1.1.2幂的乘除 (第2课时 幂的乘方) 学案 2025--2026学年北师大版七年级数学下册
2026-01-23
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摘要:
本初中数学讲义聚焦幂的乘方核心知识点,从地球、木星、太阳体积的实际问题切入,通过(6²)⁴、(a²)³等具体算式推导法则,对比同底数幂乘法梳理联系,构建“实际情境—具体计算—归纳法则—应用拓展”的学习支架。
资料以现实情境培养数学眼光,通过球体体积问题抽象出幂的乘方研究对象;以“尝试·思考”引导推理,从具体算式归纳(a^m)^n=a^(mn)法则,发展推理意识;设置对比表格、逆用练习及综合应用,提升运算能力与应用意识,课中助教师高效授课,课后供学生查漏补缺。
内容正文:
1.1.2幂的乘除 (第2课时 幂的乘方)
情景1.
如图,地球、木星、太阳可以近似地看成球体.木星、太阳的半径分别约为地球的10倍和102倍,它们的体积分别约为地球的多少倍?(球的体积公式是V=πr3,其中V是球的体积,r是球的半径.)
木星的半径约为地球的10倍,它的体积约为地球的103倍.
太阳的半径约为地球的102倍,它的体积约为地球的(102)3倍.
→思考:(102)3这个数,它有什么特点?(102)3又怎样计算?
这个数有两个指数,如果把102看成一个整体,那么(102)3这个数的底数也是幂.
· 对(102)3进行计算,我们称为“幂的乘方”
· 尝试·思考
1. 计算下列各式,并说明理由.
(1)(62)4;
(2)(a2)3;
(3)(am)2.
解:(1)(62)4= 62 × 62 × 62 × 62 =6( 2 )+ ( 2 )+ ( 2 )+ ( 2 )=6( 2 )×( 4 )=6( 8 );
(2)(a2)3= a2 × a2 × a2 =a( 2 )+ ( 2 )+ ( 2 )=a( 2 )×( 3 )=a( 6 );
(3)(am)2= am × am =a( m )+ ( m )=a( m )×( 2 )=a( 2m ).
2. 如果m,n正整数,那么(am)n等于什么?为什么?
· 幂的乘方运算公式:(am)n=amn(m,n都是正整数).即幂的乘方,底数不变,指数相乘.
注意:底数(即上面公式中的a)既可以是单项式,也可以是多项式
例1:计算
(1)(102)3;
(2)(b5)5;
(3)(an)3;
(4)-(x2)m;
(5)(y2)3·y
(6)2(a2)6-(a3)4.
解:(1)(102)3=102×3=106; (2)(b5)5=b5×5=b25; (3)(an)3=an×3=a3n;
(4)-(x2)m=-x2·m=-x2m ;(5)(y2)3·y=y2×3·y=y6·y=y7;(6)2(a2)6-(a3)4=2a2×6-a3×4=a12
随堂练习:
1. 计算
(1)(103)3;
(2)-(a2)5;
(3)(x3)4·x2.
解:(1)109;(2)-a10;(3)x14
2. 已知 xn=2,求x2n的值. 解:x2n=(xn)2=22=4.
情景2.
想一想:同底数幂的乘法法则与幂的乘方法则有什么相同点和不同点?
运算种类
公式
法则中运算
计算结果
底数
指数
同底数幂乘法
am·an=a m+n
乘法
不变
指数相加
幂的乘方
(am)n=amn
乘方
不变
指数相乘
练习1.
1. 计算(-a3)2的结果是( A ).
A. a6 B.-a6 C.-a5 D. a5
2. 计算(a2)3的结果是( D ).
A. 3a2 B. 2a3 C. a5 D. a6
3. 计算:(1)(103)4;(2) (-a5)6;(3)-(a5)3.
解:(1)1012;(2)a30;(3)-a15
情景3.
1. 下面这道题该怎么进行计算呢?
[(a2)3]4= (a6)4 = a24
2. [(am)n]p=?(m,n,p为正整数)能否利用幂的乘方法则来进行计算呢?
①(am)n=amn;②[amn]p=amnp(把amn中mn可以看做整体)
· 幂的乘方:[(am)n]p=amnp(m,n,p为正整数)
情景4.
(-a2)5和 (-a5)2的结果相同吗?与同伴交流.
不相同.(-a2)5表示5个-a2相乘,其结果带有负号; (-a5)2表示2个-a5相乘,结果没有负号.
