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1.11.1有理数的乘方
第1章 有理数
【华东师大版·2024】数学 七年级上册
授课教师:********
班 级:********
时 间:********
幻灯片 1:封面
标题:1.11.1 有理数的乘方
幻灯片 2:学习目标
理解有理数乘方的意义,掌握乘方的表示方法及各部分名称。
能正确进行有理数的乘方运算,明确乘方与乘法的关系。
体会乘方运算的简洁性,培养数学抽象思维和运算能力。
幻灯片 3:情境引入
问题 1:边长为 5 的正方形的面积是多少?
解答:正方形面积 = 边长 × 边长,即 5×5=25。
问题 2:棱长为 5 的正方体的体积是多少?
解答:正方体体积 = 棱长 × 棱长 × 棱长,即 5×5×5=125。
提问:如果有 n 个相同的因数 a 相乘,即 a×a×a×…×a(n 个 a),这样的式子书写起来很繁琐,有没有更简洁的表示方法呢?
引入:这种求 n 个相同因数的积的运算,在数学中可以用乘方来表示,本节课我们就来学习有理数的乘方。
幻灯片 4:乘方的定义及相关概念
定义:求 n 个相同因数的积的运算,叫做乘方,乘方的结果叫做幂。
表示方法:n 个相同的因数 a 相乘,记作\(a^n\),即\(a\times a\times a\times\cdots\times a\)(n 个 a)=\(a^n\)。
各部分名称:
在\(a^n\)中,a 叫做底数,n 叫做指数,\(a^n\)读作 “a 的 n 次方” 或 “a 的 n 次幂”。
例如,在\(5^2\)中,底数是 5,指数是 2,\(5^2\)读作 “5 的 2 次方” 或 “5 的平方”;在\(5^3\)中,底数是 5,指数是 3,\(5^3\)读作 “5 的 3 次方” 或 “5 的立方”。
幻灯片 5:乘方与乘法的关系
乘方是特殊的乘法运算,即多个相同因数的乘法运算的简写形式。
例如:
\((-3)^2=(-3)\times(-3)\)(2 个 - 3 相乘)
\((-2)^3=(-2)\times(-2)\times(-2)\)(3 个 - 2 相乘)
\(0^4=0\times0\times0\times0\)(4 个 0 相乘)
幻灯片 6:有理数乘方的运算规则
正数的任何次幂都是正数。
例如:\(2^3=8\),\((\frac{1}{2})^2=\frac{1}{4}\)。
负数的奇次幂是负数,负数的偶次幂是正数。
例如:\((-2)^3=-8\)(指数 3 是奇数),\((-3)^2=9\)(指数 2 是偶数)。
0 的任何正整数次幂都是 0。
例如:\(0^5=0\),\(0^{100}=0\)。
幻灯片 7:例题 1—— 计算有理数的乘方
题目:计算下列各题:
(1)\((-4)^2\)
(2)\(-4^2\)
(3)\((-2)^3\)
(4)\(0^7\)
解答过程:
(1)\((-4)^2\)表示 2 个 - 4 相乘,即\((-4)\times(-4)=16\)。
(2)\(-4^2\)表示 4 的 2 次方的相反数,即\(-(4\times4)=-16\)。(注意与\((-4)^2\)的区别)
(3)\((-2)^3\)表示 3 个 - 2 相乘,即\((-2)\times(-2)\times(-2)=-8\)。
(4)\(0^7\)表示 7 个 0 相乘,结果为 0。
结论:(1)16;(2)-16;(3)-8;(4)0。
幻灯片 8:例题 2—— 区分易混淆的乘方形式
题目:比较\((-3)^4\)与\(-3^4\)的异同。
解答过程:
相同点:都涉及 3 的 4 次方运算。
不同点:
\((-3)^4\)的底数是 - 3,指数是 4,表示 4 个 - 3 相乘,即\((-3)\times(-3)\times(-3)\times(-3)=81\)。
\(-3^4\)的底数是 3,指数是 4,表示 3 的 4 次方的相反数,即\(-(3\times3\times3\times3)=-81\)。
结论:两者结果互为相反数。
幻灯片 9:例题 3—— 乘方在实际问题中的应用
题目:某种细胞每过 30 分钟便由 1 个分裂成 2 个。经过 5 小时,这种细胞由 1 个能分裂成多少个?
