4.1.2 指数幂的拓展
1.下列各式计算正确的是( )
A.(-1)0=1 B.·a2=a
C.=8 D.a6-a2=a4
2.(2024·南通西藏民族中学期中)化简=( )
A. B. C. D.
3.-(1-0.5-2)÷=( )
A.- B. C. D.
4.一张报纸,其厚度为0.1毫米,现将报纸对折(即沿对边中点连线折叠)10次,这时,报纸的厚度为( )
A.2.56厘米 B.5.12厘米
C.10.24厘米 D.20.48厘米
5.(多选)下列各式中一定成立的有( )
A.=n7 B.=
C.=(x+y D.=
6.(多选)下列各式运算正确的是( )
A.(-a2b)2·(-ab2)3=-a7b8
B.(-a2b3)3÷(-ab2)3=a3b3
C.(-a3)2·(-b2)3=a6b6
D.[-(a3)2·(-b2)3]3=a18b18
7.(2024·盐城东元中学期中)(-)-2+÷= .
8.化简= .
9.已知a+=6,则-= .
10.化简与求值:
(1)7-3-6+;
(2)0.008 -[3×()0]-1×[81-0.25+(3-10×0.02;
(3).
11.若(a+2)2+(2b-1=0,则a2 024·b2 024=( )
A.22 024 B.
C.-1 D.1
12.方程=的解是( )
A.- B.- C. D.
13.已知+=3,则= .
14.已知方程x2-8x+4=0的两根为x1,x2(x1<x2).
(1)求-的值;
(2)求-的值.
4.1.2 指数幂的拓展
1.A A中,(-1)0=1,A正确;B中,·a2=≠a,B错误;C中,=≠8,C错误;D中,a6÷a2=a4,D错误.故选A.
2.C ====.故选C.
3.D 原式=1-(1-22)÷=1-(-3)×=.故选D.
4.C 0.01×210=10.24(厘米).
5.BD A中应为=n7m-7;==,B正确;C中应为=(x3+y3;D正确.故选B、D.
6.ABD 对于A,(-a2b)2·(-ab2)3=a4b2·(-a3b6)=-a7b8,故A正确;对于B,(-a2b3)3÷(-ab2)3=-a6b9÷(-a3b6)=a6-3b9-6=a3b3,故B正确;对于C,(-a3)2·(-b2)3=a6·(-b6)=-a6b6,故C错误;对于D,易知正确,故选A、B、D.
7.7 解析:(-)-2+÷=22+=4+3=7.
8.1 解析:原式====1.
9.±2 解析:∵(-)2=a+-2=6-2=4,∴-=±2.
10.解:(1)原式=7×-3××2-6×+(3×=-6×+=2×-2×3×=2×-2×=0.
(2)原式=[()4-(3×1)-1×[3-1+()-1-10×(0.33=()-1-×(+-10×0.3=--3=0.
(3)原式=5×(-3)×(-)××=18x0=18.
11.D ∵(a+2)2+(2b-1=0,∴a=-2,b=,∴(-2)2 024×==1.故选D.
12.B ∵=,∴=3-2,∴x-1=-2,∴x=-,∴方程=的解是x=-.
13.±- 解析:∵+=3,两边平方得x+x-1+2=9,∴x+x-1=7,两边再平方得x2+x-2=47,又(x-x-1)2=(x+x-1)2-4=49-4=45,∴x-x-1=±3,故原式==±-.
14.解:由题意知x1+x2=8,x1x2=4.
(1)∵x1<x2,
∴-=
====2.
(2)-=
===1.
1 / 24.1.2 指数幂的拓展
新课程标准解读 核心素养
通过对有理数指数幂(a>0,且a≠1;m,n为整数,且n>0)、实数指数幂ax(a>0,且a≠1;x∈R)含义的认识,了解指数幂的拓展过程,掌握指数幂的运算性质 数学抽象、数学运算
牛顿(Newton 1643—1727)是英国物理学家、数学家,经典物理学理论体系的建立者.他在1676年6月13日写给莱布尼茨的信里说:“因为数学家将aa,aaa,aaaa,…写成a2,a3,a4,…,所以可将,,,…写成,,,…,将,,,…写成a-1,a-2,a-3,…”.
