内容正文:
16.1.2
幂的乘方与积的乘方
1.掌握幂的乘方与积的乘方运算法则,知道其推导出来的过程.
2.能熟练地进行幂的乘方与积的乘方的运算.
3.会双向应用幂的乘方与积的乘方公式.
用六个边长为 102 的正方形木板,制作一个正方体木箱,那么这个木箱的体积是多少?
102
102
=边长×边长×边长
V正
=(边长)3
=(102)3
结果还能继续计算吗?
根据乘方的意义及同底数幂的乘法法则,你会计算 (102)3 吗?
(102)3 = 102 ×102 ×102
= 10 2 + 2 + 2
= 10 2 × 3
= 10 6 .
探究与应用
问题1 根据乘方的意义及同底数幂的运算性质填空:
(1)(32)3=32×32×32=3( );
(2)(a2)3=a2·a2·a2=a( );
(3)(am)3=am·am·am=a( )(m是正整数).
活动1 理解并能运用幂的乘方的性质进行计算
观察思考
6
6
3m
问题2 观察上面的计算结果,你能用符号表示你发现的规律吗?
问题3 你能将上面的规律推导出来吗?
问题4 通过上面的探索和推导,你能用文字语言概括出来吗?
解:(am)n=amn(m,n都是正整数).
解:幂的乘方,底数不变,指数相乘.
解:(am)n===amn.
即:同底数幂相乘,底数不变,指数相加.
am·an=am+n(m,n都是正整数).
1.说一说同底数幂的乘法的运算法则?
2.填空:(1)am·an·ap=_________(m,n,p都是正整数).
(2) a=_____.
am+n+p
a1
引入新知
用六个边长为 3x 的正方形木板,制作一个正方体木箱,那么这个木箱的体积是多少?
=边长×边长×边长
V正
=(边长)3
=(3x)3
如何计算该结果呢?
8
探究点一:幂的乘方运算
探究:根据乘方的意义及同底数幂的乘法填空,观察计算结果,你能发现什么规律?
(1) (32)3 = 32×32 ×32 = 3( );
(2) (a2)3 = a2·a2 ·a2 = a( );
(3) (am)3 = am·am ·am = a( ).
6
6
3m
幂的乘方,底数______,指数____.
猜想
观察计算结果,你能发现规律并提出猜想吗?
幂的乘方 结果的底数 结果的
指数 指数的计算过程
(102)3 =106 10 6
(32)3 = 36 3 6
(a2)3 = a6 a 6
(am)3 = a3m a 3m
不变
相乘
6 = 2×3
3m = m×3
6 = 2×3
6 = 2×3
探究点一:幂的乘方运算
一般地,对于任意底数 a 与任意正整数 m,n.
(am)n =
am·am·…·a m
n 个 am
= am+m+…+m
n 个 m
= amn.
【验证猜想】
探究点一:幂的乘方运算
幂的乘方的性质:(am)n= (m,n都是正整数),即幂的乘方,底数 ,指数 .
概括新知
amn
不变
相乘
性质推广:
[(am)n]p=(amn)p=amnp(m,n,p都是正整数);[(a+b)m]n=(a+b)mn(m,n都是正整数).
记 拓展
探究新知
【思考】下列两式有什么特点?
(1)
(2)
底数为两个因式相乘,积的形式.
这种形式为积的乘方
探究新知
【探究】尝试应用之前所学的知识进行计算,运算过程用到了哪些运算律,你能发现结果又什么规律?
(乘方的意义)
(乘法交换律、结合律)
(同底数幂相乘的法则)
【发现】结果把积的每一个因式分别乘方,再把所得的幂相乘.
(ab)n = ?
(ab)·(ab)
(ab)2
(a·a)·(b·b)
a( )b( )
2
2
(ab)·(ab)·(ab)
(ab)3
a( )b( )
3
3
(a·a·a)·(b·b·b)
【幂的乘方法则】
运算法则:
文字说明:
(am)n = amn (m,n 都是正整数).
幂的乘方,底数______,指数____.
不变
相乘
探究点一:幂的乘方运算
(1) ( 103 )5 ; (2) ( a4 )4 ; (3) ( am )2; (4) -( x4 )3.
例1 计算:
解:(1) (103)5 = 103×5 = 1015 ;
(2) (a4)4 = a4×4 = a16 ;
(3) (am)2 = am·2 = a2m ;
(4) -( x4 )3 = -x4×3 = -x12.
探究点一:幂的乘方运算
(教材典题)计算:
(1)(103)5;
(2)(a4)4;
(3)(am)2;
(4)-(x4)3.
