.另解:利用整体思想,x=223++223-,两边平方得x 2=3+22+3-22+2(223+)(223-)=6+222)22(3-=6+2=8,所以x=22.点评:对双重二次根式,特别是B A 2±形式的式子,我们总能找到办法将根号下面的式子化成一个完全平方式,问题迎刃而解,另外对B A B A 22-±+的式子,我们可以把它们看成一个整体利用完全平方公式和平方差公式去解.变式训练 假设12a -a 2+=a-1,求a 的取值X 围.解:因为12a -a 2+=a-1,而12a -a 2+=2)1(-a =|a-1|=a-1,即a-1≥0,所以a≥1.点评:利用方根的运算性质转化为去绝对值符号,是解题的关键.知能训练(教师用多媒体显示在屏幕上)1.以下说法正确的选项是( )n a 表示(以上n >1且n∈N *).答案:C2.化简以下各式: (1)664;(2)42)3(-;(3)48x ;(4)636y x ;(5)2y)-(x .答案:(1)2;(2)9;(3)x 2;(4)|x|y ;(5)|x-y|.407407-++=__________. 解:407407-++ =2222)2(252)5()2(252)5(+•-++•+ =22)25()25(-++=5+2+5-2- =25.答案:25拓展提升 问题:n n a =a 与(n a )n =a 〔n >1,n∈N 〕哪一个是恒等式,为什么?请举例说明.活动:组织学生结合前面的例题及其解答,进行分析讨论,解决这一问题要紧扣n 次方根的定义.通过归纳,得出问题结果,对a 是正数和零,n 为偶数时,n 为奇数时讨论一下.再对a 是负数,n 为偶数时,n 为奇数时讨论一下,就可得到相应的结论.解答:①〔n a 〕n =a 〔n >1,n∈N 〕.如果x n =a 〔n >1,且n∈N 〕有意义,那么无论n 是奇数或偶数,x=n a 一定是它的一个n 次方根,所以〔n a 〕n =a 恒成立.例如:〔43〕4=3,33)5(-=-5. ②n n a =⎩⎨⎧.|,|,,为偶数当为奇数当n a n a当n 为奇数时,a∈R ,n n a =a 恒成立. 例如:552=2,55)2(-=-2. 当n 为偶数时,a∈R ,a n ≥0,n n a 表示正的n 次方根或0,所以如果a≥0,那么n n a 443=3,40=0;如果a <0,那么n n a =|a|=-a,如2(-3)=23=3. 即〔n a na 〕n =a 〔n >1,n∈N 〕是恒等式,n n a =a 〔n >1,n∈N〕是有条件的.点评:实质上是对n 次方根的概念、性质以及运算性质的深刻理解.课堂小结学生仔细交流讨论后,在笔记上写出本节课的学习收获,教师用多媒体显示在屏幕上. n =a,那么x 叫a 的n 次方根,其中n >1且n∈N *.用式子n a 表示,式子n a 叫根式,其中a 叫被开方数,n 叫根指数.(1)当n 为偶数时,a 的n 次方根有两个,是互为相反数,正的n 次方根用n a 表示,如果是负数,负的n 次方根用-n a 表示,正的n 次方根与负的n 次方根合并写成±n a (a >0).(2)n 为奇数时,正数的n 次方根是一个正数,负数的n 次方根是一个负数,这时a 的n 次方根用符号n a 表示.(3)负数没有偶次方根.0的任何次方根都是零.2.掌握两个公式:n 为奇数时,(n a )n =a,n 为偶数时,n n a =|a|=⎩⎨⎧<-≥.0,,0,a a a a 作业课本P 59习题2.1A 组 1.补充作业:1.化简以下各式: (1)681;(2)1532-;(3)48x ;(4)642b a .解:(1)681=643=323=39; (2)1532-=1552-=32-; (3)48x =442)(x =x 2; (4)642b a =622)|(|b a •=32||b a •.2.假设5<a<8,那么式子22)8()5(---a a 的值为__________.分析:因为5<a<8,所以22)8()5(---a a =a-5-8+a=2a-13.答案:2a-13. 3.625625-++=__________.