【问题】 ,(a>0,m,n∈N*,且n>1)写成根式的形式是怎样的?
知识点 指数幂及其运算性质
1.分数指数幂的意义
分数指数幂 正分数 指数幂 规定:= (a>0,m,n∈N*,n>1)
负分数 指数幂 规定:= =(a>0,m,n∈N*,n>1)
0的分数 指数幂 0的正分数指数幂为 ,0的负分数指数幂
2.有理数指数幂的运算性质
(1)asat= (a>0,s,t∈Q);
(2)(as)t= (a>0,s,t∈Q);
(3)(ab)t= (a>0,b>0,t∈Q).
3.无理数指数幂
一般地,当a>0且x是一个无理数时,ax也是一个确定的实数.有理数指数幂的运算性质对无理数指数幂同样适用.
提醒 实数指数幂中底数的取值范围
幂指数 定义 底数的 取值范围
整数指数 正整数指数 an=(n∈N*) a∈R
零指数 a0=1 a≠0且a∈R
负整数指数 a-n=(n∈N*) a≠0且a∈R
有理数指数 正分数指数 =(m,n∈N*, 且m,n互质) n为奇数 a∈R
n为偶数 a≥0
负分数指数 =(m,n∈N*, 且m,n互质) n为奇数 a≠0且a∈R
n为偶数 a>0
无理数指数 当a>0且x是无理数时,ax也是一个确定的实数 一般规定a>0
【想一想】
1.为什么分数指数幂的底数规定a>0?
2.同底数幂相除as÷at,同次的指数相除分别等于什么?
1.(2024·扬州树人学校期中)下列运算中计算结果正确的是( )
A.a4a3=a12 B.a6÷a3=a2
C.(a3)2=a5 D.a3b3=(ab)3
2.(多选)下列结论中正确的有( )
A.(-2=(-2
B.[(-2)×(-3)=(-2×(-3
C.当a>0时,(ar)s=(as)r
D.=(
3.将化为分数指数幂为 .
题型一 根式与分数指数幂的互化
【例1】 (1)(链接教科书第85页练习1题)用根式的形式表示下列各式(a>0):
①;②;③;④.
(2)(链接教科书第84页例3)用分数指数幂的形式表示下列各式(a>0):
①a2·;②;③;④.
通性通法
根式与分数指数幂互化的规律
(1)根指数分数指数的分母,被开方数(式)的指数分数指数的分子;
(2)在具体计算时,通常会把根式转化成分数指数幂的形式,然后利用有理数指数幂的运算性质解题.
【跟踪训练】
用根式或分数指数幂表示下列各式(a>0):
(1);(2);(3);(4).
题型二 指数幂的化简与求值
【例2】 化简与求值:
(1)0.02-(6+25+(2-3-1+π0;
(2)×12;
(3)(a>0,b>0).
通性通法
指数幂化简与求值的常用技巧
(1)有括号的先算括号里的,无括号的先做指数运算;
(2)先乘除后加减,负指数幂化成正指数幂的倒数;
(3)底数是负数,先确定符号,底数是小数,先化成分数,底数是带分数,先化成假分数;
(4)若是根式,应化为分数指数幂,并尽可能用幂的形式表示;
(5)无理数指数幂的运算性质与有理数指数幂的运算性质相同;
(6)运算结果不能同时含有根式和分数指数幂,也不能既有分母又含有负指数幂,形式力求统一.
【跟踪训练】
化简与求值:
(1)(2)0+2-2×(2-(0.01)0.5;
(2)(;
(3)(a-2b-3)×(-4a-1b)÷(12a-4b-2c)(a>0,b>0,c≠0).