解:(1)(103)5=103×5=1015.
(2)(a4)4=a4×4=a16.
(3)(am)2=am×2=a2m.
(4)-(x4)3=-x4×3=-x12.
理解应用
例 1
运用幂的乘方的性质进行计算时,一定不要将幂的乘方与同底数幂的乘法混淆.在幂的乘方中,底数可以是单项式,也可以是多项式.
巧 归纳
展学要求:
(积极展示,自信大方)
①组长主持,分工讲解;
②有没有补充和质疑的?
探究新知
【展学】
(3分钟)
(乘方的意义)
(乘法交换律、结合律)
(同底数幂的乘法法则)
(ab)n = ?
探究新知
(ab)n = (ab)· (ab)· ··· ·(ab)
n个(ab)
= (a · a · ··· ·a) · (b · b · ··· · b)
n 个 a
n 个 b
= anbn.
证明:
思考:积的乘方 (ab)n = ?
猜想结论:
因此可得:(ab)n = anbn (n 为正整数).
(ab)n = anbn (n 为正整数)
(1) [( 22 )2 ]2 =_______=______;
( 24 )2
(2) [ ( 3x )y ]4 = _______=_______;
(3xy)4
(3) {[(m - n)3]2}4 = ___________=________.
[ (m - n)6 ]4
当幂进行三次或三次以上乘方运算时,是否也具有这一性质呢?
a8
34xy
(m - n)24
看作整体
探究点一:幂的乘方运算
(1) 公式 (am)n = amn 中的底数 a 不仅可以代表数、单项式,还可以代表多项式等其他式子.
(2) [(am)n] p= a m · n · p (m,n,p 都是正整数).
探究点一:幂的乘方运算
逆用幂的乘方的性质填空:
(1)x13·x7=x( )=( )5=(x( ))4=(x2)( );
(2)a3m=( )3=(a( ))m.
例 2
20
x4
5
10
am
3
幂的乘方的逆运算
amn=(am)n=(an)m(m,n都是正整数),不是amn=am·an(m,n都是正整数).
辨 易错
用六个边长为 3x的正方形木板,制作一个正方体木箱,那么这个木箱的体积是多少?
=边长×边长×边长
V正
=(边长)3
=(3x)3
27x3
如何计算该结果呢?
26
积的乘方的逆用
积的乘方:
底数中的a、b不仅可以代表数、单项式,还可以代表多项式等其他式子.
anbn (ab)n(n是正整数).
(ab)n = anbn ( n 为正整数).
例2 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.
根据幂的乘方法则逆运用,将所求式子变形为已知式子,然后整体代换计算求值.
总结
探究点一:幂的乘方运算
问题:计算下列各式.
(1)(2×3)2 =______; 22×32 =______ ;
(2)(2×5)3 =______; 23×53 =______ ;
(3)(3×5)2 =______; 32×52 =______ ;
36
36
1000
1000
225
225
观察两者有什么关系?
探究点二:积的乘方运算
2
活动2 理解并能运用积的乘方的性质进行计算
观察思考
填空并回答问题:
(1)(ab)2=(ab)·(ab)=(a·a)·(b·b)=a( )b( );
(2)(ab)3=( )·( )·( )
=( · · )·( · · )
=a( )b( );
2
ab
ab
ab
a
a
a
b
b
b
3
3
(3)(ab)n==()·()
=a( )b( )(n是正整数).
以上运算过程用到哪些运算律?运算结果有什么规律?
n
n
n
n
n
运算过程用到乘法的交换律与结合律.
运算结果的规律:积的乘方,等于把积的每一个因式分别乘方,再把所得的幂相乘.
观察三组式子的结果,我们得到下面三个等式:
(1)(2×3)2 = 22×32
(2)(2×5)3 = 23×53
(3)(3×5)2 = 32×52
思考:你发现了什么规律?
你能证明这个猜测吗?
积的乘方,等于把积的每一个因式分别_______,再把所得的幂________.
乘方
相乘
猜想
探究点二:积的乘方运算
课堂小结
幂的运算性质
性质
am·an = am+n, (am)n = amn, (ab)n = anbn
( m、n 都是正整数)
逆用
am+n = am·an amn = (am)n an·bn = (ab)n
注意
运用积的乘方法则时要注意:
公式中的 a、b 可以代表任何实数或式子;
每一个因式都要“乘方”;
结果的符号、幂指数及公式的逆向运用技巧
(混合运算要注意运算顺序)
数学思想和方法:①类比 ②转化 ③特殊到一般 ④逆向思维.
$