内容正文:
8.1~8.3 幂的运算
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1.幂的运算是初中数学的基本内容,其主要性质有:
⑴同底数幂相乘:底数不变,指数相加,即am·an=am+n
⑵幂的乘方:底数不变,指数相乘,即(am)n=amn
⑶积的乘方:等于乘方的积,即(ab)n=anbn
法则的推广:当n是正整数时,(abc)n=a nbncn
[注意]
①幂的底数和指数不仅仅是单独字母或数字,也可以是某个单项式和多项式.
②幂的乘方法则与同底数幂的乘法法则的异同
③多重乘方可以重复运用上述幂的乘方法则:[(am)n]p=(amn)p=amnp
④幂的乘方公式可逆用:amn=(am)n=(an)m
⑷同底数幂相除:底数不变,指数相减,即am÷an=am-n (a≠0)
[注意]
幂运算最后结果中幂的形式应是最简的:
①幂的指数、底数都应是最简的;
②底数中系数不能为负;
③幂的底数是积的形式时,要再用一次(ab)n=anbn
⑸零指数和负指数:规定a0=1,a-p=(其中a≠0,p为正整数)
法则的推广:()-p= (其中,m、n均为整数)
⑹科学计数法:a×10n的形式(其中1≤a<10,n取小数点移动位数,向右移动取负,向左移动取正)
【锦囊妙计】
幂的运算在竞赛和考试中多以比较大小以及计算形式出现,而解决这些类型的题目的关键就是熟悉上述性质,并灵活运用.
【典型例题】
例1. 计算:
⑴(-)-2+()0+(-5)3÷(-5)2
⑵xm·(xn)3÷(xm-1·2x n-1)
思路点拨:运用幂的运算的基本公式进行计算.
解答:解:⑴原式=(-3)2+1+(-5)3-2=9+1+(-5)=5
⑵原式=xm·x3n÷2xm+n-2=xm+3n÷2x m+n-2=x2n+2
点评:此题主要考查学生的幂的运算的基本公式的记忆及运用.
例2. 计算:2-22-23-24-25-26-27-28-29+210
思路点拨:本题特殊在利用合并同类项法则可以从后面向前计算.
解答:解:原式=2-22-23-24-25-26-27-28+29 (2-1)
=2-22-23-24-25-26-27-28+29
…
=2+22
=6
点评:此题主要考查学生对于同底数幂的乘法的逆运用.
例3.⑴已知3×9m×27m=316,求m的值.
思路点拨:式子左边的底数有3、9、27,右边只有3,我们可以把两边的底数变为一样再进一步寻找关系解决问题.
解答:解:3×32m×33m=316
31+2m+3m=316
即5m+1=16,解得:m=3.
⑵(b+3)b+2=1,求整数b.
思路点拨:由幂的运算可知an=1时,a,n大致满足下面几种情况:
①当a=1时,n取任意整数,可知b+3=1,解得b=-2;
②当a=-1,n取偶数,可知,解得b=-4;
③当a≠0,n=0,可知,解得b=-2.
点评:⑴题主要考查同底数幂相等,必须指数也要相等.
⑵题主要考查an=1时,a,n满足的情况.
例4.已知P=,Q=,求P、Q的大小关系.
思路点拨:初中阶段比较大小通常有两个方法:作差法和作商法.
解答:解:作差法:P-Q=-=-=0,所以P=Q.
作商法:=×=1,所以P=Q.
点评:作差法和作商法是比较大小最常用的两种方法,不仅可以比较数字,也可以比较代数式的大小.
【一显身手】
1、 计算:
⑴10m+1·102m-1·102-m ⑵(x-2y)2·(x-2y)m-1·(x-2y)m+2
⑶(b-a)(a-b)3(b-a)5 ⑷x3·x4+x·x3·x3+(-x) (-x)3·x3
⑸23·24·25-2·22·28 ⑹0.1252006×(22006)3
二、填空题
1.()-1= ,(-3)-3= ,
(π-3)0= ,(-)100×2101= .
2.0.0001=10( ),3.01×10-5= (写成小数).
3.x2·( )=x6, x2·x3-x6÷x= .
(m2)3÷(m3)2= .
4.比较大小:233 322(填>、=、<).
5.32÷8n-1=2n,则n= .
6.如果x+4y-3=0,那么2x·16y= .
7.一个长方体的长、宽、高分别为a2,a,a3,则这个长方体的体积是 .
8.一种花粉的直