(共27张PPT)
幻灯片 1:封面
课程名称:2.4.1 有理数的乘方
授课人:[您的姓名]
授课班级:[具体班级]
日期:[具体日期]
幻灯片 2:学习目标
理解有理数乘方的概念,掌握乘方的表示方法及各部分名称。
能准确进行有理数的乘方运算,明确乘方运算的符号规律。
体会乘方与乘法的联系,感受从特殊到一般的数学思想。
能运用乘方知识解决简单的实际问题,培养数感和运算能力。
幻灯片 3:情境引入 - 折纸与细胞分裂
折纸问题:一张纸的厚度约为 0.1 毫米,对折 1 次后厚度变为 2×0.1 毫米,对折 2 次后变为 2×2×0.1 毫米,对折 3 次后变为 2×2×2×0.1 毫米…… 对折 n 次后厚度是多少?
细胞分裂:一个细胞每次分裂成 2 个,1 次分裂后有 2 个细胞,2 次分裂后有 2×2 个细胞,3 次分裂后有 2×2×2 个细胞……n 次分裂后有多少个细胞?
思考:这些问题中都出现了相同因数的乘法,如何简便表示这种运算?
幻灯片 4:乘方的概念
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 个相同因数 a 相乘,记作\(a^n\),即\(a a a a\)(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 次幂” 或 “a 的 n 次方”。
例如:在\(3^4\)中,底数是 3,指数是 4,读作 “3 的 4 次幂” 或 “3 的 4 次方”,表示 4 个 3 相乘,即\(3 3 3 3\)。
特别说明:
指数为 1 时,通常省略不写,如\(a^1 = a\)。
底数可以是正数、负数或 0,但要注意底数的符号对幂的影响。
幻灯片 5:乘方与乘法的关系
联系:乘方是特殊的乘法运算,即相同因数的乘法运算可以用乘方表示。
示例:\(2 2 2 2 = 2^4\),\((-3) (-3) (-3) = (-3)^3\)。
区别:乘法是求几个不同或相同因数的积,乘方特指求 n 个相同因数的积。
转化:乘方运算可以转化为乘法运算进行计算,如\(5^3 = 5 5 5 = 125\)。
幻灯片 6:有理数乘方的符号规律
正数的乘方:正数的任何次幂都是正数。
示例:\(2^2 = 4\),\(3^3 = 27\),\(0.5^4 = 0.0625\)。
负数的乘方:
负数的奇次幂是负数。例如:\((-2)^3 = -8\),\((-1)^5 = -1\)。
负数的偶次幂是正数。例如:\((-2)^2 = 4\),\((-3)^4 = 81\)。
0 的乘方:0 的任何正整数次幂都是 0,即\(0^n = 0\)(n 为正整数)。
规律总结:
幂的符号由底数的符号和指数的奇偶性共同决定。
当底数为正时,幂的符号一定为正;当底数为负时,指数为奇则幂为负,指数为偶则幂为正。
幻灯片 7:典型例题 1 - 乘方的计算
例题:计算下列各题
\(5^3\)
分析:表示 3 个 5 相乘,即\(5 5 5\)。
解答:\(5^3 = 5 5 5 = 125\)。
\((-3)^4\)
分析:底数是 - 3,指数是 4(偶数),幂为正数,计算\(3 3 3 3\)。
解答:\((-3)^4 = (-3) (-3) (-3) (-3) = 81\)。
\(-2^4\)
分析:注意与\((-2)^4\)的区别,这里表示\(-(2 2 2 2)\),底数是 2,指数是 4。
解答:\(-2^4 = -(2 2 2 2) = -16\)。
\((-\frac{1}{2})^3\)
分析:底数是\(-\frac{1}{2}\),指数是 3(奇数),幂为负数,计算\((-\frac{1}{2}) (-\frac{1}{2}) (-\frac{1}{2})\)。
解答:\((-\frac{1}{2})^3 = -\frac{1}{8}\)。
幻灯片 8:易混淆概念辨析
\((-a)^n\)与\(-a^n\)的区别:
\((-a)^n\):底数是\(-a\),指数是 n,表示 n 个\(-a\)相乘,幂的符号由 n 的奇偶性决定。
\(-a^n\):底数是 a,指数是 n,表示 n 个 a 相乘的相反数,幂的符号与 n 的奇偶性无关(仅与 a 的符号有关)。
示例:\((-2)^3 = -8\),\(-2^3 = -8\)(结果相同但意义不同);\((-2)^4 = 16\),\(-2^4 = -16\)(结果不同)。
分数的乘方:分数的乘方要给分数加上括号,如\((\frac{2}{3})^2 = \frac{2}{3} \frac{2}{3} = \frac{4}{9}\),不能写成\(\frac{2^2}{3} = \frac{4}{3}\)。
幻灯片 9:典型例题 2 - 乘方的实际应用
例题:一个边长为 2 米的正方形花坛,若将边长扩大到原来的 3 倍,扩大后的花坛面积是原来的多少倍?