题型三 条件求值问题
【例3】 (链接教科书第86页习题8题)已知+=3,求下列各式的值:
(1)a+a-1;(2)a2+a-2.
【母题探究】
(变设问)在本例条件下,试求a2-a-2的值.
通性通法
利用整体代换法求分数指数幂
(1)整体代换法是数学变形与计算常用的技巧方法,分析观察条件与结论的结构特点,灵活运用恒等式是关键;
(2)利用整体代换法解决分数指数幂的计算问题,常运用完全平方公式及其变形公式.
常见的变形公式:x2+x-2=(x±x-1)2 2,x+x-1=(±)2 2,+=(±)2 2.
【跟踪训练】
(2024·扬州新华中学期中)已知x+x-1=3,求.
1.下列各组数符合分数指数幂的定义,且值相等的是( )
A.(-1和(-1 B.和
C.和 D.和()4
2.(多选)下列关系式中,根式与分数指数幂的互化正确的是( )
A.-=-(x>0)
B.=
C.=(x>0,y>0)
D.=-(x>0)
3.化简与求值:
(1)-(-(π-3)0+(;
(2)2(-3)÷(-6)(x,y>0).
4.1.2 指数幂的拓展
【基础知识·重落实】
知识点
1. 0 没有意义 2.(1)as+t (2)ast (3)atbt
想一想
1.提示:①当a<0时,若n为偶数,m为奇数,则,无意义;②当a=0时,a0无意义.
2.提示:①as÷at=as-t;②=()t.
自我诊断
1.D A中,a4a3=a7≠a12,故A错误;B中,a6÷a3=a6-3=a3≠a2,故B错误;C中,(a3)2=a6≠a5,故C错误;D中,a3b3=(ab)3,故D正确.故选D.
2.CD 对于A选项,(-2>0,而(-2无意义,错误;对于B选项,左侧=,右侧无意义,错误.C、D均正确.故选C、D.
3.- 解析:=(-2×=(-=-.
【典型例题·精研析】
【例1】 解:(1)①=.
②=.
③=.
④=.
(2)①a2·=a2·==.
②==.
③=(a=(a=(=.
④===a3.
跟踪训练
解:(1)=.
(2)=.
(3)=.
(4)==.
【例2】 解:(1)原式=(0.33-[()2+(44+(-+1=0.3-+43+2-+1=64.
(2)×12=×==52=25.
(3)原式=
===
=a-1=.
跟踪训练
解:(1)原式=1+×-=.
(2)原式=(·=26·m3=64m3.
(3)原式=-4a-2-1b-3+1÷(12a-4b-2c)=-a-3-(-4)b-2-(-2)c-1=-ac-1=-.
【例3】 解:(1)因为+=3,所以(+)2=32=9,
则a+a-1+2=9,即a+a-1=7.
(2)将a+=7两边平方,得a2++2=49,即a2+=47.
母题探究
解:令y=a2-a-2,两边平方得,y2=a4+a-4-2=(a2+a-2)2-4=472-4=2 205,∴y=±21,即a2-a-2=±21.
跟踪训练
解:因为(+)2=x+x-1+2=5,
且+>0,
所以+=,
又x2+x-2=(x+x-1)2-2=32-2=7,
所以==.
随堂检测
1.C 对于选项A,(-1和(-1均符合分数指数幂的定义,但(-1==-1,(-1==1,故A错误;对于选项B,0的负分数指数幂没有意义,故B错误;对于选项C,=(22=,故C正确;对于选项D,()4=3-4,故D错误.故选C.
2.AC 对于A,-=-(x>0),故A正确;对于B,=|y,故B错误;对于C,=(x>0,y>0),故C正确;对于D,=(x>0),故D错误.
3.解:(1)原式=--1+2=2.
(2)原式=[2×(-3)÷(-6)]·=x2y.
