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《正禾一本通》
高中同步高效导学案
数学(人教)·必修一
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第四章 指数函数与对数函数
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目
录
自主学习·新知感悟
合作探究·思维进阶
学以致用·课堂评价
课后分层练
自主学习·新知感悟
合作探究·思维进阶
学以致用·课堂评价
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4.1 指数
4.1.1 n次方根与分数指数幂
学习目标 1.理解n次方根、根式的概念,提升数学抽象素养.(重点) 2.理解分数指数幂的含义,能对根式与分数指数幂进行互化,提升数学运算素养.(重点) 3.掌握分数指数幂的运算性质,提升数学运算素养.(重点、难点)
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是数学史上第一个发现无理数的.他考虑了一个问题:边长为1的正方形其对角线长度是多少呢?
问题1 你能帮希伯斯解决这个问题么?
提示:根据勾股定理发现对角线的长度的平方为2.
判断是非:判断下面结论是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”.
(1)实数a的偶次方根有两个.( )
(2)0的任何次幂都等于0.( )
就是个a相乘.( )
是一个确定的实数.( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√
【自主评测】
n次方根与根式
问题2 如果x2=a,那么x叫做a的什么?这样的x有几个?x3=a呢?
提示:如果x2=a,那么x叫做a的平方根,这样的x有两个;如果x3=a,那么x叫做a的立方根,这样的x有一个.
1.n次方根
定义
一般地,如果xn=a,那么x叫做a的 ,其中n>1,且n∈N*
性质
n是
奇数
a>0
x>0
x仅有一个值,记为
a<0
x<0
n是
偶数
a>0
x有两个值,且互为相反数,记为
a<0
x在实数范围内不存在
eq \r(n,a)
n次方根
± eq \r(n,a)
eq \x(,0的任何次方根都是0,负数没有偶次方根.) 温馨提示
2.根式
(1)定义:式子叫做根式,这里n叫做 ,a叫做 .
(2)性质:(n>1,且n∈N*)
①n= .
②
根指数
被开方数
a
例1 (1)(链接教材:人教A版P105例1)=________;
(2)已知x≤-3,则=________;
(3)若=(5-x),则x的取值范围是____________.
(2)因为x≤-3,所以原式==|x-1|-|x+3|=-(x-1)+(x+3)=4.
解析:(1)原式=|π-4|+π-4=4-π+π-4=0.
解析:(3)因为=(5-x),
所以所以-5≤x≤5.
所以实数x的取值范围是{x|-5≤x≤5}.
答案:(1)0 (2)4 (3){x|-5≤x≤5}
变式探究 本例(2)中,若将条件“x≤-3”变为“-3<x<3”,其结果又是什么?
解:原式==|x-1|-|x+3|,
∵-3<x<3,∴当-3<x<1时,原式=-(x-1)-(x+3)=-2x-2;
当1≤x<3时,原式=(x-1)-(x+3)=-4.
∴原式=
根式化简与求值的思路及注意点,
(1)思路:首先要分清根式为奇次根式还是偶次根式,然后运用根式的性质进行化简.
(2)注意点:
①正确区分( eq \r(n,a))n与 eq \r(n,an)两式.
②运算时注意变式、整体代换,以及平方差、立方差和完全平方、完全立方公式的运用,必要时要进行讨论.
类题通法
分数指数幂
问题3 根据n次方根的定义和数的运算,得出以下式子,你能从中总结出怎样的规律?
①(a>0);
②(a>0);
③(a>0).
提示:当a>0时,根式可以表示为分数指数幂的形式,其分数指数等于根式的被开方数的指数除以根指数.
1.分数指数幂
正分数指数幂
规定:= (a>0,m,n∈N*,n>1)
负分数指数幂
规定: =
0的分数指数幂
0的正分数指数幂等于 ,
0的负分数指数幂
0
没有意义
2.有理数指数幂的运算性质
(1)aras= (a>0,r,s∈Q);
(2)(ar)s= (a>0,r,s∈Q);
(3)(ab)r= (a>0,b>0,r∈Q).
ar+s
ars
arbr
角度一 根式与分数指数幂的互化
例2 (链接教材:人教A版P106例3)将下列根式化成分数指数幂的形式:
(1)(a>0);
(2).
(2)原式= eq \f(1,\r(3,x·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x\s\up6(\f(2,5))))\s\up12(2)))= eq \f(1,\r(3,x·x\s\up6(\f(4,5))))= eq \f(1,\r(3,x\s\up6(\f(9,5))))= eq \f(1,(x\s\up6(\f(9,5)))\s\up6(\f(1,3)))= eq \f(1,x\s\up6(\f(3,5)))=x- eq \s\up6(\f(3,5))
解:(1)原式=.
