内容正文:
第二章 有理数及其运算 2.5有理数的乘方
知识点一 有理数乘方的意义
一般地,个相同的因数相乘,记作,即.
这种求个相同因数的积的运算叫做乘方,乘方的结果叫做幂,叫做底数,叫做指数,读作“的次幂”(或“的次方”).
注意:①一个数可以看成这个数本身的1次方,如2就是,就是,指数1通常省略不写;
②当底数是负数或分数时必须加上括号,如不能写成,不能写成.
例1 把下列各式写成乘方的形式,并指出底数、指数各是什么.
(1)6×6×6;(2)2.2×2.2;(3)(-3)×(-3)×(-3)×(-3);(4).
知识点二 有理数的乘方运算及符号法则
1.有理数的乘方运算:可根据乘方的意义将其转化成乘法运算,利用有理数乘法法则来进行计算.
2.符号法则:正数的任何次幂都是正数;负数的奇次幂是负数,负数的偶次幂是正数;0的任何正整数次幂都是0.
提示:①有理数的乘方运算首先要确定符号,然后计算底数绝对值的幂.
②平方等于本身的数是0,1;立方等于本身的数是0,±1.
归纳:与,与的区别:表示个相乘,而表示个相乘的积的相反数;表示个相乘,而表示的次幂与的商.
例2 计算:(1); (2); (3); (4);(5);(6).
知识点三 有理数的乘除、乘方的混合运算
先算乘方,后算乘除,有括号的要先算括号里的,遇到高次乘方时,要注意巧算:(1)看底数是否互为倒数(或负倒数)的关系,如果不是,考虑是否可以转化为这种关系,从而约分化简再乘方;(2)看底数是否出现相反数关系.
例3 计算:(1);(2).
知识点四 科学记数法
1.科学记数法的概念:一般地,一个大于10的数可以表示成的形式,其中,是正整数,这种记数方法叫做科学记数法.如125 963 000 000.
2.用科学记数法表示大数:科学记数法的表示形式为.
(1)的取值范围为,所以是1位的整数或者是整数位数只有一位的小数.如:.
(2)值的确定方法有两种:①小数点向左移动几位就为几.②的值比原来的整数位数少1.
提示:①科学记数法表示的数只改变数的形式,并没有改变数的大小.②对于含有记数单位并需转换单位的科学记数法,利用1亿,1万,1千等来表示,可使问题简化.
例4 用科学记数法表示下列各数:(1)199 800 000;(2)2 009 000 000;(3)2.4万.
知识点五 把用科学记数法表示的大数还原为原数
还原用科学记数法表示的大数的方法:
法1:根据10的指数来确定,是几,就把小数点向右移动几位,不够用0补足.
法2:把用科学记数法表示的大数中的指数加上1,就得到了原数的整数位数.
法3:先算乘方,将写成,再乘即得原数.
例5 将用科学记数法表示的大数还原:(1);(2).
习题追练
题型一 有理数的乘方运算
例1 下列各数中最大的是( )
A. B. C. D.
练1 计算:(1); (2);
(3); (4)(为正整数).
题型二 有理数的乘方在生活中的应用
例2 1 m长的木棒,第1次截去一半,第2次截去剩下的木棒的一半,如此截下去,第6次截完后剩下的木棒有多长?
练2 某种细菌在培养过程中,每半小时分裂1次(由1个分裂成2个),若这种细菌由1个分裂为16个,则这个过程要经过多长时间?
题型三 规律探究题
例3 观察下列各式:,,,,,,,,….
通过观察,用你发现的规律写出的末位数字: .
练3 观察下列等式:,,,,则 , .
例3-1 (竞赛题)问题:你能比较与的大小吗?=
为了解决这个问题,我们先把它抽象成这样的问题:写成它的一般形式,即比较和的大小(是非零自然数).然后,我们从,,,…这类简单情形入手,从而发现规律,经过归纳,猜想出结论.
(1)通过计算比较下列每组中两个数的大小:(填“>”“<”或“=”)
① ;② ;③ ;④ ;⑤ ;….
(2)由(1)可以猜测与的大小关系:当 时,;当 时,.
(3)根据上面的猜想,可以知道: .
题型四 有理数乘方与其他知识的综合
例4 若和互为相反数,和互为倒数,的绝对值和倒数均是它本身,的相反数是它本身,求的值.
练4 若,求的值.
题型五 科学记数法在生活中的应用
例5 某市计划修建一个长为 m,宽为 m的矩形市民休闲广场.(1)请计算该广场的面积(结果用科学记数法表示);(2)如果用一种60 cm×60 cm正方形大理石地砖铺装该广场地面,请计算需要多少块大理石地砖.
练5 一台计算机的运算速度为次/s.求这台计算机 s运算了多少次.
题型六 有关科学记数法的创新题
例6 先计算,然后根据计算结果回答问题.
计算: ; ;
; ;
已知:式子(其中,,均为大于或等于1且小于10的数,,,均为正整数)成立,你能说出,,之间存在的等量关系吗?
练6 将下列各数按从小到大的顺序排列:,,,.
综合提升练
1.比较和,下列说法正确的是( )
A.它们的底数相同,指数也相同 B.它们的底数相同,但指数不相同
C.它们所表示的意义相同,但运算结果不相同 D.虽然它们的底数不同,但运算结果相同
2.下列各组数中,数值相等的是( )
A.与 B.与 C.与 D.与
3.光年是天文学上的一种距离单位,一光年是指光在一年内走过的路程,约等于 km,下列正确的是( )
A. B.
C.是一个12位数 D.是一个13位数
4.定义新运算“”,规定:,则的运算结果为( )
A.-5 B.-3 C.5 D.3
5.某校建立了一个身份识别系统,如图是某个学生的识别图案,黑色小正方形表示1,白色小正方形表示0.将第一行数字从左到右依次记为,,,,那么可以转换为该生所在班级的序号,其班级序号为.
图中第一行数字从左到右依次为0,1,0,1,班级序号为,表示该生为5班学生.表示6班学生的识别图案是( )
A. B. C. D.
6.我国自主研发的500 m口径球面射电望远镜右“中国天眼”之称,它的反射面面积约为250 000 m2.用科学记数法表示数据250 000为 .
7.一个整数815 550…0用科学记数法表示为,则原数中“0”的个数为 .
8.若,互为相反数,,互为倒数,且,则 .
9.,,,,,….通过观察,按照你所发现的规律,的末尾数字为 .
10.计算:(1); (2);(3);(4);(5);(6)(为正整数).
11.在《计算之书》中有这样一个问题:“在罗马有7位老妇人,每人赶着7头驴,每头驴驮着7只口袋,每只口袋里装着7个面包,每个面包附有7把餐刀,每把餐刀有7只刀鞘”,求刀鞘数.
12.阅读材料,求的值.
解:设①,将等式①的两边同乘2,
得②,
用②-①得,即,
即.请仿照此法,解答下列问题:
(1)请直接填写的值为 ;
(2)求的值;
(3)求的值.
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