分析:对双重二次根式,我们觉得难以下笔,我们考虑只有在开方的前提下才可能解出,由此提示我们想办法去掉一层根式, 不难看出625+=22)(3+=3+2. 同理625-=22)(3-=3-2.所以625++625-=23. 答案:23设计感想学生已经学习了数的平方根和立方根,根式的内容是这些内容的推广,本节课由于方根和根式的概念和性质难以理解,在引入根式的概念时,要结合已学内容,列举具体实例,根式n a 的讲解要分n 是奇数和偶数两种情况来进行,每种情况又分a>0,a<0,a=0三种情况,并结合具体例子讲解,因此设计了大量的类比和练习题目,要灵活处理这些题目,帮助学生加以理解,所以需要用多媒体信息技术服务教学.。
指数与幂的运算
指数与幂的运算一、引言指数与幂是数学中常见的运算方式,广泛应用于各个领域中。
本文将从基本概念、运算规则、应用举例等方面探讨指数与幂的运算。
二、基本概念1. 指数:指数是表示幂运算中乘方的次数。
通常用于表示以某个数为底数的幂。
2. 幂:幂是指底数进行多次乘法运算得到的结果。
底数与指数的关系可以表示为底数的指数次幂。
三、运算规则1. 同底数相乘:当同一个底数的指数相加时,可以将同底数的乘法转换为指数相加。
例如,a^m * a^n = a^(m+n)。
2. 同底数相除:当同一个底数的指数相减时,可以将同底数的除法转换为指数相减。
例如,a^m / a^n = a^(m-n)。
3. 幂的乘方:对幂进行乘方运算时,可以将幂的乘方转换为指数相乘。
例如,(a^m)^n = a^(m*n)。
4. 幂的乘法:当幂相乘时,可以将幂的乘法转换为指数相乘。
例如,(a^m) * (b^m) = (a*b)^m。
四、应用举例1. 科学计数法:科学计数法是一种使用指数和幂的方式来表示极大或极小的数值。
例如,10^3可以表示为1,000,而10^(-2)可以表示为0.01。
2. 函数运算:在函数中,指数与幂的运算经常用于描述函数的增长和衰减规律。
例如,指数函数y = a^x表示自变量x的指数增长,而幂函数y = x^a表示自变量x的幂函数关系。
3. 概率计算:概率计算中,指数与幂的运算常用于计算复杂事件的概率。
例如,在组合问题中,可以将不同事件的概率乘积转换为指数相加的形式,简化计算过程。
五、总结指数与幂是数学中常见的运算方式,通过指数和幂的运算规则,可以简化复杂的计算过程。
指数与幂的应用广泛,包括科学计数法、函数运算和概率计算等领域。
熟练掌握指数与幂的运算规则,有助于提高数学运算的效率和准确性。
六、参考文献[待补充]注:本文中的示例仅为说明目的,并非具体的数学定理或应用。
如需了解更详细的内容,请参考相关数学教材或专业文献。
《指数与指数幂的运算(2)》导学案
1 2.1.1《指数与指数幂的运算(2)》导学案姓名: 班级: 组别: 组名:【学习目标】1、熟练掌握根式与指数幂的互化2、熟练运用指数幂的运算性质进行化简、求值【重点难点】▲重点:根式、指数幂的运算性质▲难点:化简、求值的技巧【知识链接】1、二次根式的性质 a a =2)(,⎩⎨⎧<->==00||2a a a a a a 2、整数指数幂及运算性质3、立方和、差公式:))((2233b ab a b a b a +±=±【学习过程】阅读课本P49,尝试回答以下问题知识点一:分数指数知识点三:典型例题问题1:求下列各式的值:(考查根式的性质) ⑴88)2(-x ⑵4433)21()21(223-+-+-问题2:用分数指数幂表示下列各式:(0,0>>b a ) (考查根式与分数指数幂的转化) ⑴43a a ⋅⑵a a a ⑶323)(ab a ⋅⑷332)(ab ab2问题3:计算下列各式的值:(分数指数幂的运算) ⑴75.034303116])2[()87(064.0---+-+-- ⑵)0,0()(1.0)4()41(213323121>>⋅----b a b a ab用分数指数幂表示下列各式:【基础达标】A1:计算:(1)6a (a >0)B2:把下列各式化成分数指数幂的形式:(1)432981⨯ (2)3252)(1x x (0≠x )C3:计算下列各式(1)3)21()161(164321--- (2)20)154(35-⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯+-3D4:化简2423221)(---÷⋅a b b a【小结】【当堂检测】1,2125-等于( )A 25B 251C 5D 51 2,若4=x ,则33x 的平方根是( )A 4B 2C 2±D 不确定【课后反思】本节课我最大的收获是 我还存在的疑惑是 我对导学案的建议是。
