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第九章 整式
第3节 整式的乘法
9.8 幂的乘方
1、理解幂的乘方的意义.
2、理解并掌握幂的乘方的法则,会用法则进行正确计算.
3、经历探究幂的乘方法则的过程,体验从特殊到一般研究问题的方法,逐步形成基础性的逻辑思维能力.?
53 是5的3次幂,(53)2可以看作是53的2次幂,即5的三次幂的平方.
同样, a · a · a · … · a · a 可以写成an (读作“a的n次方”).
n个 a
an 其中a表示底数,正整数n表示指数, a的n次乘方的结果叫做a的n次幂
1.根据乘方的意义填空,观察计算结果,你能发现什
么规律?
53×2=56
(1) (53)2=53×53=56
(2) (34)3=34×34×34=312
34×3=312
(3) [(-2)3]4=(-2)3×(-2)3×(-2)3×(-2)3= (-2)12=212
(-2)3×4 =(-2)12=212
(4) (a2)5=a2×a2×a2×a2×a2= a10
a2×5 =a10
猜想:(am)n =_____.
amn
证一证:
( am )n
n 个 am
n 个 m
幂的乘方法则
(am)n = amn (m,n 都是正整数).
即幂的乘方,底数______,指数____.
不变
相乘
例题1 计算下列各式,结果用幂的形式表示:
(1) (73)2 ;
解: (1) (73)2 = 73×2 = 76.
(2) (a2)3 = a2×3 = a6.
(3) [(-2)3]4 ;
(2) (a2)3;
(4) -(b3)3;
(3) [(-2)3]4 = (-2)3×4 = (-2)12 = 212.
(4)-(b3)3 = -b3×3 = -b9= (-b )9.
书本第21页
例题2 计算下列各式,结果用幂的形式表示:
(1) (x2)3· (x3)4 ;
解: (1) (x2)3·(x3)4 = x2×3·x3×4= x6·x12 = x6+12 = x18.
(2) -y2·(-y)3·[(- y)2]3 =-y2·(-y)3·y6 =y2+3+6 =y11 .
(2) -y2·(-y)3·[(- y)2]3 ;
(3) [(a + b)2]3 ;
(3) [(a + b)2]3 =(a + b)2×3 =(a + b)6.
(4) (x + y)3·[(x + y)2]2;
(4) (x + y)3·[(x + y)2]2= (x + y)3·(x + y)2×2
= (x + y)3·(x + y)4 = (x + y)7.
书本第22页
方法总结:运用幂的乘方法则进行计算时,一定不要将幂的乘方与同底数幂的乘法混淆,在幂的乘方中,底数可以是单项式,也可以是多项式.
(2) (-x)2· (-x)4+ (x2)3
例3 计算:
(1) a3·a4·a2+(a3)3 ;
(2) (-x)2· (-x)4+ (x2)3.
解:(1) a3·a4·a2+(a3)3
= a3+4+2·a3×3
= a9+a9 = 2a9.
= (-x)2+4+x2×3
= x6+x6 = 2x6.
先乘方,再乘除
先乘方,再乘除,最后算加减
书本第22页
(-a5)2 表示 2 个 -a5 相乘,结果没有负号.
比一比
(-a2)5 和 (-a5)2 的结果相同吗 为什么
不相同.
(-a2)5 表示 5 个 -a2 相乘,其结果带有负号.
n 为偶数,
n 为奇数.
想一想:下面这道题该怎么进行计算呢?
幂的乘方法则拓展:
= ( a6 )4
= a24
[ ( y5 )2 ]2 =______ = ______;
[ ( x5 )m ]n =______=_______.
练一练:
( y10 )2
y20
( x5m )n
x5mn
例4 已知 10m=3,10n=2,求下列各式的值:
(1) 103m; (2) 102n ; (3) 103m+2n.
解:(1) 103m=(10m)3=33=27.
(2) 102n=(10n)2=22=4.
(3) 103m+2n=103m×102n=27×4=108.
方法总结:此类题的关键是逆用幂的乘方及同底数幂的乘法公式,将所求式子正确变形,然后整体代换求值即可.
幂的乘方法则的逆用:amn = (am)n = (an)m
(1) 已知 x2n=3,求 (x3n)4 的值;
(2) 已知 2x+5y-3=0,求 4x · 32y 的值.
解:(1) (x3n)4=x12n=(x2n)6=36=729.
(2) ∵ 2x+5y-3=0,
∴ 2x+5y=3.
∴ 4x · 32y=(22)x · (25)y=22x · 25y=22x+5y=23=8.
变式练习
例4 比较 3500,4400,5300 的大小.
解析:这三个幂的底数不同,指数也不相同,不能直接比较大小,通过观察,发现指数都是 100 的倍数,故可以考虑逆用幂的乘方法则.
解:3500 = (35)100 = 243100,4400 = (44)100 = 256100,
5300 = (53)100 = 125100.
∵ 256 > 243 > 125,
∴ 256100 > 243100 > 125100,即 4400 > 3500 > 5300.
方法总结:比较底数大于 1 的幂的大小的方法有两种:
(1) 底数相同,指数越大,幂就越大;
(2) 指数相同,底数越大,幂就越大.
故在此类题中,一般先观察题目所给数据的特点,将其转化为同底数或同指数的幂,然后再去比较大小.
1. ( x4 )2 等于 ( )
A.x6 B.x8
C.x16 D.2x4
B
2.下列各式的括号内,应填入 b4 的是 ( )
A.b12=( )8 B.b12=( )6
C.b12=( )3 D.b12=( )2
C
3. 下列计算中,错误的是 ( )
A.[(a+b)2]3=(a+b)6
B.[(a+b)2]5=(a+b)7
C.[(a-b)3]n=(a-b)3n
D.[(a-b)3]2=(a-b)6
B
4. 如果 ( 9n )2=312,那么 n 的值是 ( )
A.4 B.3 C.2 D.1
B
5. 计算:
(1) (102)8;
(2) (xm)2;
(3) [(-a)3]5;
(4)-(x2)m.
解:(1) (102)8=1016.
(2) (xm)2=x2m.
(3) [(-a)3]5=(-a)15=-a15.
(4) -(x2)m=-x2m.
6. 计算:
(1) 5(a3)4-13(a6)2;
(2) 7x4 · x5 · (-x)7+5(x4)4-(x8)2;
(3) [(x+y)3]6+[-(x+y)2]9.
解:(1) 原式=5a12-13a12=-8a12.
(2) 原式=-7x9 · x7+5x16-x16=-3x16.
(3) 原式=(x+y)18-(x+y)18=0.
7. 已知 3x + 4y - 5 = 0,求 27x · 81y 的值.
解:∵ 3x + 4y - 5 = 0,
∴ 3x + 4y = 5.
∴ 27x · 81y = (33)x · (34)y
= 33x · 34y = 33x+4y
= 35
= 243.
8. 已知 a = 291,b = 365,c = 539,试比较 a,b,c
的大小.
解:a = 291 = (27)13 = 12813,
b = 365 = (35)13 = 24313,
c = 539 = (53)13 = 12513.
∵ 243 > 128 > 125,
∴ b > a > c.
拓展提升
幂的乘方
法则
(am)n = amn ( m,n 都是正整数)
注意
幂的乘方,底数不变,指数相乘
幂的乘方与同底数幂的乘法的
区别:(am)n = amn;am·an = am+n
幂的乘方法则的逆用:
amn = (am)n = (an)m