内容正文:
第7章 幂的运算
7.1 同底数幂的乘法
初中数学苏科版(2024)七年级下册
学习目标
1.探索、理解、掌握同底数幂的乘法运算性质,并会用符号表示,知道幂的意义是推导同底数幂的乘法运算性质的依据.(重点)
2.运用同底数幂乘法的运算性质进行灵活运算.(难点)
3.感受从具体到抽象、从特殊到一般的思想方法,在发展推理能力和有条理的表达能力的同时,体会学习数学的兴趣,培养学习数学的信心.
情景导入
3 h为1.08×s,中国空间站运行3 h的路程约为7.68××1.08×
= (7.68×1.08)×(×)≈8.29×()(m).
因为×= (10×10×10)×(10×10×10×10)
=10×10×10×10×10×10×10=.
所以,中国空间站运行3 h的路程约为8.29×.
中国空间站的运行速度大约是7.68×m/s,运行3 h的路程大约是多少?
一、
同底数幂的乘法
问题 计算:
(1)102×105,10m·10n(m,n是正整数);
(2)23×24,a3·a4.
从上面的计算中,你发现了什么?
提示 (1)102×105=(10×10)×(10×10×10×10×10)=107;
10m×10n=×
==10m+n.
(2)23×24=(2×2×2)×(2×2×2×2)=27;
a3×a4=(a×a×a)×(a×a×a×a)=a7.
知识梳理
对于任意的底数a,当m,n是正整数时,由乘方的意义和乘法结合律知:
am·an=·
=
=am+n.
于是,我们得到同底数幂的乘法运算性质:同底数幂 ,底数 ,指数 .
用符号表示为:am·an=am+n(m,n是正整数).
相乘
不变
相加
知识梳理
注意点:对这个法则要注重理解“同底、相乘、不变、相加”这八个字(特别提醒:a的指数是1,计算时不要遗漏).
例1 (课本P5例1)计算:
(1)(-3)4×(-3)3;
解 (-3)4×(-3)3=(-3)4+3
=(-3)7=-37
=-2 187.
例1 (课本P5例1)计算:
(2)x·x7;
解 x·x7=x1+7
=x8.
例1 (课本P5例1)计算:
(3)a3m·a2m-1(m是正整数);
解 a3m·a2m-1=a3m+2m-1
=a5m-1.
例1 (课本P5例1)计算:
(4)(m-n)3·(m-n)2.
解 (m-n)3·(m-n)2=(m-n)3+2
=(m-n)5.
跟踪训练1 计算:
(1)a8·a3;
解 a8·a3=a8+3
=a11.
跟踪训练1 计算:
(2)-b6·b6;
解 -b6·b6=-b6+6
=-b12.
跟踪训练1 计算:
(3)(-10)10×(-10)13;
解 (-10)10×(-10)13=(-10)10+13
=(-10)23=-1023.
跟踪训练1 计算:
(4)(-a)2·(-a)·(-a)3.
解 (-a)2·(-a)·(-a)3=(-a)2+1+3
=(-a)6=a6.
二、
同底数幂的乘法的应用
例2 (课本P5例2)我国的“神威·太湖之光”超级计算机全部采用中国国产处理器构件,是世界上首台峰值计算速度超过10亿亿次/s的超级计算机.如果它的持续计算能力为9.3亿亿次/s,那么按这个速度运算1天能运算多少次?
解 24 h=24×3.6×103 s,
9.3亿亿次=9.3×108×108次.
(9.3×108×108)×(24×3.6×103)
=(9.3×24×3.6)×(108×108×103)
=803.52×1019
=8.035 2×1021(次).
即按这个速度运算1天能运算8.035 2×1021次.
跟踪训练2 (课本P7习题第5题)心宿二是一颗巨大的红超巨星,它的体积约是太阳的3.4×108倍.太阳的体积约是地球的1.3×106倍.心宿二的体积约是地球的多少倍?
解 3.4×108×1.3×106
=(3.4×1.3)×(108×106)
=4.42×1014.
即心宿二的体积约是地球的4.42×1014倍.
三、
拓展
例3 计算:
(1)34×(-3)3;
解 34×(-3)3=-34+3
=-37.
