内容正文:
第7章 幂的运算
7.2 幂的乘方与积的乘方
第1课时 幂的乘方
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问题1:1 光年是指光在宇宙真空中沿直线一年所经过的距离,光年一般被用于衡量天体之间的距离.如果光的速度为每秒3×105 千米,一年约为3.2×107 秒,那么1 光年约为多少千米?
3×105×3.2×107=9.6×1012(千米).
列式的依据是什么? 计算的依据是什么?
列式的依据是“速度×时间=路程”,
计算的依据是乘法的交换律与结合律以及同底数幂的乘法运算性质.
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同底数幂的乘法运算性质是什么?之前是如何得出该结论的?
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问题2:冥王星是一颗矮行星.它可以近似看作半径为103 km的球体,它的体积约为多少(π取3.14)?
球的体积计算公式为 (其中V,r分别表示球的体积和半径).
对于(103)3=109,有什么发现?
因为(103)3=103×103×103=103+3+3=109,
所以冥王星的体积约为4.19×109 km3.
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计算下列各式,观察每组算式之间有什么关系.
(1)(23)2=______,26=______ ;
(2)[(-10)2]4= _______,(-10)8=_______;
(3) ______, _______.
从上面的计算中,发现了什么?根据发现,猜想(am)n=______.
任务一:探究幂的乘方运算性质
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计算:(1)(10m)3(m是正整数);
(2)(104)n(n是正整数);
(3)(am)3(m是正整数);
(4)(a4)n(n是正整数).
从上面的计算中,你发现了什么?
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对于任意的底数a,当m,n是正整数时,
乘方运算性质:幂的乘方,底数不变,指数相乘.
用符号表示为:(am)n=amn(m,n是正整数).
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提示:
(1)底数a可以是具体的数,也可以是代数式.
(2)幂的乘方中是指数相乘,而同底数幂的乘法中是指数相加.
(3)运算性质可推广为[(am)n]p=(amn)p=amnp(m,n,p是正整数).
(4)运算性质也可逆向表示为amn=(am)n=(an)m .
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任务二:幂的乘方运算性质的运用
例1 计算:
(1)(106)2;
(2)(am)4(m是正整数);
(3)-(y3)2;
(4)[(x-y)n ]2(n是正整数).
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解 (1)(106)2=106×2=1012;
(2)(am)4=am×4=a4m;
(3)-(y3)2=-y3×2=-y6;
(4)[(x-y)n]2=(x-y)n×2=(x-y)2n .
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例2 计算:
(1)x2·x4+(x3)2;
(2)(a3)3·(a4)3.
解 (1)x2·x4+(x3)2=x2+4+x3×2=x6+x6=2x6;
(2)(a3)3·(a4)3=a3×3·a4×3=a9·a12=a9+12=a21.
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能力进阶:
(1)已知2·8n·32n=225,求n的值;
(2)已知n是正整数,且x3n=2,求x6n+(x2n)3的值.
(1)由2·8n·32n=2·(23)n·(25)n =2·23n·25n=28n+1=225,得到一元一次方程8n+1=25,即可求解;
(2)把x6n+(x2n)3变形为(x3n)2+(x3n)2,再把x3n=2代入计算即可.
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能力进阶:
(1)已知2·8n·32n=225,求n的值;
(2)已知n是正整数,且x3n=2,求x6n+(x2n)3的值.
解 (1)因为2·8n·32n=2·(23)n·(25)n=2·23n·25n=28n+1=225,
所以8n+1=25,解得n=3.
(2)x6n +(x2n)3=(x3n)2+(x3n)2=2(x3n)2,当x3n=2时,原式=2×22=8.
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课堂评价
1. 下面的计算是否正确? 如有错误,请改正.
(1)(a3)2=a5;
(2)(b4)2=b16.
(1)错误,改正:(a3)2=a6;
(2)错误,改正:(b4)2=b8.
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课堂评价
2. 已知2a=3,4b=5,求2a+2b的值.
因为2a=3,4b=5,所以2a+2b=2a·22b=2a·4b=3×5=15.
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课堂评价
3. 一个正方体的棱长是102,它的体积是多少?
V=(102)3=102×3=106.
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课堂总结
本节课类比同底数幂的乘法,从特殊到一般探究了幂的乘方运算性质,幂的乘方运算转化为幂指数的乘法运算,其本质为乘方的意义和乘法运算律的综合运用的结果,可以帮助我们进一步简化代数式的运算.
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课堂总结
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