情景5.
填一填:
(1)amn=( am )n=( an )m(m,n都是正整数);
(2)x13·x7=x( 20 )=( x4 )5=( ±x5 )4=( ±x2 )10;
(3)a2m=( ±am )2=( a2 )m (m为正整数).
· 幂的乘方法则可逆用,即amn=(am)n(m,n都是正整数).
此类题的关键是逆用幂的乘方及同底数幂的乘法法则,将所求代数式正确变形,然后代入已知条件求值即可.
练习2.
1. 下列计算正确的是( B ).
A. (x2)3=x5 B. (x3)4=x12 C. (xn+1)3=x3n+1 D. x5•x6=x30
2. 下列各式的括号内,应填入b4的是( C ).
A. b12=( )8 B. b12=( )6 C. b12=( )3 D. b12=( )2
3. 已知5m=3,5n=2,求下列各式的值.
(1)53m; (2)52n; (3)53m+2n.
解:(1)53m=(5m)3=33=27;(2)52n=(5n)2=22=4; (3)53m+2n=53m×52n=27×4=108.
4. 已知10x=m,10y=n,则102x+3y等于( D ).
A.2m+3n B.m2+n2 C.6mn D.m2n3
5. 若xm•x2m=3,求x9m的值.
解:∵xm•x2m=3,
∴x3m=3,
∴x9m=(x3m)3=33=27.
6. 若2x+5y-3=0,求4x·32y的值.
解:4x·32y=22x·25y=22x+5y=23=8.
7. 下面是底数大于1的数比较大小的两种方法:
①比较2a,2b的大小(a>0).
因为a>b,所以2a>2b,因为当底数相同时,指数越大幂的值越大;
②比较350和275的大小.
因为350=(32)25=925,275=(23)25=825,9>8,所以925>825,
即350>275.
因为当指数相同时,底数越大幂的值越大.
根据上述材料,回答下列问题.
(1)比较大小:320___<___915;(填写“>”“<”或“=”)
(2)已知a=355,b=444,c=533,试比较a,b,c的大小.
答案:533<355<444,即c<a<b.
8. 比较2100与375的大小.
提示:要比较乘方的大小,就得想办法,把它们变成底数一样,或者指数一样
解:因为2100=(24)25=1625, 375=(33)25=2725,
且16<27,所以2100<375.
巩固练习:
1. 计算:
(1)(82)3;
(2)-(a2)4;
(3)(x3)5·x3;
(4)[(-x)2]3;
(5)(-a)2·(a2)2;
(6)x·x4-x2·x3.
解:(1)(82)3=86;(2)-(a2)4=-a8;(3)(x3)5·x3=x18;
(4)[(-x)2]3=x6 ;(5) (-a2)·(a2)2=a6;(6) x·x4-x2·x3=0
2. 已知a x=-3,a y=3.求:
(1) ax+y的值;
(2) a3x的值;
(3) a3x+2y的值.
解:(1)ax+y=-9;(2)a3x=-27;(3)a3x+2y=-243.
3. 已知2m+3n=5,则4m·8n的值为( C ).
A.16 B.25 C.32 D.64
4. 已知a是正整数,比较大小:23a < 32a.(填“<”“>”“=”)
5. (1)若am=2,an=3,求a3m+2n的值;
(2)若3×9x×27x=326,求x的值.
解:(1)a3m+2n=72;(2)x=5.
6. 若am=an(a>0,a≠1,m,n都是正整数),则m=n,利用上面结论解决下面的问题:
(1)如果2x·23=32,求x的值;
(2)若x=5m-3,y=-25m,用含x的代数式表示y.
解:(1) x=2;(2)y=-(x+3)2
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1.1.2幂的乘除 (第2课时 幂的乘方)
情景1.
如图,地球、木星、太阳可以近似地看成球体.木星、太阳的半径分别约为地球的10倍和102倍,它们的体积分别约为地球的多少倍?(球的体积公式是V=πr3,其中V是球的体积,r是球的半径.)
木星的半径约为地球的10倍,它的体积约为地球的103倍.
太阳的半径约为地球的102倍,它的体积约为地球的(102)3倍.
→思考:(102)3这个数,它有什么特点?(102)3又怎样计算?
这个数有两个指数,如果把102看成一个整体,那么(102)3这个数的底数也是幂.
· 对(102)3进行计算,我们称为“幂的乘方”
· 尝试·思考
1. 计算下列各式,并说明理由.
