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幂的运算(基础)
【要点梳理】
要点一、同底数幂的乘法性质
(其中都是正整数).即同底数幂相乘,底数不变,指数相加.
要点诠释:(1)同底数幂是指底数相同的幂,底数可以是任意的实数,也可以是单项式、多项式.
(2)三个或三个以上同底数幂相乘时,也具有这一性质,
即(都是正整数).
(3)逆用公式:把一个幂分解成两个或多个同底数幂的积,其中它们的底数与原来的底数相同,它们的指数之和等于原来的幂的指数。即(都是正整数).
要点二、幂的乘方法则
(其中都是正整数).即幂的乘方,底数不变,指数相乘.
要点诠释:(1)公式的推广: (,均为正整数)
(2)逆用公式: ,根据题目的需要常常逆用幂的乘方运算能将某些幂变形,从而解决问题.
要点三、积的乘方法则
(其中是正整数).即积的乘方,等于把积的每一个因式分别乘方,再把所得的幂相乘.
要点诠释:(1)公式的推广: (为正整数).
(2)逆用公式:逆用公式适当的变形可简化运算过程,尤其是遇到底数互为倒数时,计算更简便.如:
要点四、注意事项
(1)底数可以是任意实数,也可以是单项式、多项式.
(2)同底数幂的乘法时,只有当底数相同时,指数才可以相加.指数为1,计算时不要遗漏.
(3)幂的乘方运算时,指数相乘,而同底数幂的乘法中是指数相加.
(4)积的乘方运算时须注意,积的乘方要将每一个因式(特别是系数)都要分别乘方.
(5)灵活地双向应用运算性质,使运算更加方便、简洁.
(6)带有负号的幂的运算,要养成先化简符号的习惯.
【典型例题】
类型一、同底数幂的乘法性质
1、计算:
(1);(2);
(3).
【答案与解析】
解:(1)原式.
(2)原式.
(3)原式.
【总结升华】(2)(3)小题都是混合运算,计算时要注意运算顺序,还要正确地运用相应的运算法则,并要注意区别同底数幂的乘法与整式的加减法的运算法则.在第(2)小题中的指数是1.在第(3)小题中把看成一个整体.
举一反三:
【变式】计算:
(1);
(2)(为正整数);
(3)(为正整数).
【答案】
解:(1)原式.
(2)原式.
(3)原式.
2、已知,求的值.
【思路点拨】同底数幂乘法的逆用:
【答案与解析】
解:由得.
∴ .
【总结升华】(1)本题逆用了同底数幂的乘法法则,培养了逆向思维能力.(2)同底数幂的乘法法则的逆运用:.
类型二、幂的乘方法则
3、计算:
(1);(2);(3).
【思路点拨】此题是幂的乘方运算,(1)题中的底数是,(2)题中的底数是,(3)题中的底数的指数是,乘方以后的指数应是.
【答案与解析】
解:(1).
(2).
(3).
【总结升华】运用幂的乘方法则进行计算时要注意符号的计算及处理,一定不要将幂的乘方与同底数幂的乘法混淆.幂的乘方法则中的底数仍可以为单个数字、字母,也可以是单项式或多项式.
4、已知,求的值.
【答案与解析】
解:∵ ,∴ .
【总结升华】(1)逆用幂的乘方法则:.(2)本题培养了学生的整体思想和逆向思维能力.
举一反三:
【变式1】已知,.求的值.
【答案】
解:.
【变式2】已知,,求的值.
【答案】
解:因为, .
所以.
类型三、积的乘方法则
5、指出下列各题计算是否正确,指出错误并说明原因:
(1); (2); (3).
【答案与解析】
解:(1)错,这是积的乘方,应为:.
(2)对.
(3)错,系数应为9,应为:.
【总结升华】(1)应用积的乘方时,特别注意观察底数含有几个因式,每个因式都分别乘方.
(2)注意系数及系数符号,对系数-1不可忽略.
【典型例题】
类型一、同底数幂的乘法性质
1、计算:
(1);
(2) .
【答案与解析】
解:(1).
(2).
【总结升华】(1)同底数幂相乘时,底数可以是多项式,也可以是单项式.
(2)在幂的运算中,经常用到以下变形:
.
类型二、幂的乘方法则
2、计算:
(1); (2);
(3); (4).
【答案与解析】
解:(1).
(2).
(3).
(4).
【总结升华】(1)运用幂的乘方法则进行计算时要注意符号的计算及处理,一定不要将幂的乘方与同底数幂的乘法混淆.(2)幂的乘方的法则中的底数仍可以为单个数字、字母,也可以是单项式或多项式.
3、已知,,求的值.
【思路点拨】由于已知的值,所以逆用同底数幂的乘法和幂的乘方把变成,再代入计算.
【答案与解析】
解:因为, .
所以.
【总结升华】运用整体的观念看待数学问题,是一种重要的数学思维方法.把当成一个整体问题就会迎刃而解.同时看到灵活地双向应用运算性质,使运算更加方便、简洁.
举一反三:
【变式】已知,则= .
【答案】-5;
提示:原式
∵∴ 原式==-5.
类型三、积的乘方法则
4、计算:
(1) (2)
【思路点拨】利用积的乘方的运算性质进行计算.
【答案与解析】
解:(1).
(2).
【总结升华】(1)应用积的乘方时,特别注意观察底数含有几个因式,每个因式都分别乘方.(2)注意系数及系数符号,对系数-1不可忽略.
举一反三:
【变式】下列等式正确的个数是( ).