指数与指数幂的运算课件
分数 1
指数 幂
负分数指 数幂
m
规定:a-n
=
1m=_n__a_m__(a>0,m,n∈N*,且n>1)
an
性质 0的正分数指数幂等于__0_,0的负分数指数幂_无__意__义_
2.有理数指数幂的运算性质
( 1 ) a r a s = _ _ _ _ _ _a_r+_s_ _ ;
( 2 ) ( a r ) s =_ _ _ _ _a_rs; ( 3 ) ( a b ) r = _ _ _ _ _a_rb_r_ _ _ .
3.无理数指数幂
无理数
无理数指数幂aα(a>0,α是无理数)是一个_________.有理
数指数幂的运算性质对于无理数指数幂同样适用.
(1)分数指数幂的理解及应用
m
①a n
是根式的一种书写形式,不可理解为mn 个a相乘,一
定要与an的意义分开.
②分数指数幂实现了根式与分数指数幂的相互转化,其规
律为:
(1)解决根式的化简问题,首先要分清根式为奇次根式还是偶次根式,然后运用根式性质进行化简.
(2)开偶次方时,先用绝对值表示开方的结果,再去掉绝对值符号化简,化简时要结合条件或分类讨 论.
根式与分数指数幂的互化
(1)下列根式与分数指数幂的互化正确的是( )
1
A.- x=(-x)2 (x>0)
6 B.
根式的性质
(1)设-3<x<3,则 x2-6x+9 + x2+6x+9 = ________.
(2)化简( a-1)2+ 1-a2+3 1-a3=________.
[思路探究]
n 1.
an的值是什么?
2.化简 a的关键点是什么?
指数与指数幂的运算二
本课结束
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(2)
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(3)
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一般地,进行指数幂运算时,可按系数、同类字母归在一起,分别计算;化负指数为正指数,化小数为分数进行运算,便于进行乘除、乘方、开方运算,可以达到化繁为简的目的.
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解 原式=
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(2)化简:
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知识点三 无理数指数幂
一般地,无理数指数幂aα(a>0,α是无理数)是一个确定的 .有理数指数幂的运算性质同样适用于无理数指数幂.
实数
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题型探究
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命题角度1 分数指数幂化根式例1 用根式的形式表示下列各式(x>0,y>0).(1) ;
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例4 已知a>0,b>0,且ab=ba,b=9a,求a的值.
类型三 运用指数幂运算公式解方程
解 方法一 ∵a>0,b>0,又ab=ba,
方法二 ∵ab=ba,b=9a,∴a9a=(9a)a,即(a9)a=(9a)a,∴a9=9a,a8=9,a=
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指数取值范围由整数扩展到有理数乃至实数,给运算带来了方便,我们可以借助指数运算法则轻松对指数变形,以达到我们代入、消元等目的.
