内容正文:
4.1 指数与指数函数
4.1.1 实数指数幂及其运算
课标要求 情境导入
1.理解n 次方根及根式的概念.
2.正确运用根式的运算性质进行根式
运算.
3.掌握根式与分数指数幂的互化.
4.掌握有理数指数幂的运算性质.
公元前五世纪,古希腊有一个数学学派名叫毕达哥拉斯学派,其学
派中的一个成员希伯斯考虑了一个问题:边长为1的正方形其对角线
长度是多少呢? 他发现这一长度既不能用整数,也不能用分数来表示,
希伯斯的发现导致了数学史上第一个无理数 2的诞生.
问题 若x2=3,这样的x有几个? 它们叫作3的什么? 怎样表示?
e
一、n次方根
1.a的n次方根的概念
一般地,给定大于1的正整数n 和实数a,如果
存在实数x,使得xn=a,则x 称为① .
2.根式的意义和性质
当
n
a有意义时,
n
a称为根式,② 称为根
指数,a称为被开方数.
根式的性质:
(1)(
n
a)n=③ ;(2)
n
an=④
[思考](na)n 与
n
an 中的字母a 的取值范围是否
一样?
二、根式、分数指数幂的化简与求值
1.分数指数幂的意义
正分数指
数幂
n 为正整数,
n
a有意义,且a≠0时,规
定a
1
n=⑤
正分数m
n
,a
m
n=⑥ =⑦
负分数指
数幂
m
n
是正分数,as 有意义且a≠0时,规定
a
-
m
n=⑧
2.无理数指数幂
当a>0且t是无理数时,at 是一个确定的⑨ .
3.实数指数幂的运算法则(a,b>0,r,s∈R)
(1)aras=⑩ ;(2)(ar)s= ;
(3)(ab)r= .
[注意](1)分数指数幂a
m
n 不可理解为
m
n
个a 相
乘,它是根式的一种写法.
(2)正数的负分数指数幂总表示正数,而不是负数.
1.判断正误.(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)
6
-2 2=
3
-2. ( )
(2)对于a∈R,a2+a+1 0=1成立. ( )
(3)a3·a
1
3=a
10
3. ( )
(4)a
2
3÷a-
1
3=a
1
3. ( )
2.
4
81的运算结果是 ( )
A.3 B.-3
C.±3 D.以上都不对
3.已知实数a,b>0,则下列选项中正确的是 ( )
A.a
2
3= a3 B.a
2
3·a
3
2=a
C.ab 6=a6b3 D.a
π
3·a-
π
3=0
4.化简 x
3
2 3· x= .(其中x>0)
·1·
│ 数学·必修第二册·RJB
e
题型一 n次方根
例1(1)化简下列各式:
①
5(-2)5+(
5
-2)5;
②
6(-2)6+(
6
2)6;
③
4(x+2)4.
(2)已 知 -3<x <3,求 x2-2x+1 -
x2+6x+9的值.
思维变式 在本例(2)中,若将“-3<x<3”变为
“x≤-3”,则结果又是什么?
[解题技法]正确区分
n
an 与(
n
a)n
(1)
n
an 中的a 可以是全体实数,
n
an 的值取决于n
的奇偶性.
(2)(
n
a)n 已暗含了
n
a有意义,根据n 的奇偶性可知a
的范围.
[跟踪训练]
1.化简下列各式:
(1)
7(-2)7;
(2) (π-4)2+
3(π-4)3;
(3)
4(3a-3)4(a≤1);
(4)
3
a3+
4(1-a)4.
题型二 根式与分数指数幂的互化
例2 把下列根式化为分数指数幂的形式,把分数
指数幂化为根式的形式.
(1)(a-b)-
3
4(a>b);
(2)
3(x-1)5;
(3)(a-b)
3
7.
·2·
第四章 指数函数、对数函数与幂函数
[解题技法]根式与分数指数幂互化的方法及思路
(1)方法:根指数
化为
➝分数指数的分母,
被开方数的指数
化为
➝分数指数的分子.
