内容正文:
第18章 分式
18.4 整数指数幂
第1课时 负整数指数幂
【素养目标】
1.知道负整数指数幂 ( 是正整数)。(重点)
2.了解整数指数幂的意义和基本性质,会用文字和符号语言表述整数指数幂的基本性质,能根据整数指数幂的基本性质进行幂的运算。(难点)
3.通过探索负整数指数幂的运算性质,体会从特殊到一般是研究数学的一个重要方法, 培养抽象、归纳的能力。
【情境导入】
正整数指数幂运算
运算法则
指数的取值范围
同底数幂的乘法
幂的乘方
积的乘方
同底数幂的除法
商的乘方
这种幂的符号不仅简明、利于运算,而且有助于幂的运算的推广。
1676 年,牛顿提出了一个设想:
因为数学家将 , 写成
,所以我将 写成 .
你认为牛顿的这个设想合理吗?
【合作探究】
探究点一:负整数指数幂
思考:在 中,当 时,产生 0 次幂,那么当 时,会出现怎样的情况呢? 试着举例证明。
例如: ,或 .
讨论:将数字换成字母,算一算 “ ” 你发现了什么?
总结:我们想到如果规定 ,就能使“ ”这条性质也适用于像 这样的情形。
负整数指数幂的意义
一般地,我们规定:当 是正整数时这就是说, 是 的倒数。
深入思考:你现在能说出当分别是正整数、0、负整数时,各表示什么意思吗?
例1计算:
探究点二: 整数指数幂
【想一想】引入负整数指数幂后,指数的取值范围就推广到全体整数。 那么前面提到的正整数指数幂运算性质是否可以推广到整数指数幂?
【合作探究】 都是正整数) 这条性质能否推广到 是任意整数的情形?
运算过程
结果
这条性质对于 是任意整数的情形仍然适用。
【归纳总结】
运算法则
指数的取值范围
同底数幂的乘法
幂的乘方
积的乘方
同底数幂的除法
商的乘方
例2计算:
(1) (2)
(3) (4)
【合作探究】
(1)
即同底数幂的除法可以转化为同底数幂的乘法。
(2) .
即商的乘方可以转化为积的乘方。
整数指数幂的运算性质可以归结为:
(1) ( 都是整数);
(2) ( 都是整数);
(3) ( 是整数).
例3 若 有意义,则 的取值范围是什么?
【针对训练】
1.若 ,则 的大小关系是( )
A. B.
C. D.
当堂反馈
1. 计算:
(1) _______;
(2) _______;
(3) _______;
(4) _______.
2. 计算:
(1) ; (2) ;
(3) .
3. 已知 ,求 的值。
参考答案
复习导入
正整数指数幂运算
运算法则
指数的取值范围
同底数幂的乘法
是正整数
幂的乘方
是正整数
积的乘方
是正整数
同底数幂的除法
是 正整数且
商的乘方
是正整数
探究点一:负整数指数幂
深入思考:
对于 am ,设a≠0,则:m 为正整数时,am=am;m 为 0 时,am=1;
m 为负整数时, .
例1
探究点二: 整数指数幂
【合作探究】
运算过程
结果
【归纳总结】
运算法则
指数的取值范围
同底数幂的乘法
是整数
幂的乘方
是整数
积的乘方
是整数
同底数幂的除法
是整数
商的乘方
是整数
例2 解:(1) .(2) .
(3) .(4)
例3 解: 若 有意义,则 ,即 .
若 有意义,则 ,即 . 所以 且 .
【针对训练】1.
当堂反馈
1. (1) ; (2) ;
(3) ; (4) .
2. 计算:
(1) 解: 原式 .
(2) 解: 原式 .
(3) 解: 原式 .
3. 解:
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