分析:
原正方形面积:\(2 2 = 2^2 = 4\)(平方米)。
扩大后边长:\(2 3 = 6\)(米),扩大后面积:\(6 6 = 6^2 = 36\)(平方米)。
倍数关系:\(36 ·4 = 9\)。
规律总结:边长扩大到原来的 n 倍,面积扩大到原来的\(n^2\)倍。
解答:扩大后的花坛面积是原来的 9 倍。
幻灯片 10:乘方运算的步骤
确定底数和指数:明确算式中哪个是底数,哪个是指数,注意符号是否包含在底数中。
判断幂的符号:根据底数的符号和指数的奇偶性确定幂的符号。
计算幂的绝对值:将底数取绝对值后进行乘法运算,得到幂的绝对值。
写出结果:结合符号和绝对值写出最终结果。
示例:计算\((-0.2)^3\)
底数是 - 0.2,指数是 3(奇数),幂为负。
绝对值:\(0.2^3 = 0.2 0.2 0.2 = 0.008\)。
结果:\((-0.2)^3 = -0.008\)。
幻灯片 11:课堂练习 1 - 乘方基础计算
计算:
\(3^2=\)______(答案:9)
\((-4)^2=\)______(答案:16)
\(-1^5=\)______(答案:-1)
\((-\frac{2}{3})^2=\)______(答案:\(\frac{4}{9}\))
\(0^{10}=\)______(答案:0)
填空:
在\((-5)^4\)中,底数是______,指数是______,结果是______。(-5,4,625)
\(a^3\)表示______个______相乘。(3,a)
幻灯片 12:课堂练习 2 - 综合应用
比较大小:
\(2^3\)______\(3^2\)(填 “>”“<” 或 “=”,答案:<)
\((-2)^4\)______\(-2^4\)(答案:>)
若\(x^2 = 16\),则 x 的值是多少?
解答:因为\(4^2 = 16\),\((-4)^2 = 16\),所以 x = ±4。
计算:\((-1)^{2025} + (-1)^{2024}\)
解答:\((-1)^{2025} = -1\),\((-1)^{2024} = 1\),所以原式 = -1 + 1 = 0。
幻灯片 13:乘方的意义拓展
科学计数法基础:当一个数很大时,可用乘方表示,如 1000 = \(10^3\),1000000 = \(10^6\)。
生活中的乘方:
人口增长、病毒传播等问题中,常涉及乘方运算。
计算机存储容量单位:1KB = \(2^{10}\)B,1MB = \(2^{10}\)KB 等。
幻灯片 14:课堂小结
乘方概念:n 个相同因数 a 的积记作\(a^n\),其中 a 是底数,n 是指数,结果是幂。
符号规律:
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 的正整数次幂是 0。
易错点:区分\((-a)^n\)与\(-a^n\)的意义和计算结果,分数乘方要加括号。
思想方法:从乘法到乘方的转化思想,特殊到一般的归纳思想。
幻灯片 15:作业布置
教材对应练习题,完成乘方的计算和概念辨析题目。
计算:\((-3)^3 + (-2)^2 - (-1)^{10}\)
一个正方体的棱长为 3 厘米,若将棱长扩大到原来的 2 倍,体积扩大到原来的多少倍?(正方体体积 = 棱长 )
思考:观察下列算式,寻找规律并填空:\(1^2 = 1\),\(1^2 + 2^2 = 5\),\(1^2 + 2^2 + 3^2 = 14\),\(1^2 + 2^2 + 3^2 + 4^2=\),\(1^2 + 2^2 + +n^2=\)(用含 n 的式子表示)。
2024北师大版数学七年级上册
授课教师: . 班 级: . 时 间: .
2.4.1有理数的乘方
第二章 有理数及其运算
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
1. 理解有理数乘方在实际问题情境中的意义。
2. 能准确说出有理数乘方的底数、指数和幂;能准确地计算有理数的乘方。
3. 经历观察、类比、归纳得出有理数乘方的概念的过程,领会重要的数学建模思想、归纳思想,形成数感、符号感,发展抽象思维。
重点:理解幂、底数、指数的概念,了解有理数乘法运
算与乘方间的联系,会进行乘方运算。
难点:准确理解底数、指数和幂三个概念,并能求幂的
运算。
同学们,你们吃过拉面吗?你们知道拉面是怎么做出来的吗?
做一做:用准备好的拉面玩具做拉面捏合的练习,做好记录。
次数 1 2 3 4 5 … 10 …
面条根数 … …
2
4
8
16
32
?
乘方
1
问题1:
(1) 完成下列填空,并说一说这两个式子有什么相同点?
2cm
2cm
S正 =_________ = ____( )
V正 = _________= ____ ( )
2×2
2×2×2
cm2
cm3
4
8
都是相同因数的乘法
(2) 这两个过程有什么简单的写法吗?(类比单位的写法)
S正 =__________ = __________= 4 ( cm2 )
V正 = _________= __________ = 8 ( cm3 )
2×2
2×2×2
22
平方厘米
立方厘米
23
2 的平方
2 的二次方
2 的立方
2 的三次方
(3) 这种写法读作什么呢?
