内容正文:
3.1 指数与指数函数
3.1.1 实数指数幂及其运算
[学习目标] 1.理解有理指数幂的含义,会用幂的运算法则进行有关运算.2.了解实数指数幂的意义.
[知识链接]
1.4的平方根为±2,8的立方根为2.
2.23·22=32,(22)2=16,(2·3)2=36,=4.
[预习导引]
1.基本概念
整数指数
n次方根
分数指数
an=
a0=1(a≠0)
a-n=(a≠0)
如果存在实数x,使得xn=a(a∈R,n>1且n∈N+),则x叫做a的n次方根,叫做把a开n次方,称作开方运算.
=;
=;
=
(a>0,n,m∈N+)
2.根式的性质
(1)()n=a(n>1且n∈N+);
(2)=
3.有理指数幂的运算法则
若a>0,b>0,则有任意有理数α,β有如下运算法则:
(1)aαaβ=aα+β;
(2)(aα)β=aα·β;
(3)(ab)α=aα·bα.
解决学生疑难点
要点一 根式的运算
例1 求下列各式的值:
(1) ;(2) ;(3) ;
(4) -,x∈(-3,3)
解 (1) =-2.
(2) ==.
(3) =|3-π|=π-3.
(4)原式=-=|x-1|-|x+3|,
当-3<x≤1时,原式=1-x-(x+3)=-2x-2.
当1<x<3时,原式=x-1-(x+3)=-4.
因此,原式=
规律方法 1.解决根式的化简或求值问题,首先要分清根式为奇次根式还是偶次根式,然后运用根式的性质进行化简或求值.
2.开偶次方根时,先用绝对值表示开方的结果,再去掉绝对值符号化简,化简时要结合条件或分类讨论.
跟踪演练1 化简下列各式:
(1) ;(2) ;(3) .
解 (1) =-2.
(2) =|-10|=10.
(3) =|a-b|=
要点二 根式与分数指数幂的互化
例2 将下列根式化成分数指数幂形式:
(1) ·; (2) ;
(3)·; (4)()2·.
解 (1)·=·=;
(2)原式= = =a·a·b=a;
(3)原式=·=;
(4)原式=()2··=.
规律方法 在解决根式与分数指数幂互化的问题时,关键是熟记根式与分数指数幂的转化式子:=和==,其中字母a要使式子有意义.
跟踪演练2 用分数指数幂表示下列各式:
(1) ·(a<0);
(2) (a,b>0);
(3)(b<0);
(4) (x≠0).
解 (1)原式=·
=-·=-(a<0);
(2)原式==
==(a,b>0);
(3)原式===(b<0);
(4)原式===.
要点三 分数指数幂的运算
例3 (1)计算:-0++16-0.75+|-0.01|;
(2)化简:÷(a>0).
解 (1)原式=(0.43)-1+(-2)-4+(24)-0.75+(0.12)=0.4-1-1+++0.1=.
(2)原式=[]÷[]
==a0=1.
规律方法 指数幂的一般运算步骤是:有括号先算括号里的;无括号先做指数运算.负指数幂化为正指数幂的倒数.底数是负数,先确定符号,底数是小数,先要化成分数,底数是带分数,先要化成假分数,然后要尽可能用幂的形式表示,便于用指数幂的运算性质.
跟踪演练3 计算或化简:
(1)+(0.002)-10(-2)-1+(-)0;
(2) ·.
解 (1)原式=(-1)+-+1
=+(500)-10(+2)+1
=+10-10-20+1
=-.
(2)原式=(·)·[(a-5)·(a)13]
=(a0)·(·)
=(a-4)=a-2.
1.下列各式正确的是( )
A.()3=a B.()4=-7
C.()5=|a| D.=a
答案 A
解析 ()4=7,()5=a,=|a|.
2.+的值是( )
A.0 B.2(a-b)
C.0或2(a-b) D.a-b
答案 C
解析 当a-b≥0时,原式=a-b+a-b=2(a-b);
当a-b<0时,原式=b-a+a-b=0.
3.计算[(-)2]的结果是( )
A. B.-
C. D.-
答案 A
解析 [(-)2]=[()2]=.
4.下列各式运算错误的是( )
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.
答案 C
解析 直接运用指数幂的运算法则分别计算后选择.
对于A,(-a2b)2·(-ab2)3=a4b2·(-a)3b6=-a7·b8,故正确.对于B,(-a2b3)3÷(-ab2)3=-a6b9÷(-a3b6)=a6-3b9-6=a3b3,故