课题 幂的乘方
教学目标
教学目标: (1)经历探索幂的乘方运算性质的过程,进一步体会幂的意义,发展推理能 力和有条理的表达能力. (2)掌握并能正确应用幂的乘方的运算性质解决问题. 教学重点:正确理解及应用幂的乘方的运算性质. 教学难点:幂的乘方的运算性质的理解与推导以及与同底数幂乘法的区别.
教学过程
时 间 教学环节 主要师生活动
(1)复习 旧知,引入 新知 (2)创设 情境,提出 教师提出问题,学生独立完成. 计算:
(1)b5 ×b = b6 (2) (- 3) (- 3)2 (- 3)3 = 729 (3)a2 × a6 = a8 (4) y2n × y n+1 = y3n+1 引导学生复习乘方的意义和同底数幂乘法的运算性质. 符号语言:am × an = am+n (m 、n 都是正整数) 文字语言:同底数幂相乘,底数不变,指数相加. 问题 1: (1)一个正方体的棱长为 10 cm ,求此正方体的体积.
问题 (3)探究 新知,发现 规律 (2)若将此正方体的棱长扩大为原来的 10 倍,此时正方体 的体积为多少? 教师提出问题,学生思考. 学生回答:(1)10 10 10 = 103 cm3 教师讲解(2)此时正方体的棱长为102 cm ,体积为 (102 )3 = 102 102 10.2 = 102+2+2 = 106 cm3
明确算理: (
10
=
10
10
10
=
10
2
+
2
+
2
=
10
6
)( 2 )3 2 2 2 乘方的意义 同底数幂乘法的运算性质
问题 2: 根据乘方的意义及同底数幂的乘法填空,观察计算结果你能 发现什么规律? (1)(32 )3 = = 3( ) (2)(a2 )3 = = a( ) (3)(am )3 = = a( )(m 都是正整数) 类比刚才的计算过程,学生独立完成后,教师讲解. (1)(32 )3 = 32 32 32 = 36 (2)(a2 )3 = a2 a2 a2 = a6 (3)(am )3 = am am am = a3m (32 )3 = 32 32 32 (a2 )3 = a2 × a2 × a2 (am )3 = am × am × am = 32+2+2 = a2+2+2 = am+m+m = 32 3 = 36 = a2 3 = a6 = am×3 = a3m 说明:指数连加,得到指数相乘. 追问 1:你能再举一个例子,不写计算过程直接说出它的运算 结果. (33 )4 = 312 追问 2:你能用符号表示你发现的规律吗?
(4)课堂 练习,巩固 新知 (am )n = a mn (m ,n 都是正整数) 学生观察并独立思考,初步获得结论.通过再举例子,进一步 验证自己的发现,最后用符号概括出所发现的规律. 问题 3:你能将上述发现的规律推导出来吗? 学生独立思考写出推导过程后,教师展示讲解. (
乘方的意义
)(am )n = (am × am × am × … × am ) 一 一 一 n个am n个m (
(
m
+
m
+
…
+
m
)
)= a 同底数幂乘法的运算性质 mn = a 幂的乘方的运算性质:(am )n = a mn (m, n 都是正整数) 追问 1:通过上面的探索和推导,你能用文字语言概括出同底 数幂的乘法的运算性质吗? 用文字语言概括出幂的乘方的运算性质:幂的乘方,底数不 变,指数相乘. 追问 2:((am )n )p (m ,n,p 都是正整数)是否依旧满足底数不 (
m
n
p
mn
p
mnp
) (
a
=
a
=
a
)变,指数(乘 性 例 1 计算
(1) (103 )5 (2) (a4 )4 (3)(am )2 (4)- (x4 )3 (5)((a + b)2 )3 (6)((a2 )3 )4 师生共同分析解答,教师说明幂的乘方的意义,引导学生运 用性质进行计算. 解: (1) (103 )5 = 103 5 = 1015 表示 5 个 103 相乘 (2) (a4 )4 = a4 4 = a16 表示 4 个 a4 相乘 (3) (am )2 = am 2 = a2m 表示 2 个 am 相乘 (4) - (x4 )3 = -x4 3 = -x12 表示 3 个 x4 相乘的相反数 (
当底数为多项式时将
)(5)((a + b)2 )3 = (a + b)2 3 = (a + b)6 多项式看作一个“整体 ”进行计算.