类比
类比
问题2:如图,某种细胞每过 30 min 便由 1 个分裂
成 2 个。经过 5 h,这种细胞能由 1 个分裂成多少个?
30 min 2 个
1 h 2×2 个
1.5 h 2×2×2 个
… ……
5 h 2×2×…×2×2 个
10 个 2
定义总结
一般地,n 个相同的因数 a 相乘,即 ,
记作_____,读作___________.
a 的 n 次方
n 个 a
a · a · … · a
an
n 个 a
a · a · … · a = an
求 n 个相同因数的积的运算叫作乘方,乘方的结果叫幂.
幂
_____运算:
乘方
读作:a 的 n 次幂
↓
底数
指数
↗
→ 因数
→ 因数个数
二次方→平方
三次方→立方
为 1 时可省略 ←
例 1 (1)(-5)2 的底数是 ,指数是 ,(-5)2 表示 2 个 相乘,读作 的二次方,也读作 -5 的 ;
典例精析
(2) 表示 个 相乘,读作 的 次方,也读作 的 次幂,其中 叫作 ,6 叫作
。
-5
2
-5
-5
平方
6
六
六
底数
指数
问题3:类比以上研究,完成下列填空.
合作探究
(1) (-2)×(-2)×(-2)×(-2)×(-2) 记作________,
读作_____________;
(-2)5
-2 的五次方
(-2)5 与 -25 一样吗?为什么?
结果相等,意义不同
(2) 记作________,
读作_______________.
的五次方
与 一样吗?
结果不等,意义不同
例2 计算:
(1) 53; (2) (-3)4; (3) ; (4) -(-2)3。
解:(1)53 = 5×5×5 = 125;
(2)(-3)4 = (-3)×(-3)×(-3)×(-3) = 81;
(4)-(-2)3 = -[(-2)×(-2)×(-2)] = -(-8) = 8。
(3) ;
练一练
1. 计算:
(1) 51 = ,52 = ,53 = ;
(2) (-2)2 = ,(-2)3 = ,(-2)4 = ,(-2)4 = ;
(3) = , = , = ;
(4) 02 = , 09 = 。
5
-8
25
125
4
16
-32
0
0
观察幂的正负性,你发现了什么规律?
1. 负数的奇次幂是负数,负数的偶次幂是正数;
2. 正数的任何次幂都是正数,
0 的任何正整数次幂都是 0。
根据有理数的乘法法则可以得出:
归纳总结
尝试思考
1次
2次
20次
问题4:有一张厚度是 0.1 mm 的纸,将它对折 1 次后,厚度为 2×0.1 mm。
(1)将这张纸对折 2 次后,厚度为多少毫米?
(2)假设可以将这张纸对折 20 次,那么对折 20 次后厚度为多少毫米?
规律探究
2
对折 次数 1次 2次 3次 4次 … 20次
纸的 层数 …
厚度 (mm) …
22
23
24
220
2
2×0.1
22×0.1
23×0.1
24×0.1
220×0.1
(3)每层楼平均高度为 3 m,这张纸对折 20 次后有多少层楼高?
(1)0.4 mm
(2)104857.6 mm
解:104857.6 mm = 104.8576 m
104.8576÷3 ≈ 35(层)
变式:按如图方式,将一个边长为 1 的正方形纸片分割成 6 个部分.
①的面积是 ;②的面积是 ;
③的面积是 ;④的面积是 ;
⑤的面积是 ;⑥的面积是 .
受此启发,你能求出
的值吗?
知识点1 乘方的意义
1. 可以表示为( )
C
A. B. C. D.
2.下列关于 的说法中,错误的是( )
A
A.表示3个相加 B.底数是
C.表示3个 相乘 D.指数是3
3.将 写成幂的形式是_ ______,读作______
_______________。
负三分之二的四次方
4.填空。
乘方
底数 ___ ______ _ ___ ___
指数 ___ ___ ___ ___
4
6
5
4
3
2
知识点2 乘方的运算
5.计算 的结果是( )
D
A. B. C.6 D.9
6.下列各组式子中,运算结果相等的是( )
A
A.与 B.与 C.与 D.与
7.[2025西安月考]下列各数:,,, 中,负数
的个数为( )
B
A.1 B.2 C.3 D.4
8.(12分)[教材 例1变式]计算:
(1) ;
解:原式 。
(2) ;
解:原式 。
(3) ;
解:原式 。
(4) ;
解:原式 。
(5) ;
解:原式 。
(6) 。
解:原式 。
一般地,n 个相同的因数a相乘,即
乘方
符号规律
负数的奇次幂是______,负数的偶次幂是_______,正数的任何次幂都是______,0 的任何正整数次幂都是_____
求 n 个相同因数的___的运算叫作乘方,乘方的结果叫____;在 an 中,a叫作____,n 叫作______
n 个
a · a · … · a
记作:__________
读作:_____________
负数
正数
正数
0
积
幂
底数
指数
a 的 n 次方
an
必做作业:从教材习题中选取;
选做作业:完成练习册本课时的习题.
谢谢观看!