(2)思路:在具体计算中,通常会把根式转化成分数指
数幂的形式.
[注意]如果根式中含有多重根号,要由里向外用
分数指数幂写出.
[跟踪训练]
2.(1)求值:
3
-
8
27= .
(2)用 分 数 指 数 幂 表 示 a·
5
1
a3
(a>0)=
.
题型三 指数幂的运算
考向一 利用分数指数幂的运算性质化简与求值
例3 计算下列各式(式中字母均为正数).
(1)5x-
2
3y
1
2 · -
1
4x
-1y
1
2 · -56x
1
3y-
1
6 ;
(2)(0.064)-
1
3- -
7
8
0
+ (-2)3
-
4
3+16-0.75.
[解题技法]
1.指数幂运算的解题通法
(1)有括号的先算括号内的,无括号的先做指数运
算,再乘除,最后计算加减;
(2)负指数幂一般化成正指数幂的倒数;
(3)底数是负数,先确定符号,底数是小数,先化成分
数,底数是带分数,先化成假分数;
(4)若是根式,应化为分数指数幂,并尽可能用幂的
形式表示,运用指数幂的运算性质来解答.
2.分数指数幂的运算式化简结果的一个要求和两点注意
>!
0+4U7*+
=.U' >!U>>
!44
46(
+
6( B+
%"
[跟踪训练]
3.计算下列各式的值(式中字母均为正数):
(1)(23 m 3)23;
(2)a
π
3a
2π
3a-π.
考向二 指数式的条件求值问题
例4 已 知a
1
2 +a-
1
2 = 5 a>0 ,求 下 列 各 式
的值:
(1)a+a-1;
(2)a2+a-2.
思维变式 (变 设 问)在本例条件下,a2-a-2=
.
·3·
│ 数学·必修第二册·RJB
[解题技法]利用整体代换法求分数指数幂的和(差)
(1)整体代换法是数学变形与计算常用的技巧方法,分
析观察条件与结论的结构特点,灵活运用恒等式是
关键;
(2)利用整体代换法解决分数指数幂的计算问题,常常
运用完全平方公式及其变形公式.
常见的变形公式:x2+x-2=(x±x-1)2∓2,x+
x-1= x
1
2±x
-
1
2 2∓2,x
1
2 +x
-
1
2 = x
1
4±x
-
1
4 2∓
2.
[跟踪训练]
已知a,b是方程x2-6x+4=0的两根,且a>
b>0,求
a-b
a+b
的值.
e
1.若a<
1
4
,则化简 (4a-1)2的结果是 ( )
A.4a-1 B.1-4a
C.- 4a-1 D.- 1-4a
2.(多选)下列根式与分数指数幂的互化中,正确的
是 ( )
A.-
4
x=-x
1
4(x>0)
B.x-
1
5=-
5
x(x>0)
C.x
y
-
3
4
=
4
y
x
3
(xy>0)
D.
8
y2=y
1
4
3.已知x
2
3+x-
2
3=5(x>0),那么x
1
3+x-
1
3=
( )
A.7 B.- 7 C.± 7 D.7
4.若10x=3,10y=4,则102x-y= .
4.1.2 指数函数的性质与图象
课标要求 情境导入
1.理解指数函数的概念,
了解底数的限制条件的
合理性.
2.掌握指数函数图象的
性质.
3.会应用指数函数的性质
求复合函数的定义域、
值域.
将一张报纸连续对折,折叠次数x 与对应的层数y 之间存在
什么关系? 对折后的面积S(设原面积为1)与折叠的次数有怎样
的关系?
折叠次数 对应层数 对折后的面积S
x=1 y=2=21 S=
1
2
x=2 y=4=22 S=
1
4=
1
2
2
x=3 y=8=23 S=
1
8=
1
2
3
…… …… ……
由上面的对应关系,我们可以归纳出第x 次折叠后对应的层数为y=2x(x∈
N*),对折后的面积S= 12
x
(x∈N*).
问题 实例中得到的两个函数解析式有什么共同特征?
·4·