内容正文:
第2章 有理数
2.6.1 有理数的乘方
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学习目标
1.有理数乘方的意义,掌握乘方运算的符号法则;
2.能进行有理数乘方的运算;进一步体会由特殊到一般的数学思想方法.
问题:珠穆朗玛峰是世界的最高峰,它的海拔是8 848.86 米.把一张足够大的厚度为0.1 毫米的纸,连续对折30 次的厚度能超过珠穆朗玛峰,这是真的吗?
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3
我们知道,同一个加数连续相加可以用乘法表示,
如2+2=2×2,2+2+2=2×3,2+2+2+2=2×4,…,类似的,同一个因数的积也可以用一种简便形式表示,如2×2=22,读作“2的平方”;2×2×2=23,读作“2的3次方”;2×2×2×2=24,读作“2的4次方”……
一般地,n个相同因数的积a×a×…×a可以表示为an (n=1,2…).
n个
读作“a的n次方”
4
求相同因数的积的运算叫作乘方(power),相同因数叫作底数(base number),相同因数的个数叫作指数(exponent),乘方运算的结果叫作幂(power).乘方运算本质上是乘法运算,它是同一个因数连乘的简便形式.
a
指数
底数
幂
n
例如,26表示乘方运算时,读作“2的6次方”,2是底数,6是指数.
如果把26看作乘方运算的结果,这时它表示一个数,读作“2的6次幂”.
任务一:探究有理数乘方的概念
问题1:将一张包装纸对折,再对折……直到无法对折为止,你对折了多少次? 请用算式表示对折后得到的包装纸层数.
分析:因为每次对折后包装纸的层数都变为原来的2倍,所以包装纸层数与对折次数之间具有下面的关系.
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为了简便,我们将2×2记作22,22 读作“2的平方”(或“2的2次方”);2×2×2记作23,23 读作“2的立方”(或“2的3次方”);2×2×2×2记作24,24 读作“2的4次方”;那么n 个2相乘又该怎么表示呢?
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1.在 (-2)3 中,底数和指数分别是( A )
A. -2,3 B. 2,3 C. -2,-3 D. 2,-3
2.在 -23 中,底数和指数分别是( B )
A. -2,3 B. 2,3 C. -2,-3 D. 2,-3
8
64
4
3
25
2
-5
正
3.
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“2的n 次方”的表示方法. 读作“2的n 次方”.
如果把2换成a,n 个a相乘该怎么表示呢?
归纳1:一般地,n 个相同因数的积 可以表示为an (n=1,2…),读作“a 的n 次方”.
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归纳2:求相同因数的积的运算叫作乘方,相同因数叫作底数,相同因数的 个数叫作指数,乘方运算的结果叫作幂.乘方运算本质上是乘法运算,它是同一 个因数连乘的简便形式.在an 中,a叫作底数,n叫作指数.当an 看作a 的n 次方的结果时,它表示一 个数,读作“a的n 次幂”.
强调:一 个数可以看成这 个数本身的一次方,实际上是一种规定.也可以理解为指数就是指相乘的因数的 个数,指数是1,就是指只有一 个因数.
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例1 计算:
(1) 36; (2) 63;(3) (-2)4;(4) (-5)3.
(4) (-5)3=(-5)×(-5)×(-5)
=-(5×5×5)
=-125.
(3) (-2)4 =(-2)×(-2)×(-2)×(-2)
=+(2×2×2×2)
=16;
(2) 63=6×6×6=216;
(1) 36=3×3×3×3×3×3=729;
解:
例2 计算:
(1) ; (2) ; (3) .
解:(1) =××××=;
(2) =××=-(××)=;
(3) =×××=+(×××)=.
任务二:有理数乘方的运算
例1 计算:
(1)36; (2)63; (3)(-2)4; (4)(-5)3.
解:(1)36=3×3×3×3×3×3=729.
(2)63=6×6×6=216.
(3)(-2)4=(-2)×(-2)×(-2)×(-2)=16.