解答过程:
5 小时包含的 30 分钟的个数:5×2=10(个)。
1 个细胞 30 分钟后分裂成 2 个,1 小时后分裂成\(2^2\)个,1.5 小时后分裂成\(2^3\)个…… 经过 10 个 30 分钟后,分裂成\(2^{10}\)个。
\(2^{10}=1024\)(个)。
结论:经过 5 小时,这种细胞由 1 个能分裂成 1024 个。
幻灯片 10:课堂练习 1
题目:计算下列各题:
(1)\(3^3\)
(2)\((-1)^5\)
(3)\((-\frac{1}{2})^4\)
(4)\(-(-2)^3\)
答案:
(1)\(3^3=3\times3\times3=27\)。
(2)\((-1)^5=(-1)\times(-1)\times(-1)\times(-1)\times(-1)=-1\)。
(3)\((-\frac{1}{2})^4=(-\frac{1}{2})\times(-\frac{1}{2})\times(-\frac{1}{2})\times(-\frac{1}{2})=\frac{1}{16}\)。
(4)\(-(-2)^3=-[(-2)\times(-2)\times(-2)]=-(-8)=8\)。
幻灯片 11:课堂练习 2
题目:下列各组数中,不相等的一组是( )
A. \((-2)^3\)和\(-2^3\) B. \((-2)^2\)和\(2^2\) C. \((-2)^4\)和\(-2^4\) D. \(|-2|^3\)和\(|2|^3\)
答案:C(解析:\((-2)^4=16\),\(-2^4=-16\),两者不相等)
幻灯片 12:课堂练习 3
题目:一个数的平方等于它本身,这个数是______;一个数的立方等于它本身,这个数是______。
答案:0 或 1;0,1 或 - 1(解析:\(0^2=0\),\(1^2=1\);\(0^3=0\),\(1^3=1\),\((-1)^3=-1\))
幻灯片 13:易错点分析
常见错误:
混淆\((-a)^n\)与\(-a^n\)的意义和计算结果。例如,误将\((-3)^2\)计算为\(-9\),或将\(-3^2\)计算为 9。
对指数的理解错误,认为指数是底数相乘的次数,而忽略指数表示的是相同因数的个数。
计算负数的乘方时,忘记根据指数的奇偶性确定结果的符号。比如,计算\((-2)^4\)时,错误地得出结果为 - 16。
规避方法:
明确\((-a)^n\)表示 n 个 - a 相乘,\(-a^n\)表示 n 个 a 相乘的相反数,注意两者的区别。
牢记指数的意义,指数 n 表示的是相同因数的个数,计算时要按照定义展开成乘法运算再计算。
计算负数的乘方时,先根据指数的奇偶性判断结果的符号(奇负偶正),再计算绝对值的乘方。
幻灯片 14:课堂小结
乘方的定义:求 n 个相同因数的积的运算,结果叫做幂,记作\(a^n\),其中 a 是底数,n 是指数。
运算规则:正数的任何次幂都是正数;负数的奇次幂是负数,偶次幂是正数;0 的任何正整数次幂都是 0。
注意事项:区分\((-a)^n\)与\(-a^n\)的不同,准确理解指数的意义,计算时注意符号的确定。
幻灯片 15:布置作业
基础作业:教材课后练习题第 1、2、3 题(计算有理数的乘方)。
提升作业:计算:\((-1)^{2023}+(-1)^{2024}+0^{2025}\)。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
情境导入
请同学们拿出一张纸进行对折,再对折……两人合作,一人对折,一人记录下表:
对折 次数 1 次 2 次 3 次 4 次 5 次
纸的 层数
层数可 表示为
2
4
8
16
32
2×2
2×2×2
2×2×2×2
2×2×2×2×2
2
…
纸的层数与对折次数有什么关系呢?
对折 n 次就有 n 个 2 相乘,即:
像这样的式子表示起来很复杂,那么有没有一种简单的记法呢?
探究新知
边长为 a cm 的正方形的面积为______cm2.
棱长为 a cm 的正方体的体积为______cm3.
a
a
a×a
a×a×a
读作: a 的平方(或 a 的 2 次方)
读作: a 的立方(或 a 的 3 次方)
a·a 记作 ,读作 a 的平方(或 a 的 2 次方);
a·a·a 记作 ,读作 a 的立方(或 a 的 3 次方).
记作
一般地,n 个相同的乘数 a 相乘:
记作 ,
读作 a 的 n 次方
n个
a·a·…·a
a·a·…·a
n个
这种求几个相同乘数的积的运算,叫做乘方,乘方的结果叫做幂.
当把 看作是 a 的 n 次方的结果时, 也可读作 a 的 n 次幂.