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解 由67x=33,得67=3 ,由603y=81得603=3 ,
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当堂训练
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1.化简8 的值为A.2 B.4C.6 D.8
√
2
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⑤ = ____________(a≥0,b>0);
⑥若a>b≥0,则 _____
3.整数指数幂的运算性质:
(1) ________________;
(2) ____________________;
(3) _________________;
(4) ___________________.
1.说出下列各数的5次方根是多少?
;2;-32;a5(a>0)
2.对于1问中的a5(a>0),如果把a>0的条件去掉,答案是否有变换?
3.说出下列各数的4次方根是多少?
81; ;a4(a>0)
4.对于3问中的a4(a>0),如果把a>0的条件去掉,a4的正的4次方根是多少?
5.P50页的思考题如何解答?
(2)二次根式的乘法_____;二次根式的除法_____.
(3)二次根式的性质:
① 是一个______数;
② =____________(a≥0);
③ =___________;
④ =____________(a≥0,b≥0);
⑤ = ____________(a≥0,b>0);
⑥若a>b≥0,则 _____
作业教Biblioteka P59/1、2、4课后反思
补充阅读资料
碳-14
碳14是碳元素的一种具放射性的同位素,于1940年2月27日有加州大学伯克利分校放射性实验室的马丁·卡门和萨姆·鲁本首被发现。它是透过宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生。碳-14原子核有6个质子和8个中子组成。其半衰期约为5,730±40年,衰变方式为β衰变,碳14原子转变为氮-14原子。由于在有机材料中含有碳-14,因此根据它可以确定考古学,地质学和水文地质学样本的大致年代。
这个方法估计的大气碳-14含量通过植物年轮(最多可推算到大约10000年前)或者洞穴堆积物(例如钟乳石,最多可推算到大约45000年前)来推算。根据这个推算(更确切的说)对比年轮和洞穴堆积物就可以建立起碳-14的年代变化模型,从而获得其它样本的年龄。
不过,碳14测年法最大测算时间不超过6万年,而且所测得的年代有颇大的误差。而且他的假定-大气中的碳14浓度是不会随时间而改变,也与事实有落差。此外,碳14测定法亦有可能受到火山爆发等自然因素影响,因为在火山喷发时将地下大量气体和物质带到大气中,从而影响碳-14在某区域大气中的含量。所以,若没有其他年代测定方法(如:利用树木的年轮)来检订,单单依赖碳14的测年数据是完全不可靠的。随着现代工业的高速发展和大量化石燃料的应用,古代深藏地下的碳-14被排放到大气中并进入生物循环,放射性碳定年法的结果因此也十分容易受到干扰。
在地球上有99%的碳以碳-12的形式存在,有大约1%的碳以碳-13的形式存在,只有百万分之一(0.0000000001%)是碳-14,存在于大气中。
由于其半衰期达5,730年,且碳是有机物的元素之一,我们可以根据死亡生物体的体内残余碳14成份来推断它的存在年龄。生物在生存的时候,由于需要呼吸,其体内的碳14含量大致不变,生物死去后会停止呼吸,此时体内的碳14开始减少。由于碳元素在自然界的各个同位素的比例一直都很稳定,人们可透过测量一件古物的碳14含量,来估计它的大概年龄。这种方法称之为放射性碳定年法。。
数a(a≥0)的平方根,算数平方根,数b的立方根.
2.二次根式
(1)定义:形如____________的式子叫做二次根式.
(2)二次根式的乘法_____;二次根式的除法_____.
(3)二次根式的性质:
① 是一个______数;
② =____________(a≥0);
③ =___________;
4.负整数指数幂:
__________(p∈N*)
【环节二】自己看书P48—P49页,并回答下列问题:
1.说出下列各数的5次方根是多少?