(1)(62)4;
(2)(a2)3;
(3)(am)2.
解:(1)(62)4=__ ×__ ×__ ×__ =6( )+( )+( )+( )=6( )×( )=6( );
(2)(a2)3=__ ×__ ×__ =a( )+( )+( )=a( )×( )=a( );
(3)(am)2=__ ×__ =a( )+( )=a( )×( )=a( );
2. 如果m,n正整数,那么(am)n等于什么?为什么?
· 幂的乘方运算公式:(am)n=amn(m,n都是正整数).即幂的乘方,底数不变,指数相乘.
注意:底数(即上面公式中的a)既可以是单项式,也可以是多项式
例1:计算
(1)(102)3;
(2)(b5)5;
(3)(an)3;
(4)-(x2)m;
(5)(y2)3·y
(6)2(a2)6-(a3)4.
随堂练习:
1. 计算
(1)(103)3;
(2)-(a2)5;
(3)(x3)4·x2.
2. 已知 xn=2,求x2n的值.
情景2.
想一想:同底数幂的乘法法则与幂的乘方法则有什么相同点和不同点?
运算种类
公式
法则中运算
计算结果
底数
指数
同底数幂乘法
幂的乘方
练习1.
1. 计算(-a3)2的结果是( ).
A. a6 B.-a6 C.-a5 D. a5
2. 计算(a2)3的结果是( ).
A. 3a2 B. 2a3 C. a5 D. a6
3. 计算:(1)(103)4;(2) (-a5)6;(3)-(a5)3.
情景3.
1. 下面这道题该怎么进行计算呢?
[(a2)3]4= =
2. [(am)n]p=?(m,n,p为正整数)能否利用幂的乘方法则来进行计算呢?
· 幂的乘方:[(am)n]p=amnp(m,n,p为正整数)
情景4.
(-a2)5和 (-a5)2的结果相同吗?与同伴交流.
情景5.
填一填:
(1)amn=( )n=( )m(m,n都是正整数);
(2)x13·x7=x( )=( )5=( )4=( )10;
(3)a2m=( )2=( )m (m为正整数).
· 幂的乘方法则可逆用,即amn=(am)n(m,n都是正整数).
此类题的关键是逆用幂的乘方及同底数幂的乘法法则,将所求代数式正确变形,然后代入已知条件求值即可.
练习2.
1. 下列计算正确的是( ).
A. (x2)3=x5 B. (x3)4=x12 C. (xn+1)3=x3n+1 D. x5•x6=x30
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
3. 已知5m=3,5n=2,求下列各式的值.
(1)53m; (2)52n; (3)53m+2n.
4. 已知10x=m,10y=n,则102x+3y等于( ).
A.2m+3n B.m2+n2 C.6mn D.m2n3
5. 若xm•x2m=3,求x9m的值.
6. 若2x+5y-3=0,求4x·32y的值.
7. 下面是底数大于1的数比较大小的两种方法:
①比较2a,2b的大小(a>0).
因为a>b,所以2a>2b,因为当底数相同时,指数越大幂的值越大;
②比较350和275的大小.
因为350=(32)25=925,275=(23)25=825,9>8,所以925>825,
即350>275.
因为当指数相同时,底数越大幂的值越大.
根据上述材料,回答下列问题.
(1)比较大小:320_ _915;(填写“>”“<”或“=”)
(2)已知a=355,b=444,c=533,试比较a,b,c的大小.
8. 比较2100与375的大小.
提示:要比较乘方的大小,就得想办法,把它们变成底数一样,或者指数一样
巩固练习:
1. 计算:
(1)(82)3;
(2)-(a2)4;
(3)(x3)5·x3;
(4)[(-x)2]3;
(5)(-a)2·(a2)2;
(6)x·x4-x2·x3.
2. 已知a x=-3,a y=3.求:
(1) ax+y的值;
(2) a3x的值;
(3) a3x+2y的值.
3. 已知2m+3n=5,则4m·8n的值为( ).
A.16 B.25 C.32 D.64
4. 已知a是正整数,比较大小:23a 32a.(填“<”“>”“=”)
5. (1)若am=2,an=3,求a3m+2n的值;
(2)若3×9x×27x=326,求x的值.
6. 若am=an(a>0,a≠1,m,n都是正整数),则m=n,利用上面结论解决下面的问题:
(1)如果2x·23=32,求x的值;
(2)若x=5m-3,y=-25m,用含x的代数式表示y.
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