例3 计算:
(2)(m-n)3·(n-m)2;
解 (m-n)3·(n-m)2=(m-n)3·(m-n)2
=(m-n)3+2=(m-n)5.
例3 计算:
(3)已知m,n,p是正整数,计算am·an·ap.
解 am·an·ap=(am·an)·ap
=am+n·ap=am+n+p.
跟踪训练3 (课本P7习题第2题)计算:
(1)(x-y)m·(x-y)m+n·(y-x)(m,n是正整数);
解 (x-y)m·(x-y)m+n·(y-x)=-(x-y)m·(x-y)m+n·(x-y)
=-(x-y)2m+n+1.
跟踪训练3 (课本P7习题第2题)计算:
(2)xn·xn+1+x2n·x(n是正整数).
解 xn·xn+1+x2n·x=x2n+1+x2n+1
=2x2n+1.
例4 计算:已知10a=2,10b=3,求10a+b的值.
解 因为10a=2,10b=3,
所以10a+b=10a×10b=2×3=6.
反思感悟
同底数幂的乘法的逆运算:am+n=am·an(m,n是正整数).
跟踪训练4 已知2m=4,2n=16,求2m+n+1.
解 因为2m=4,2n=16,
所以2m+n+1=2m×2n×2=4×16×2=128.
1.代数式63×63×63×63×63可表示为
A.63×5 B.63+5
C.63×5 D.635
√
解析 63×63×63×63×63
=63+3+3+3+3
=63×5.
课堂练习
2.《孙子算经》中记载:“凡大数之法,万万曰亿,万万亿曰兆.”说明了大数之间的关系:1亿=1万×1万,1兆=1万×1亿,则1兆等于
A.108 B.1012
C.1016 D.1024
√
解析 1万=10 000=104,
1亿=10 000×10 000=108,
1兆=1万×1亿=104×108=1012.
课堂练习
3.若ax=2,ay=3,则ax+2y= .
18
解析 因为ax=2,ay=3,
所以ax+2y=ax·ay·ay=2×3×3=18.
课堂练习
4.计算:
(1)108×102;
解 原式=108+2
=1010.
课堂练习
4.计算:
(2)(-a)2·(-a)3;
解 原式=(-a)2+3
=-a5.
课堂练习
4.计算:
(3)xn+2·xn+1·xn·x;
解 原式=xn+2+n+1+n+1
=x3n+4.
课堂练习
4.计算:
(4)(m-1)2·(m-1);
解 原式=(m-1)2+1
=(m-1)3.
课堂练习
4.计算:
(5)(y+2)2·(y+2)4·(y+2).
解 原式=(y+2)2+4+1
=(y+2)7.
课堂练习
1.已知2m+2m+2m+2m=28,则m的值为 .
迁移拓展
6
解析 因为2m+2m+2m+2m=28,
所以4×2m=28,即22+m=28,
所以2+m=8,解得m=6.
2.阅读下面的文字,回答后面的问题:求5+52+53+…+5100的值.
解:令S=5+52+53+…+5100, ①
将等式两边同时乘以5得到5S=52+53+54+…5101, ②
②-①,得4S=5101+5,
所以S=.
问题:(1)求2+22+23+…+2100的值;
迁移拓展
解 令S=2+22+23+…+2100,①
将等式两边同时乘以2得到
2S=22+23+24+…+2101,②
②-①得S=2101-2,
即2+22+23+…+2100=2101-2.
迁移拓展
2.阅读下面的文字,回答后面的问题:求5+52+53+…+5100的值.
解:令S=5+52+53+…+5100, ①
将等式两边同时乘以5得到5S=52+53+54+…5101, ②
②-①,得4S=5101+5,
所以S=.
问题:(2)求4+12+36+…+4×340的值.
迁移拓展
解 4+12+36+…+4×340
=4,
令S=4,①
将等式两边同时乘以3得到
3S=4,②
②-①得2S=4,
S=2×.
迁移拓展
同
底
数
幂
的
乘
法
意义
运算
性质
底数相同的幂相乘
am·an=am+n
(m、n 是正整数)
推广
逆用
am·an·ap=am+n+p
(m、n、p 是正整数)
am+n=am·an
(m、n 是正整数)
课堂小结
谢谢观看
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