(共17张PPT)
问题 正整数指数幂的运算法则有哪些?
am·an=am+n(m,n都是正整数);
(am)n=amn(m,n都是正整数);
(ab)n=anbn(n是正整数).
(a≠0,m,n都是正整数,且m>n);
(b≠0,n是正整数).
回顾与思考
思考:之前我们已经学习了零指数幂和负指数幂的运算,那么 am·an=am+n(m,n都是正整数)这条性质能否扩大到m,n都是任意整数的情形
计算:(1)a3·a-5; (2)a-3·a-5;(3)a0·a-5.
am · an=am+n(a≠0,m,n都是整数)
由此可以得出:
整数指数幂的运算
一
①
③
②
引入负整数指数幂后,指数的取值范围就推广到全体整数.也就说前面提到的运算性质也推广到整数指数幂.
实际上,对于a≠0,m,n都是整数,有
因此,同底数幂相除和运算法则被包含在公式①中.
而对于a≠0,b≠0,n是整数,有
因此,分式的乘方的运算法则被包含在公式③中.
例1 设a≠0,b≠0,计算下列各式:
(1)a7 · a-3; (2)(a-3)-2; (3)a3b(a-1b)-2.
解:(1) a7·a-3
(2)(a-3)-2
= a7+(-3)
= a(-3)×(-2)
= a4;
= a6 ;
(3) a3b(a-1b)-2
= a3b·a2b-2
= a3+2b1+(-2)
= a5b-1
=
注意:最后结果一般不保留负指数,应写成分式形式.
典例精析
计算:
解:
做一做
解:
例2 计算下列各式:
计算:
(1)(x3y-2)2; (2)x2y-2·(x-2y)3;
例3
解析:先进行幂的乘方,再进行幂的乘除,最后将整数指数幂化成正整数指数幂.
解:(1)原式=x6y-4
(2)原式=x2y-2·x-6y3=x-4y
提示:计算结果一般需化为正整数幂的形式.
计算:
(3)(3x2y-2)2÷(x-2y)3;
(4)(3×10-5)3÷(3×10-6)2.
例3
(4)原式=(27×10-15)÷(9×10-12)=3×10-3
解:(3)原式=9x4y-4÷x-6y3=
9x4y-4·x6y-3=9x10y-7
例4 已知a-m=3,bn=2,则(a-mb-2n)-2=____.
解析:(a-mb-2n)-2=(a-m)-2·b4n
=(a-m)-2(bn)4
=3-2×24
=
方法总结:把要求的代数式逆用幂的运算法则,用已知的式子来表示是解题的关键.
整数指数幂运算的实际应用
二
例5 某房间空气中每立方米含3×106个病菌,为了试验某种杀菌剂的效果,科学家们进行实验,发现1毫升杀菌剂可以杀死2×105个这种病菌,问要将长10m,宽8m,高3m的房间内的病菌全部都杀死,需要多少杀菌剂?
解:(10×8×3)×(3×106)÷(2×105)
=(720×106)÷(2×105)
=360×10=3.6×103(毫升).
(2)
1. 设a≠0,b≠0,计算下列各式:
(4)a-5(a2b-1)3=_________;
(1)
(3)
2. 计算下列各式:
am · an=am+n(a≠0,m,n都是整数),
(am)n=amn(a≠0,m,n都是整数),
(ab)n=anbn(a≠0,b≠0,n是整数).
整数指数幂的运算公式:
1.在应用各公式时,底数必须是相同的,指数可以是任意整数.
2.注意对于负指数和零指数时,a≠0,b≠0的条件.
注意:1. 整数指数幂的运算法则
1.理解整数指数幂的运算法则;
2.会用整数指数幂的运算法则进行计算.(重点,难点)
一、情境导入
1.请同学们回顾,我们学过的正整数指数幂的运算法则有哪些?
2.我们在前面还学过,可以把幂的指数从正整数推广到整数.这时我们怎样理解这些运算法则呢?
二、合作探究
探究点一:整数指数幂的运算
【类型一】 乘积形式的整数指数幂的运算
计算:
(1)(-a)3÷a-1÷(a-2)-2;
(2)(a-2b-3)-3·(a2b)-2;
(3)(2x-3y2z-2)-2(3xy-3z2)2;
(4)(-2a-3)2b3÷2a-6b-2.
解:(1)原式=-a3÷a-1÷a4=-a4÷a4=-1;
(2)原式=a6b9·a-4b-2=a2b7;
(3)原式=(2-2x6y-4z4)(32x2y-6z4)=2-2·32x8y-10z8=;
(4)原式=4a-6b3÷2a-6b-2=2b5.
方法总结:整数指数幂的运算要注意运算顺序:先算乘方,再算乘除.最后结果要化为正整数指数.
【类型二】 商形式的整数指数幂的运算
计算:
(1)()-1÷()-2;
(2)[()-1]-2;
(3)[]-2.
解:(1)原式=[]-1·()2=·=;
(2)原式=()2=;
(3)原式==.
方法总结:商形式的整数指数幂的运算有两种方法:一是先把负整数指数幂转化为正整数指数幂,再约分化简;二是先计算整数指数幂,最后再把负整数指数幂化为正整数指数幂.
【类型三】 逆用幂的运算法则求值
已知a-m=3,bn=2,则(a-mb-2n)-2=________.
解析:(a-mb-2n)-2=(a-m)-2·b4n=(a-m)-2(bn)4=3-2×24=.故填.
方法总结:把要求的代数式逆用幂的运算法则,用已知的式子来表示是解题的关键.
计算:()x-1·()3x-4.
解:()x-1·()3x-4=()3x-3·()3x-4=()3-3x·()3x-4=()3-3x+3x-4=()-1=.
方法总结:利用负整数指数幂,把底数是互为相反数的两数可以转化为相同,再根据幂的运算法则进行计算.
探究点二:整数指数幂运算的实际应用
某房间空气中每立方米含3×106个病菌,为了试验某种杀菌剂的效果,科学家们进行实验,发现1毫升杀菌剂可以杀死2×105个这种病菌,问要将长10m,宽8m,高3m的房间内的病菌全部都杀死,需要多少杀菌剂?
解:(10×8×3)×(3×106)÷(2×105)=(720×106)÷(2×105)=360×10=3.6×103(毫升).
答:需要3.6×103毫升杀菌剂才能将房间中的病菌全部杀死.
方法总结:科学记数法在实际生活中应用广泛,在运用科学记数法解题时要注意a×10-n中n的值.
三、板书设计
整数指数幂的运算法则:
(1)同底数幂的乘法:am·an=am+n(a≠0,m,n都是整数);
(2)幂的乘方:(am)n=amn(a≠0,m,n都是整数);
(3)积的乘方:(ab)n=an·bn(a≠0,b≠0,n是整数).
本节课通过把正整数指数幂的五个运算法则,推广到整数范围内,从而可用三个运算法则来概括.整数指数幂的运算是学生学习过程中的一个难点,也是易错点,在教学过程中,可让学生把典型错误展示在黑板上,引导学生分析产生错误的原因.