(6) ((a 2 )3 )4 = (a 6 )4 = a 24 例 2: 计算: (1)((x4 )3 )× x6 + x18; (2) (a3 )2 + a2 × a4 师生共同分析解答.要重点提醒学生区分同底数幂相乘和幂 的乘方,正确应用法则.运用幂的乘方法则进行计算时,一定 不要的乘法混淆. = x12 × x6 + x18 1.幂的乘方 = x18 + x18 2. 同底数幂的乘法 = 2x18 3.加减,合并同类项 (2)(a3 )2 + a2 × a4 = a6 + a6 = 2a6 方法总结:回忆综合运算的计算顺序.与幂的乘方有关的混合 运算中,一般先算幂的乘方,再算同底数幂的乘法,最后算 加减,合并同类项. 练习 1.选择:下列计算结果是a9 的是: ( ) A. a3 × a6 B. (a3 )6 C. a3 + a6 D. a9 + a9 学生独立完成,师生共同分析 A. a3 × a6 = a3+6 = a9 同底数幂相乘,底数不变,指数相加. B. (a3 )6 = a3 6 = a18 幂的乘方,底数不变,指数相乘. C. a3 + a6 并不是同底数幂相乘或幂的乘方的形式. D. a9 + a9 = 2a9 合并同类项 提醒学生:辨别运算类型,制定运算顺序,选择运算性质或 法则. 练习 2.计算 (1) (x a+b )4 (2) [(x + y)3 ]m-n (
2
2
n
)(3 ((a3 )5 )× a2 (4) (xn ) - (x ) 学生独立思考完成,教师分析. 解: (1) (x a+b )4 = x4(a+b ) = x4a+4b (2) [(x + y)3 ]m - n = (x + y)3(m - n ) = (x + y)3m -3n 再次强调:当底数或指数为多项式时,将其看成一个“整体 ” 进行运算.
(3) ((a3 )5 )× a2 = a15 × a2 = a17 (4) (xn )2 - (x2 )n = x2n - x2n = 0 例 3:已知10m = 3,10n = 2 求下列各式的值 (1) 103m (2) 102n (3) 103m+2n (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a mn = (am )n = (an )m 及同底数幂的乘法公式 am+n = am × an ,将所求代数式正确变 形,然后代入已知条件求值即可. 练习 3. (1)已知 x2n = 3 ,求 (x3n )4 的值. (2)已知2x + 5y - 3 = 0 ,求 4x × 32y 学生独立思考完成后,教师讲解. (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 方法总结:先将底数化为同底数幂,再运用整体的思想进行 运算. 例 4:比较 3500,4400,5300 的大小 分析: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 \4400 > 3500 > 5300
(5)课堂 小结,梳理 新知 (6)课后 演练,反馈 新知 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 同底数的幂或同指数的幂,然后再进行大小比较. 教师与学生一起回顾本节课所学的主要内容:
知识总结: 幂的乘方运算性质: (
m
mn
a
=
a
)( )n (m ,n 都是正整数)
幂的乘方,底数不变,指数相乘. 方法总结:依旧采用与上节课相同的研究方法:特殊到一般, 具体到抽象. 注意:(1)当底数或指数为多项式时,将此多项式看作一个“整 体 ” 进行计算. (2)幂的乘方与同底数幂的乘法的区别,有关幂的乘方综合运 算的运算顺序. (3)幂的乘方运算性质的逆用:a mn = (am )n = (an )m 课后作业: 1 计算: (1)(103 )3 (2)(x3 )2 (3)- (xm )5 (4)(a2 )3 × a5 (5)5(a3 )4 - 13(a6 )2 (6) [(x + y)2 ]9 + [(x + y)3 ]m 2 解答: (1)如果(9n )2 = 312 ,求 n 的值. (2)已知3x + 4y - 5 = 0 ,求 27x × 81y 的值. (3)已知a = 355 , b = 444 , c = 533 ,试比较 a,b,c 的大小.