① ② ③
④ ⑤
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【答案】A;
提示:只有⑤正确;;;;
同底数幂的除法
【要点梳理】
要点一、同底数幂的除法法则
同底数幂相除,底数不变,指数相减,即(≠0,都是正整数,并且)
要点诠释:(1)同底数幂乘法与同底数幂的除法是互逆运算.
(2)被除式、除式的底数相同,被除式的指数大于除式指数,0不能作除式.
(3)当三个或三个以上同底数幂相除时,也具有这一性质.
(4)底数可以是一个数,也可以是单项式或多项式.
要点二、零指数幂
任何不等于0的数的0次幂都等于1.即(≠0)
要点诠释:底数不能为0,无意义.任何一个常数都可以看作与字母0次方的积.因此常数项也叫0次单项式.
要点三、负整数指数幂
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(≠0,是正整数).
引进了零指数幂和负整数指数幂后,指数的范围已经扩大到了全体整数,以前所学的幂的运算性质仍然成立.
(、为整数,);
(为整数,,)
(、为整数,).
要点诠释:是的倒数,可以是不等于0的数,也可以是不等于0的代数式.例如(),().
要点四、科学记数法的一般形式
(1)把一个绝对值大于10的数表示成的形式,其中是正整数,
(2)利用10的负整数次幂表示一些绝对值较小的数,即的形式,其中是正整数,.
用以上两种形式表示数的方法,叫做科学记数法.
【典型例题】
类型一、同底数幂的除法
1、计算:
(1);(2);(3);(4).
【思路点拨】利用同底数幂相除的法则计算.(2)、(4)两小题要注意符号.
【答案与解析】
解:(1).
(2).
(3).
(4).
【总结升华】(1)运用法则进行计算的关键是看底数是否相同.(2)运算中单项式的系数包括它前面的符号.
2、计算下列各题:
(1) (2)
(3) (4)
【思路点拨】(1)若被除式、除式的底数互为相反数时,先将底数变为相同底数再计算,尽可能地去变偶次幂的底数,如.(2)注意指数为1的多项式.如的指数为1,而不是0.
【答案与解析】
解:(1).
(2)
(3).
(4).
【总结升华】底数都是单项式或多项式,把底数作一个整体利用同底数幂的除法法则进行计算.
3、已知,,求的值.
【答案与解析】
解: .
当,时,原式.
【总结升华】逆用同底数除法公式,设法把所求式转化成只含,的式子,再代入求值.本题是把除式写成了分数的形式,为了便于观察和计算,我们可以把它再写成除式的形式.
举一反三:
【变式】已知,求的值.
【答案】
解:由得,即,,
∵ 底数不等于0和1,
∴ ,即,.
类型二、负整数次幂的运算
4、计算:(1);(2).
【答案与解析】
解:(1);
(2).
【总结升华】要正确理解负整数指数幂的意义.
举一反三:
【变式】计算:.
【答案】
解:
5、 已知,,则的值=________.
【答案与解析】
解: ∵ ,∴ .
∵ ,,∴ ,.
∴ .
【总结升华】先将变形为底数为3的幂,,,然后确定、的值,最后代值求.
举一反三:
【变式】计算:(1);(2);
【答案】
解:(1)原式.
(2)原式.
类型三、科学记数法
6、用科学记数法表示下列各数:
(1)0.00001;(2)0.000000203;(3)-0.000135;(4)0.00067
【答案与解析】
解:(1)0.00001=;
(2)0.000000203=;
(3)-0.000135=;
(4)0.00067=.
【总结升华】注意在中的取值是这个数从左边起第一个不是零的数前面零的个数(包括小数点前边的零).
【巩固练习】
一.选择题
1. 的值是( ).
A. B. C. D.
2.的值是( ).
A. B. C. D.
3.下列计算正确的是( ).
A. B.
C. D.
4.下列各题中,计算结果写成10的幂的形式,其中正确的是( ).
A. 100×= B. 1000×=
C. 100×= D. 100×1000=
5.下列计算正确的是( ).
A. B.
C. D.
6.若成立,则( ).
A. =6,=12 B. =3,=12
C. =3,=5 D. =6,=5
二.填空题
7. 若,则=____________.
8. 若,则=_______.
9. 已知,那么______.
10.若,则=______;若,则=______.
11. ______; ______; =______.
12.若n 是正整数,且,则=__________.
三.解答题
13. 判断下列计算的正误.
(1) ( ) (2) ( )
(3) ( ) (4) ( )
14.(1) ; (2);
(3); (4);
(5);
15.(1)若,求的值.
(2)若,求、的值.
【答案与解析】
一.选择题
1. 【答案】D;
【解析】.
2. 【答案】C;
【解析】.
3. 【答案】D;
【解析】;;.
4. 【答案】C;
【解析】100×=;1000×=;100×1000=.
5. 【答案】D;
【解析】;;.
6. 【答案】C;
【解析】,解得=3,=5.
二.填空题
7. 【答案】30;
【解析】.
8. 【答案】6;
【解析】.
9. 【答案】25;
【解析】.
10.【答案】5;1;
【解析】;.
11.【答案】64;;;
12.【答案】200;
【解析】.
三.解答题
13.【解析】
解:(1)×;(2)×;(3)×;(4)×
14.【解析】
解:(1);
(2);
(3);
(4);
(5).
15.【解析】
解:(1)∵
∴
∴4+3=35
∴=8
(2)=4,=3
解:∵
∴
∴3=9且3+3=15
∴=3且=4
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