;2;-32;a5(a>0)
2.对于1问中的a5(a>0),如果把a>0的条件去掉,答案是否有变换?
3.说出下列各数的4次方根是多少?
81; ;a4(a>0)
4.对于3问中的a4(a>0),如果把a>0的条件去掉,a4的正的4次方根是多少?
3.通过阅读教材,让95%的学生能理解无理数指数幂是一个确定的实数这一结论。
过程与方法:
通过对n次根式、分数指数幂、无理数指数幂概念的分析,让学生初步掌握从特殊事例归纳出一般规律的方法。
情感态度价值观:
通过具体的、实际的问题体验推广和数形结合的数学思想方法及价值。
教学重点和难点
重点:分数指数幂与根式之间的等价转化
5.P50页的思考题如何解答?
【环节三】自己看书P50—P51页,并回答下列问题。(15分钟)
1.分数指数幂的定义是什么?
2.有理数指数幂的性质是什么?
① ;② ;
③ ;④ ;
3.化简(计算)的结果有什么需要注意的?
化简的题目注意如下几点:
1、结果最好为1个数或1个式子;
2、结果的分母不含根式;
3、结果里没有负指数、分数指数。
难点:从整数指数幂推广到实数指数幂运算的过程
教学方法
自学、讲授
教具和教学手段
ppt课件
教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
【环节一】初中知识回顾(3分钟)
1.了解平方根、算数平方根、立方根的概念,会用根号表示数的平方根、立方根.
数a(a≥0)的平方根,算数平方根,数b的立方根.
2.二次根式
(1)定义:形如____________的式子叫做二次根式.
在人体中,碳占整个身体质量的18%。生物体的每克碳内含有大约500亿个碳14原子,其中每分钟大约有10个碳14原子衰变。
(a>0)在整个有理数内均成立。
让学生练习教材P54页练习题。
【环节四】无理数指数幂:让学生看书P52—P53页,并回答P53页思考题。(5分钟)
通过无理数指数幂的分析,我们知道指数模型指数函数模型y=ax(a>0)在无理数集内也成立,所以对整个实数集R均成立。
【环节一】初中知识回顾
1.了解平方根、算数平方根、立方根的概念,会用根号表示数的平方根、立方根.
【环节三】分数指数幂:让学生看书P50—P52页,并回答下列问题。(15分钟)
1.分数指数幂的定义是什么?
2.用自己的话描述有理数指数幂的性质是什么?
3.化简(计算)的结果有什么需要注意的?
通过分数指数幂分析,我们知道对于ax
(a>0)而言,当x是分数的时候,ax(a>0)有唯一的值,所以,指数函数模型y=ax
3.整数指数幂的运算性质:
(1) ________________;
(2) ____________________;
(3) _________________;
(4) ___________________.
4.负整数指数幂:
__________(p∈N*)
【环节二】根式:让学生看书P48—P50页,并回答下列问题。(5分钟)
北京市第九十四中学教案
学科
数学
班级
高一()班
授课人
时间
年月日
课题
《必修一·第二章基本初等函数(Ⅰ)》§2.指数与指数幂的运算(1课时)
教学目标
知识与技能:
1.通过具体实例的展示,让95%的学生能从初中二次、三次根式的知识推广为n次根式的概念,并能归纳出n次根式的性质;
2.让95%的学生能通过具体实例的推导分析理解分数指数幂的意义,并能熟练进行分数指数幂和根式之间的转化,并将初中学习的指数运算性质推广到有理数集内;
【环节四】无理数指数幂:自己看书P52—P53页,并回答P53页思考题。(5分钟)
【环节五】例题巩固:
化简下列各式
(1)
(2)
课堂小结
1、通过今天的学习,我们将初中二次根式、三次根式的概念,扩展为n次根式(n>1且n∈N*),并能够正确区分 与 运算结果的区别;
2、在运用指数运算公式和性质进行化简时,运算结果要注意的3点一定要明确。