(相同的因数)
(相同因数的个数)
(运算结果)
底数
指数
幂
1.在 中,底数是_____,指数是_____,表示的意义是___________.
2.在 中,底数是_____,指数是_____,表示的意义是___________.
3.在 中,底数是_____,指数是_____,表示的意义是___________.
3个 相乘
4个﹣3相乘
5
2
2个5相乘
﹣3
4
3
在 8 中,底数是_____,指数是_____.
8
1
一个数可以看作这个数本身的 1 次方, 就是 a,指数 1 通常省略不写.
计算:
(1) ;
(2) ;
(3) .
(1)(-2)3=(-2)(-2)(-2)
(2)(-2)4=(-2)(-2)(-2)(-2)
(3)(-2)5=(-2)(-2)(-2)(-2)(-2)
例1
解
=-8.
=16.
=-32.
(-2)3
(-2)4
(-2)5
乘方运算的步骤:
转化
乘方运算
乘法运算
① 确定幂的符号
② 计算幂的绝对值
不相同,括号不能省!
=-8.
=16.
=-32.
(-2)3
(-2)4
(-2)5
观察上述结果的正负号,你发现了什么?
8
16
32
根据有理数的乘法法则,我们有:
正数的任何次幂都是正数;
负数的奇次幂是负数,负数的偶次幂是正数.
0 的任何正整数次幂都是 0 .
根据任何数与 0 相乘,都得 0 ,可以得出:
1 的任何次幂都是 .
﹣1 的偶次幂是 ,奇次幂是 .
1
﹣1
1
任何数的
偶次幂都
是非负数
你能迅速判断下列各幂的正负吗?
+
+
-
+
-
+
+
+
0
+
+
两个重要的非负数:
巩固练习
1. 读作什么?其中底数是什么?指数
是什么? 是正数还是负数?
读作负 4 的 5 次方,底数是﹣4,指数是 5,它是负数.
【教材P55 练习 第1题】
=1000
=100000
=﹣1
=1
=﹣0.001
=﹣32
2.计算:
【教材P55 练习 第2题】
3.3 的平方是什么?﹣3 的平方是什么?平方得 9 的
数有几个?有没有平方得﹣9 的有理数?
【教材P55 练习 第3题】
是 9, 是 9,平方得 9 的数有两个,没有平方得﹣9 的有理数.
知识点1 乘方的意义
1.(1)把 写成乘方的形式是_______;
(2)把 写成几个相同乘数的积的形式是__________________.
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2.[2025新乡月考] 表示的意义是( )
B
A.乘以6的积 B.6个 相乘的积
C.5个相乘的积 D.6个 相加的和
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3.对于 ,下列叙述正确的是( )
C
A.读作的4次幂 B.底数是 ,指数是4
C.表示4个2相乘的积的相反数 D.表示4个 相乘的积
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知识点2 乘方的运算
4.计算:
(1) __;
(2) ____.
返回
5.下列各数中,结果是正数的是( )
B
A. B. C. D.
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6.一个数的平方是16,则这个数是_______.
4或
返回
7.(16分)[教材P练习T 变式]计算:
(1) ;
解:原式 .
(2) ;
解:原式 .
(3) ;
解:原式 .
(4) .
解:原式 .
返回
8.下列各组数中,数值相等的是( )
D
A.与 B.与
C.与 D.与
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9.若,则 ( )
D
A.6 B.8 C. D.
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10. 《孙子算经》中载有“今有出门望见九堤,堤有九木,
木有九枝,枝有九巢…”大意为:今天出门看见9座堤坝,每座堤坝上有
9棵树,每棵树上有9根树枝,每根树枝上有9个鸟巢….文中的鸟巢共有
_______个.
6 561
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11.[2025成都期末]观察算式,,, ,
,,,, 根据上述算式中的规律,
你认为 的末位数字是___.
4
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12.(16分)[教材习题 变式]计算:
(1) ;
解:原式 .
(2) ;
解:原式 .
(3) ;
解:原式 .
(4) .
解:原式 .
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13. 我国古代《易经》一书中记载,
远古时期,人们通过在绳子上打结来记录数量,
即“结绳计数”.如图,一位渔夫从右往左打结,满
五进一,用来记录捕到的鱼的数量.由图可知,他
一共捕到的鱼的数量为_____.
194
[解析] 点拨: .
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课堂小结
正数的任何次幂都是正数;
负数的奇次幂是负数,负数的偶次幂是正数.
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