内容正文:
8.2幂的乘方与积的乘方
幂的乘方
(am)n=amn (m,n是正整数)
幂的乘方,底数不变,指数相乘
积的乘方
(ab)n=anbn (n为正整数)
积的乘方,把积的每一个因式分别乘方,再把所得的幂相乘
题型1:幂的乘方法则
1.(x2)2的计算结果是 x4 .
【分析】利用幂的乘方的法则进行计算,即可得出答案.
【解答】解:(x2)2=x4,
故答案为:x4.
【变式1-1】若am=2,则a3m的值为 8 .
【分析】根据幂的乘方运算法则求解即可.
【解答】解:∵a3m=(am)3,
∵am=2,
∴a3m=23=8.
故答案为:8.
【变式1-2】已知10x=20,100y=50,则x+2y= 3 .
【分析】根据同底数幂的乘法以及幂的乘方运算法则计算即可.
【解答】解:∵10x=20,100y=50,
∴102y=50,
∴10x•102y=20×50=1000,
∴10x+2y=103,
∴x+2y=3.
故答案为:3.
【变式1-3】已知:2x+3y+3=0,计算:4x•8y的值= .
【分析】根据幂的乘方、同底数幂的乘法的计算公式即可得结果.
【解答】解:∵2x+3y+3=0,
∴2x+3y=﹣3,
4x•8y=22x•23y=2(2x+3y)=2﹣3.
故答案为:.
题型2:积的乘方法则
2. 计算(﹣3ab3)2= 9a2b6 .
【分析】根据积的乘方运算法则可得答案.
【解答】解:(﹣3ab3)2=9a2b6.
故答案为:9a2b6.
【变式2-1】计算:(﹣0.25)2021×42020= ﹣0.25 .
【分析】直接利用幂的乘方运算法则以及积的乘方运算法则化简得出答案.
【解答】解:(﹣0.25)2021×42020
=(﹣0.25)2020×42020×(﹣0.25)
=(﹣0.25×4)2020×(﹣0.25)
=1×(﹣0.25)
=﹣0.25.
故答案为:﹣0.25.
【变式2-2】若x3n=3,则(2x3n)3+(﹣3x2n)3= ﹣27 .
【分析】根据幂的乘方与积的乘方运算法则,把(2x3n)3与(﹣3x2n)3化为还有x3n的形式,再把x3n=3代入计算即可.
【解答】解:∵x3n=3,
∴(2x3n)3+(﹣3x2n)3
=8(x3n)3﹣27(x3n)2
=8×33﹣27×32
=8×27﹣27×9
=(8﹣9)×27
=﹣27.
故答案为:﹣27.
题型3:高次幂比较大小
3. 比较2100与375的大小.
【分析】把两个数化成指数相同底数不同的数,通过比较底数比较大小.
【解答】解:2100=(24)25=1625,375=(33)25=2725,
∵1625<2725,
∴2100<375.
【变式3-1】比较大小:2100与375
【分析】根据幂的乘方,可化成指数相同的幂,根据指数相同,底数越大,幂越大,可得答案.
【解答】解:2100<375,
理由:2100=(24)25=1625,
375=(33)25=2725,
27>16,
2725>1625,
∴2100<375.
【变式3-2】用幂的运算知识,你能比较出3555与4444和5333的大小吗?请给出科学详细的证明过程.
【分析】此题根据幂的乘方,底数不变,指数相乘,把3555、4444和5333变形为指数相同的三个数,再比较它们的底数即可求出答案.
【解答】解:因为它们的指数为555,444,333,具有公因式111,所以3555=(35)111=243111,4444=(44)111=256111,5333=(53)111=125111,
而256111>243111>125111,所以4444>3555>5333
题型4:综合运用
4. 若x=2m,y=3+4m,用含x的代数式表示y,则y= 3+x2 .
【分析】直接利用幂的乘方运算法则表示出y与x之间的关系即可.
【解答】解:∵x=2m,
∴y=3+4m
=3+22m
=3+(2m)2
=3+x2.
故答案为:3+x2.
【变式4-1】(1)若x=2m+1,y=3+4m.请用含x的代数式表示y;如果x=4,求此时y的值;
(2)已知2a=5b=10,判断a+b和ab的大小.
【分析】(1)利用幂的乘方的法则进行整理,再代入相应的值运算即可;
(2)利用积的乘方的法则进行求解即可.
【解答】解:(1)∵x=2m+1,
∴2m=x﹣1,
∴y=3+4m.
=3+(22)m
=3+(2m)2
=3+(x﹣1)2
=3+x2﹣2x+1
=x2﹣2x+4,
即y=x2﹣2x+4,
当x=4时,y=42﹣2×4+4=12;
(2)∵2a=5b=10,
∴2a×5b=10×10,
2a×5b=102,
则当a=b=2时,式子成立