(4)(-5)3=(-5)×(-5)×(-5)=-125.
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问题2:(1)(-2)4 可以写成-24 吗? 为什么?
(1)(-2)4 表示4 个-2相乘,-24 表示4 个2相乘的相反数,(-2)4 与-24互为相反数.
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1. (-1)10,(-7)13,,是正数还是负数?结果的正负情况和什么有关?
解:(-1)10, 是正数,(-7)13,是负数.
结果的正负情况与指数有关,负数的偶次幂是正数,负数的奇次幂是负数.
2. 当n是偶数时, (-1)n等于多少?当n是奇数时,(-1)n等于多少?
解:当n是偶数时, (-1)n=1,当n是奇数时,(-1)n=-1.
小组讨论
正数的任何次幂都是正数;
负数的奇数次幂是负数,负数的偶数次幂是正数.
通过探究可以发现:
特别地,一个数的二次方,也称为这个数的平方,任意一个数的平方都是非负数;一个数的三次方,也称为这个数的立方,
正数的立方是正数,负数的立方是负数.
总结:
负数的乘方在书写时一定要把整 个负数连同负号用小括号括起来;
分数的乘方在书写时一定要把整 个分数(有负号的连同负号)用小括号括起来.
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1. 填空:
(1)25=( )2;(2)169=( )2;(3)8=( )3;(4)27=( )3.
±5
±13
2
3
2. 计算:
(1)23-(-2)3+(-1)4-12; (2)-60÷(-2)2.
解:(1)原式=8-(-8)+1-1 =8+8+1-1
=16
(2)原式=-60÷4
=-15.
小试牛刀
任务三:探究有理数乘方的符号规律
问题3:(1)(-1)10,(-7)13, 是正数还是负数? 结果的正负情况和什么有关?
(-1)10 表示10 个-1相乘,结果为正;(-7)13 表示13 个-7相乘,结果为负; 结果的正负情况和指数有关.
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(2)当n是偶数时,(-1)n =1;当n是奇数时,(-1)n =-1.
正数的任何次幂都是正数;负数的奇数次幂是负数,负数的偶数次幂是正数.
一个数的二次方,也称为这个数的平方;一个数的三次方,也称为这 个数的立方.任意一个数的平方都是正数还是负数? 一个数的立方呢?
任意一个数的平方都是非负数;正数的立方是正数,负数的立方是负数.
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(1)在表示有理数的乘方时,指数写在右上角并且要写得小一些;
(2)当底数是分数或负数时,要把底数用括号括起来。
小结:
1.(-1)3的计算结果是( )
A.1 B.-1 C.-3 D.3
2.(-4)3表示( )
A.3乘-4 B.3个-4连加
C.3个-4连乘 D.4个-3连乘
C
B
课堂评价
C
C
24
5. 0.40 (创新题)找规律:
(1)填空:41= ;42= ;
43= ;44= ;
45= ;46= ;…
(2)你发现4的幂的个位数字有什么规律?
(3)42 024的个位数是什么数字?为什么?
解:(2)4的奇次幂的个位数字是4,4的偶次幂的个位数字是6.
(3)6,因为2 024是偶数,所以个位数字是6.
4 096
1 024
256
64
16
4
课堂练习
基础巩固
6. 计算:
(1) (-1)÷ ;
(2) ÷ ;
解:
解:
(3) 2 ÷ ;
解:-2
(4) (-3)÷ ÷(-1.5).
解:5
通过本节课的学习,你能说说有理数的乘方的概念吗? 有理数乘方的符号法则有哪些?在进行有理数乘方运算时,有什么注意事项?
课堂总结
27
有理数的乘方
有理数乘方的意义和底数、指数和幂的概念
有理数乘方运算的方法
有理数乘方运算的幂的符号规律
课堂小结
通过本节课的学习,收获了哪些知识? 掌握哪些方法? 积累了哪些经验?
课堂总结
29
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