3 / 4(共55张PPT)
4.1.2 指数幂的拓展
新课程标准解读 核心素养
数学抽象、
数学运算
目录
基础知识·重落实
01
典型例题·精研析
02
知能演练·扣课标
03
基础知识·重落实
01
课前预习 必备知识梳理
牛顿(Newton 1643—1727)是英国物理学家、数学家,经典物理
学理论体系的建立者.他在1676年6月13日写给莱布尼茨的信里说:
“因为数学家将 aa , aaa , aaaa ,…写成 a2, a3, a4,…,所以可将
, , ,…写成 , , ,…,将 , , ,…写
成 a-1, a-2, a-3,…”.
【问题】 , ( a >0, m , n ∈N*,且 n >1)写成根式的形
式是怎样的?
知识点 指数幂及其运算性质
1. 分数指数幂的意义
分
数
指
数
幂 正分数 指数幂
负分数指 数幂
0的分数指 数幂 0的正分数指数幂为 ,0的负分数指数幂
0
没有
意义
2. 有理数指数幂的运算性质
(1) asat = ( a >0, s , t ∈Q);
(2)( as ) t = ( a >0, s , t ∈Q);
(3)( ab ) t = ( a >0, b >0, t ∈Q).
3. 无理数指数幂
一般地,当 a >0且 x 是一个无理数时, ax 也是一个确定的实数.有理
数指数幂的运算性质对无理数指数幂同样适用.
as+ t
ast
atbt
幂指数 定义 底数的
取值范围
整
数
指
数 正整数指数 a ∈R
零指数 a0=1 a ≠0且 a ∈R
负整数指数 a ≠0且 a ∈R
提醒 实数指数幂中底数的取值范围
幂指数 定义 底数的取值范围 有
理
数
指
数 正分数指数 n 为奇数 a ∈R
n 为偶数 a ≥0
负分数指数 n 为奇数 a ≠0且 a
∈R
n 为偶数 a >0
无理数指数 当 a >0且 x 是无理数时, ax 也
是一个确定的实数 一般规定 a >0 【想一想】
1. 为什么分数指数幂的底数规定 a >0?
提示:①当 a <0时,若 n 为偶数, m 为奇数,则 , 无意
义;②当 a =0时, a0无意义.
2. 同底数幂相除 as ÷ at ,同次的指数相除 分别等于什么?
提示:① as ÷ at = as- t ;② =( ) t .
1. (2024·扬州树人学校期中)下列运算中计算结果正确的是( )
A. a4 a3= a12 B. a6÷ a3= a2
C. ( a3)2= a5 D. a3 b3=( ab )3
解析: A中, a4 a3= a7≠ a12,故A错误;B中, a6÷ a3= a6-3=
a3≠ a2,故B错误;C中,( a3)2= a6≠ a5,故C错误;D中, a3 b3
=( ab )3,故D正确.故选D.
2. (多选)下列结论中正确的有( )
C. 当 a >0时,( ar ) s =( as ) r
解析: 对于A选项,(-2 >0,而(-2 无意义,错
误;对于B选项,左侧= ,右侧无意义,错误.C、D均正确.故
选C、D.
3. 将 化为分数指数幂为 - .
解析: =(-2× =(- =- .
-
典型例题·精研析
02
课堂互动 关键能力提升
题型一 根式与分数指数幂的互化
【例1】 (1)(链接教科书第85页练习1题)用根式的形式表示下
列各式( a >0):
① ;② ;③ ;④ .
解:① = .
② = .
③ = .
④ = .
(2)(链接教科书第84页例3)用分数指数幂的形式表示下列各式
( a >0):
① a2· ;② ;③ ;④ .
解:① a2· = a2· = = .
② = = .
③ =( a =( a =( = .
④ = = = a3.
通性通法
根式与分数指数幂互化的规律
(1)根指数 分数指数的分母,被开方数(式)的指数 分数
指数的分子;
(2)在具体计算时,通常会把根式转化成分数指数幂的形式,然后
利用有理数指数幂的运算性质解题.
