内容正文:
4.1实数指数幂和幂函数
4.1.2无理数指数幂
新课导入
我们在昨天学习过了有理数指数幂:
[1]若一个实数x的n次方等于a,即,则称x是a的n次方根。
(1)当n是奇数的时,数a的n次方根记作.
(2)当n是偶数时,整数a的n次方根有2个,它们互为相反数。其中正的n次方根叫作算数根,记作。
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[2]
[3] 当n为奇数时
当n时偶数时
[4] 当
我们知道对任意的正整数n和正数a来说,若a>1,则;若a<1,则,那么对于有理数来说是否也有类似的关系呢?让我们一起看看。
新知讲授
如果a>1,那么有。
【反证法】假设 所以有 和题目矛盾,所以a>1,那么有
进一步可得:
新知讲授
综合起来可以得到有理数指数幂的基本不等式:
(1)对任意的正有理数r和正数a:若a>1则;若a<1则;
(2)对任意的负有理数r和正数a:若a>1则;若a<1则
推论
任意的正数a和两个有理数r>s,有
任意的正数a和两个有理数r>s,有
新知讲授
对于a>0,当x是有理数时,都有意义,那当x成无理数时,正数的无理数指数幂又该如何定义呢?
比如:如何定义的呢?我们可得到下表:
新知讲授
先计算出:
和
所以我们知道了:
用a的有理数次幂来逼近无理数次幂
所以说给定任意正数a,对任意的实数u,a的u次幂都有了定义。
中,a叫作底数,u叫作指数。
新知讲授
可以证明,有理数指数幂的运算法则,对实数指数幂任然成立:
即对于任意实数m,n任然有下列运算法则:(a>0,b>0,m,n是实数)
[1]
[2]
[3]
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类似的,我们还有更一般的幂运算基本不等式:
对任意的正实数u和正实数a,若a>1则;若a<1则;
对任意的负实数u和正实数a,若a>1则;若a<1则;
巩固练习
例一、化简下列各式
(1)(2)
解:(1)
(2)
巩固练习
例二、已知a>1,h>0,对任意的实数u,求证:
解:因为a>1,h>0 所以 且 、 均是正数
所以
所以 是正数
所以
所以
巩固练习
例三、若正数x满足则,
解:由题可: 所以有:
即:
又因为: 所以有:
即:
拔高练习
试着比较三个数的大小。
解:由于
所以
谢谢大家
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