12.1.3 积的乘方
1.让学生通过计算、观察,理解积的乘方的运算性质及其推导过程;
2.会进行积的乘方的运算,进而会进行混合运算,提高解决问题的能力;
3.进一步培养学生学数学的兴趣、信心,感受数学的内在美.
理解积的乘方法则,并能熟练运用法则进行积的乘方运算.
综合运用同底数幂的乘法法则、幂的乘方法则、积的乘方法则进行相关的运算.
一、情景导入 感受新知
问题情境:若已知一个正方体的棱长为2×103cm,你能计算出它的体积是多少吗?
讨论:该正方体体积应是V=(2×103)3cm3,这个结果是幂的乘方形式吗?
底数是2×103,其中一部分是103幂,但总体来看,底数是2和103的乘积.因此(2×103)3应该理解为积的乘方.如何计算呢?
二、自学互研 生成新知
【自主探究】
阅读教材P20~P21,完成下面的内容:
活动1:试一试:
请同学们根据乘方的意义及乘法运算律填空,并说出每一步的根据:
(1)(ab)2=(ab)·(ab) 第①步是用乘方的意义;
=(aa)·(bb) 第②步是用乘法的交换律 和结合律;
=a2b2; 第③步是用同底数幂的乘 法法则;
(2)(ab)3=(ab)·(ab)·(ab)=(aaa)·(bbb)=a3b3;
(3)(ab)4=(ab)·(ab)·(ab)·(ab)=(aaaa)·(bbbb)=a4b4.
【合作探究】
活动2:猜测并证明:从上面的计算你发现了什么规律?用文字与符号语言描述规律.
猜测:(ab)n=anbn(n是正整数).
证明:(ab)n=(ab)·(ab)·…·(ab) 第①步是用乘方的意义;
=(aa·…·a)·(bb·…·b) 第②步是用乘法的交换律和结合律;
=anbn 第③步是用同底数幂的乘法法则.
归纳:用语言叙述积的乘方法则:积的乘方,把积的每一个因式分别乘方,再把所得的幂相乘.
用符号语言叙述便是:(ab)n=an·bn(n是正整数).
追问:三个或三个以上因式的积的乘方,是不是也具有这一性质?
(1)(abc)n=(ab)ncn=anbncn.
(2)(abc)n=(abc)·(abc)·…·(abc),\s\do4(n个))=(a·a·…a),\s\do4(n个))(b·b·…b),\s\do4(n个)) (c·c·…c),\s\do4(n个))=anbncn.
即(abc)n=anbncn(n为正整数).
【师生活动】①明了学情:关注学生在探究过程中对积的乘方法则的理解与掌握情况.
②差异指导:对学生在探究过程中产生的疑惑及时引导与点拨.
③生生互助:学生在小组内交流、讨论,相互释疑,达成共识.
三、典例剖析 运用新知
【合作探究】
例1:计算:(1)(2b)3;(2)(2×a3)2;(3)(-a)3;(4)(-3x)4.
解:(1)(2b)3=23b3=8b3.
(2)(2×a3)2=22×(a3)2=4a6.
(3)(-a)3=(-1)3·a3=-a3.
(4)(-3x)4=(-3)4·x4=81x4.
(第(1)题由学生回答,教师板演,并要求学生说出每一步的根据是什么;第(2)、(3)、(4)题由学生完成,根据学生完成的情况,提醒学生注意:①系数的乘方;②因数中若有幂的形式,要注意运算步骤,先进行积的乘方,后作因数幂的乘方.)
例2:因为(ab)n=anbn,所以anbn=(ab)n.
利用性质进行计算:
(1)24×44×0.1254=(2×4×0.125)4.
(2)(-4)2002×(0.25)2002=?
四、课堂小结 回顾新知
这节课你有什么收获?学到了什么?还有哪些需要老师帮你解决的问题?
注意:积的乘方要将每一因式(特别是系数)都要乘方.
五、检测反馈 落实新知
1.填空:
(1)(-5ab)2=( 25a2b2 );
(2)(xy2)3=( x3y6 );
(3)(-2xy3)4=( 16x4y12 );
(4)(-2×103)=( -2000 );
(5)(-3a)3=( -27a3 ).
2.计算:
(1)[-a3b]2;(2)-(-3x2y3)3;
(3)(-2a2)3-(-3a3)2+[-(2a)2]3.
解:(1)原式=(-)2·(a3)2·b2=a6b2;
(2)原式=-(-3)3·(x2)3·(y3)3=27x6y9;
(3)原式=(-2)3·(a2)3-(-3)2·(a3)2+(-1)3·(22a2)3
=-8a6-9a6+(-1)·(26a6)
=-17a6-64a6
=-81a6.
3.已知am=2,bm=3.求(a3b2)m的值.
解:(a3b2)m=a3mb2m=(am)3(bm)2=23×32=72.
4.若x为正整数,且x2n=7,求(3x2n)2-4(x2)2n的值.
解:原式=32x4n-4x4n=9x4n-4x4n=5(x2n)2=5×72=245.
六、课后作业 巩固新知
见学生用书.