【跟踪训练】
用根式或分数指数幂表示下列各式( a >0):
(1) ;
解: = .
(2) ;
解: = .
(4) .
(3) ;
解: = .
解: = = .
题型二 指数幂的化简与求值
【例2】 化简与求值:
(1)0.02 -(6 +25 +(2 -3-1+π0;
解:原式=(0.33 -[( )2 +(44 +( -
+1=0.3- +43+2- +1=64 .
(2) ×12 ;
解: ×12 = × = =52=25.
(3) ( a >0, b >0).
解:原式=
= = =
= a-1= .
通性通法
指数幂化简与求值的常用技巧
(1)有括号的先算括号里的,无括号的先做指数运算;
(2)先乘除后加减,负指数幂化成正指数幂的倒数;
(3)底数是负数,先确定符号,底数是小数,先化成分数,底数是
带分数,先化成假分数;
(4)若是根式,应化为分数指数幂,并尽可能用幂的形式表示;
(5)无理数指数幂的运算性质与有理数指数幂的运算性质相同;
(6)运算结果不能同时含有根式和分数指数幂,也不能既有分母又
含有负指数幂,形式力求统一.
【跟踪训练】
化简与求值:
(1)(2 )0+2-2×(2 -(0.01)0.5;
解:原式=1+ × - = .
(2)( ;
解:原式=( · =26· m3=64 m3.
(3)( a-2 b-3)×(-4 a-1 b )÷(12 a-4 b-2 c )( a >0, b >0, c ≠0).
解:原式=-4 a-2-1 b-3+1÷(12 a-4 b-2 c )=- a-3-(-4) b-2-(-2) c-1=- ac-1=- .
题型三 条件求值问题
【例3】 (链接教科书第86页习题8题)已知 + =3,求下列
各式的值:
(1) a + a-1;
解:因为 + =3,
所以( + )2=32=9,
则 a + a-1+2=9,
即 a + a-1=7.
(2) a2+ a-2.
解:将 a + =7两边平方,得 a2+ +2=49,即 a2+
=47.
【母题探究】
(变设问)在本例条件下,试求 a2- a-2的值.
解:令 y = a2- a-2,两边平方得, y2= a4+ a-4-2=( a2+ a-2)2-4=472-4=2 205,
∴ y =±21 ,
即 a2- a-2=±21 .
通性通法
利用整体代换法求分数指数幂
(1)整体代换法是数学变形与计算常用的技巧方法,分析观察条件
与结论的结构特点,灵活运用恒等式是关键;
(2)利用整体代换法解决分数指数幂的计算问题,常运用完全平方
公式及其变形公式.
常见的变形公式: x2+ x-2=( x ± x-1)2 2, x + x-1=(
± )2 2, + =( ± )2 2.
【跟踪训练】
(2024·扬州新华中学期中)已知 x + x-1=3,求 .
解:因为( + )2= x + x-1+2=5,
且 + >0,
所以 + = ,
又 x2+ x-2=( x + x-1)2-2=32-2=7,
所以 = = .
1. 下列各组数符合分数指数幂的定义,且值相等的是( )
解析: 对于选项A,(-1 和(-1 均符合分数指数幂的
定义,但(-1 = =-1,(-1 = =1,故A
错误;对于选项B,0的负分数指数幂没有意义,故B错误;对于选
项C, =(22 = ,故C正确;对于选项D,( )4=3-4,
故D错误.故选C.
2. (多选)下列关系式中,根式与分数指数幂的互化正确的是
( )
解析: 对于A,- =- ( x >0),故A正确;对于B,
=| y ,故B错误;对于C, = ( x >0, y >
0),故C正确;对于D, = ( x >0),故D错误.
3. 化简与求值:
(1) -( -(π-3)0+( ;
解:原式= - -1+2=2.
