内容正文:
16.1.2 幂的乘方与积的乘方
1.理解并掌握幂的乘方法则.
2.会运用幂的乘方法则进行幂的乘方的运算.
学习目标
3.了解并掌握积的乘方的法则,熟练运用幂的乘方的运算法则进行实际计算.
4.掌握积的乘方的运算法则的推导.
5.体会数式通性和从具体到抽象的思想方法在研究数学问题中的作用.
探究二:
填空,看看运算过程用到哪些运算律,从运算结果看能发现什么规律?
(1)(ab)2=(ab)•(ab)=(a•a)•(b•b)=a( )b( )
(2)(ab)3= = =a( )b( )
2
2
(ab)•(ab)•(ab)
(a•a•a)•(b•b•b)
3
3
那么,(ab)n=?(n为正整数)
新知探究
思考:积的乘方(ab)n =?
(ab)n
即:(ab)n=anbn (n为正整数)
=(ab)· (ab)· ··· ·(ab)
=(a·a···a)·(b·b···b)
=anbn
n个ab
n个a
n个b
新知探究
积的乘方等于把积的每个因式分别乘方,再把所得的幂相乘.
(ab)n =anbn(n为正整数)
积的乘方法则:
推广:三个或三个以上的积的乘方等于什么?
(abc)n =
anbncn (n为正整数)
新知探究
积的乘方的性质可以逆用,即anbn=
(ab)n(n为正整数).
重点:
(1)在积的乘方中,底数中的a,b可以是单项式,也可以是多项式;
(2)在进行积的乘方的运算时,要把底数中的每个因式分别乘方,不要漏掉任何一项.
新知探究
知识点1 幂的乘方
1.计算(x2)3的结果为( )
A.x5 B.x6 C.x8 D.x9
2.下列各式的括号内,应填入b4的是( )
A.b12=( )8 B.b12=( )6
C.b12=( )3 D.b12=( )2
B
C
3.计算:
(1)(105)3; (2)-(x7)4;
(3)-(xm)3; (4)(x2n+1)2;
(5)(a3)4·a6; (6)[(x+y)2]3.
解:原式=1015;
解:原式=-x28;
解:原式=-x3m;
解:原式=x4n+2;
解:原式=a18;
解:原式=(x+y)6.
知识点2 幂的乘方的逆运算
4.逆用幂的乘方的运算法则填空:
(1)a18=a2×_____=(_______)9=(________)2;
(2)a3x=a3×_____=(_______)3=(_______)x.
【变式】思想方法 整体思想已知(am)n=2,则(an)m= ______,(an)3m=_____,a4mn=_______.
9
a2
a9
x
ax
a3
2
8
16
5.(教材习题变式)已知xm=4,xn=3,求:
(1)x2m; (2)x3n.
解:(1)x2m=(xm)2=42=16;
(2)x3n=(xn)3=33=27.
知识点3 积的乘方
6.计算(ab2)2的结果正确的是( )
A.a2b2 B.a2b4 C.2a2b4 D.2ab2
7.下列运算正确的是( )
A.(2y)3=6y3 B.(x3y2)2=x5y4
C.(-2x5)3=-8x15 D.(x2y)n=x2nyn+1
B
C
8.计算:
(1)(3x)4; (2)(-xy)4;
(3)(-2a2b3)3; (4)(-3×102)4.
解:原式=81x4;
解:原式=x4y4;
解:原式=-8a6b9;
解:原式=8.1×109.
0.25
4
2 026
1
11.若k为正整数,则 =( )
A.k2k B.k2k+1 C.2kk D.k2+k
12.若(a2b3)n=a4bm,则m,n的值分别是( )
A.m=3,n=2 B.m=6,n=2
C.m=5,n=2 D.m=3,n=1
13. (教材习题变式)已知x-3y+2=0,则2x+y·4y-x=______.
B
A
4
14.计算:
(1)a3·a4·a-(a2)4+(-3a4)2;
解:原式=a8-a8+9a8
=9a8;
(2)[3(x+y)3]2-[2(x+y)2]3;
解:原式=9(x+y)6-8(x+y)6
=(x+y)6;
15.为了保护生态环境,造纸厂产生的废水排放前必须进行净化.已知某天产生的废水为7.9×106 dm3,正方体储水池的棱长为2×102 dm,请判断这些废水能否一次性注入储水池内净化,并说明理由.
解:能.理由:
∵(2×102)3=23×106=8×106(dm3)>7.9×106(dm3),
∴这些废水能一次性注入储水池内净化.
[核心素养:推理能力 运算能力]
16.(教材习题变式)若am=an(a>0且a≠1,m,n是正整数),则m=n.利用上面的结论解决下面的问题:
(1)若2×4x×8x=221,则x的值为________;
(2)如果3a+2·6a+2=182a-4,求a的值;
(3)已知am=bn=ab(a>0,b>0,a≠1,b≠0,m,n是正整数),判断m+n和mn的大小关系.
解:(1)4;
(2)∵3a+2·6a+2=182a-4,
∴(3×6)a+2=182a-4.
∴18a+2=182a-4.