类题通法
根式与分数指数幂互化的规律
(1)根指数化为
分数指数的分母,被开方数(式)的指数
化为分数指数的分子.
(2)在具体计算时,通常会把根式转化成分数指数幂的形式,然后利用有理数指数幂的运算性质解题.
角度二 化简求值问题
例3 (链接教材:人教A版P106例2)化简求值.
-2;
.
解:(2)原式==4a.
解:(1)原式==3-24+2=-19.
类题通法
指数幂运算的常用技巧
(1)有括号的要先算括号里面的.
(2)负指数幂化为正指数幂的倒数,根式化为分数指数幂.
(3)底数是小数,要先化成分数;底数是带分数,要先化成假分数.
(4)无理数指数幂的运算性质与有理数指数幂的运算性质相同.
1.已知x7=5,则x的值为( )
A.
B.
C.-
D.±
解析:选B.由根式的定义知x7=5,则x=.
2.(2025·青海西宁期末)若a=,则a+b等于( )
A.-10
B.10
C.-2
D.2
解析:选D.因为a==|-6|=6,所以a+b=2.
-1=________.
解析:原式==2-1+2=3.
答案:3
4.已知=4,则a+a-1=________.
解析:=4,两边平方得2=16,即a+2+a-1=16,即a+a-1=14.
答案:14
【基础巩固】
1.下列元素与集合的关系中,正确的是( )
A.-1∈N B.0∉N* C. eq \r(4)∉Q D.π2∈Z
解析:选D.∵m10=2,∴m是2的10次方根.又∵10是偶数,∴2的10次方根有两个,且互为相反数.∴m=±.
2.化简 的值是( )
A. B.- C.± D.-
解析:选B..
3.若x<,则 等于( )
A.3x-1
B.1-3x
C.(1-3x)2
D.非以上答案
解析:选B.∵x<,∴=|1-3x|=1-3x.
4.已知a>0,则化为( )
解析:选A. 集合A={x|x(x-1)=0}中代表元素x是方程x(x-1)=0的解,解x(x-1)=0得x=0或x=1,所以A={0,1}.
解析:选.
5.已知10m=2,10n=4,则的值为( )
A.2
B.
C.
D.2
解析:选C.- eq \r(x)=-x eq \s\up6(\f(1,2))(x≥0),故A错; eq \r(6,x2)=(-x) eq \s\up6(\f(1,3))(x≤0),故B错;x- eq \s\up6(\f(1,3))= eq \r(3,\f(1,x))(x≠0),故D错.
6.下列根式与分数指数幂的互化,正确的是( )
A.-(x≥0)
B.(x≤0)
(x>0)
(x≠0)
7.若x<0,则x+=________.
解析:∵x<0,∴|x|=-x, eq \r(x2)=|x|=-x,∴x+|x|+ eq \f(\r(x2),x)=x-x-1=-1.
答案:-1
.=________.
解析:+.
答案:
9.计算下列各式:
+16-0.75.
(a>0,b>0).
解:(1)原式=-1+(-2)-4+(24)-0.75=.
(2)原式=.
【综合运用】
10.(多选)若xn=a(x>0,n>1,n∈N*),则下列说法中正确的是( )
A.当n为奇数时,x的n次方根为a
B.当n为奇数时,a的n次方根为x
C.当n为偶数时,x的n次方根为±a
D.当n为偶数时,a的n次方根为±x
解析:选BD.当n为奇数时,a的n次方根只有1个,为x;
当n为偶数时,由于(±x)n=xn=a,所以a的n次方根有2个,为±x.
11.如果45x=3,45y=5,那么2x+y=________.
解析:由45x=3,得(45x)2=9,又45y=5,则452x×45y=9×5=45=451,即452x+y=451,故2x+y=1.
答案:1
解析:原式=3=3=m·n-3=2×3-3=.
答案:
12.已知m=2,n=3,则( eq \f(\r(3,m2)\r(n-3),n·\r(3,m-2))÷ eq \r(\f(m\r(n-4),n\r(m-2))))3的值是________.
13.设f(x)=,若0<a≤1,则f=________.
解析:f==.
又∵0<a≤1,∴a≤,∴f=-a.
答案:-a
解:设ax=by=cz=k,
则k>0,a=,
因此abc==k0=1.
【创新探索】
14.若a,b,c为正实数,ax=by=cz,=0,求abc.
$