(2)2 (-3 )÷(-6 )( x , y >0).
解:原式=[2×(-3)÷(-6)] = x2 y .
知能演练·扣课标
03
课后巩固 核心素养落地
1. 下列各式计算正确的是( )
A. (-1)0=1
D. a6- a2= a4
解析: A中,(-1)0=1,A正确;B中, · a2= ≠ a ,B
错误;C中, = ≠8,C错误;D中, a6÷ a2= a4,D错误.故
选A.
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2. (2024·南通西藏民族中学期中)化简 =( )
解析: = = = = .故选C.
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3. -(1-0.5-2)÷ =( )
解析: 原式=1-(1-22)÷ =1-(-3)× = .
故选D.
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4. 一张报纸,其厚度为0.1毫米,现将报纸对折(即沿对边中点连线
折叠)10次,这时,报纸的厚度为( )
A. 2.56厘米 B. 5.12厘米
C. 10.24厘米 D. 20.48厘米
解析: 0.01×210=10.24(厘米).
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5. (多选)下列各式中一定成立的有( )
解析: A中应为 = n7 m-7; = = ,B
正确;C中应为 =( x3+ y3 ;D正确.故选B、D.
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14
6. (多选)下列各式运算正确的是( )
A. (- a2 b )2·(- ab2)3=- a7 b8
B. (- a2 b3)3÷(- ab2)3= a3 b3
C. (- a3)2·(- b2)3= a6 b6
D. [-( a3)2·(- b2)3]3= a18 b18
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解析: 对于A,(- a2 b )2·(- ab2)3= a4 b2·(- a3 b6)=
- a7 b8,故A正确;对于B,(- a2 b3)3÷(- ab2)3=- a6 b9÷
(- a3 b6)= a6-3 b9-6= a3 b3,故B正确;对于C,(- a3)2·(-
b2)3= a6·(- b6)=- a6 b6,故C错误;对于D,易知正确,故选
A、B、D.
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7. (2024·盐城东元中学期中)(- )-2+ ÷ = .
解析:(- )-2+ ÷ =22+ =4+3=7.
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8. 化简 = .
解析:原式= = = =1.
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9. 已知 a + =6,则 - = .
解析:∵( - )2= a + -2=6-2=4,∴ - =±2.
±2
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10. 化简与求值:
(1)7 -3 -6 + ;
解:原式=7× -3× ×2-6× +(3×
= -6× + =2× -2×3× =2× -2×
=0.
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(2)0.008 -[3×( )0]-1×[81-0.25+(3 -
10×0.02 ;
解:原式=[( )4 -(3×1)-1×[3-1+( )-1 -10×(0.33 =( )-1- ×( + -10×0.3= - -3=0.
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(3) .
解: 原式=5×(-3)×(- )× ×
=18 x0 =18 .
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11. 若( a +2)2+(2 b -1 =0,则 a2 024· b2 024=( )
A. 22 024
C. -1 D. 1
解析: ∵( a +2)2+(2 b -1 =0,∴ a =-2, b = ,
∴(-2)2 024× = =1.故选D.
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12. 方程 = 的解是( )
解析: ∵ = ,∴ =3-2,∴ x -1=-2,
∴ x =- ,∴方程 = 的解是 x =- .
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13. 已知 + =3,则 = ± - .
解析:∵ + =3,两边平方得 x + x-1+2=9,∴ x + x-1=
7,两边再平方得 x2+ x-2=47,又( x - x-1)2=( x + x-1)2-
4=49-4=45,∴ x - x-1=±3 ,故原式= =± -
.
± -
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14. 已知方程 x2-8 x +4=0的两根为 x1, x2( x1< x2).
(1)求 - 的值;
(1)∵ x1< x2,
∴ - =
= =
= =2 .
解:由题意知 x1+ x2=8, x1 x2=4.
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(2)求 - 的值.
解: - =
=
= =1.
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