∴a+2=2a-4,解得a=6;
(3)∵am=bn=ab,
∴(am)n=(ab)n①,(bn)m=(ab)m②.
由①×②,得(am)n·(bn)m=(ab)n·(ab)m,即(ab)mn=(ab)m+n,
∴mn=m+n.
(类型1) 化为同指数幂比较
【方法指导】当几个数的指数有公因数时,可化成同指数幂比较大小.
1.在比较216和312的大小时,我们可以这样来处理:
∵216=(24)4=164,312=(33)4=274,,又∵16<27,∴164<274,即216<312.
你能类似地比较3555,4444与5333的大小吗?
解:∵3555=(35)111=243111,4444=(44)111=256111,5333=(53)111=125111,
又∵125<243<256,
∴125111<243111<256111,即5333<3555<4444.
(类型2) 化为同底数幂比较
【方法指导】当几个数的底数可以化成同一个数的n次方时,可化成同底数幂比较大小.
2.已知a=8131,b=2741,c=961,试比较a,b,c的大小.
解:∵a=8131=(34)31=3124,,b=2741=(33)41=3123,c=961=(32)61=3122,
又∵124>123>122,
∴3124>3123>3122,即a>b>c.
运算性质 公式
同底数幂的乘法
幂的乘方
底数不变
底数不变
指数相加
指数相乘
am·an=am+n
(am)n=amn
同底数幂的乘法和幂的乘方的联系与区别:
归纳总结
1.填一填:(1) a10 =(a2)( )=(a5)( )
(2) 若am =3,那么:a2m = = .
幂的乘方法则的逆用:
想一想:amn可以写成什么形式?
amn = (am)n= (an)m
5
2
(am)2
9
例2:计算:
(1)(2a)3; (2)(-5b)3; (3)(xy2)2; (4)(-2x3)4.
解:(1)(2a)3 =23·a3=8a3 ;
(2)(-5b)3 =(-5)3·b3=-125b3 ;
(3)(xy2)2 =x2·(y2)2=x2y4 ;
(4)(-2x3)4 =(-2)4·(x3)4=16x12 .
要把“-”号一并考虑,把“-5”看作一个整体.
典例精析
1.下列计算中,错误的是 ( )
A.[(a+b)2]3=(a+b)6 B.[(a+b)2]5=(a+b)7
C.[(a-b)3]n=(a-b)3n D.[(a-b)3]2=(a-b)6
B
随堂检测
2.计算:(ab3)2的结果是( )
A.a2b2 B.a2b3 C.a2b6 D.ab6
3.下列等式错误的是( )
A.(2mn)2=4m2n2 B.(-2mn)2=4m2n2
C.(2m2n2)3=8m6n6 D.(-2m2n2)3=-8m5n5
C
D
4.计算:
(1);
(2)
解:(1)原式=
==0.
(2)原式=
随堂检测
解:(1)(ab)4=a4b4
(2)
(3)(-3×102)3=(-3)3×(102)3=-27×106=-2.7×107
(4)(2ab2)3=23·a3·(b2)3=8a3b6
5.计算:
(1)(ab)4 (2)
(3)(-3×102)3 (4)(2ab2)3
随堂检测
6.计算:
(1) (2)
解:原式=
=
=
=
解:原式=
.
随堂检测
幂的乘方与积的乘方
幂的乘方
(am)n=amn (m,n都是正整数)
积的乘方
幂的乘方法则的逆用:
amn=(am)n=(an)m
课堂小结
(ab)n=anbn(n为正整数).
积的乘方法则的逆用:
anbn=(ab)n(n为正整数).
1.(1)已知x2n=3,求(x3n)4的值;
(2)已知2x+5y-3=0,求4x·32y的值.
解:(1)(x3n)4=x12n=(x2n)6=36=729.
(2)∵2x+5y-3=0,
∴2x+5y=3.
∴4x·32y=(22)x·(25)y=22x·25y=22x+5y=23=8.
能力提升
2.(1)已知xn=5,yn=3,求(-xy)2n的值.
(2)已知2a=3,2b=6,2c=12,那么a,b,c是否满足a+c=2b的关系?请说明理由.
解:(1)(-xy)2n=x2n·y2n=(xn)2·(yn)2=52×32=225.
(2)满足a+c=2b的关系.
理由:由2a=3,2c=12,得2a+c=2a×2c=3×12=36.
因为2b=6,
所以22b=(2b)2=62=36.
所以2a+c=22b,即a+c=2b.
能力提升
知识点4 积的乘方的逆运算
9.计算:(0.25)2 026×42 026=(________×_______)_________=_______.
10.计算:(- eq \f(5,12))2 026×( eq \f(12,5))2 027=__________.
eq \f(12,5)
(3)( eq \f(12,5))2 025×(- eq \f(5,6))2 027×( eq \f(1,2))2 026.
解:原式=(- eq \f(12,5)× eq \f(5,6)× eq \f(1,2))2 025×(- eq \f(5,6))2× eq \f(1,2)
=-1× eq \f(25,36)× eq \f(1,2)=- eq \f(25,72).
$$