内容正文:
专题01 指数运算8种常见考法归类
(题型突破·举一反三)
题型 01 根式的概念及辨析
题型 02 根式的性质化简或求值
题型 03 有限制条件的根式的化简
题型 04 多重根式的化简
题型 05 根式与指数幂的互化
题型 06 利用指数幂运算性质化简
题型 07 解简单的指数方程
题型 08 整体换元法解决条件求值
▌题型01 根式的概念及辨析
1.核心逻辑
分清平方根、立方根、次方根概念;判断根式什么时候有意义:偶次根式,被开方数≥0;奇次根式,被开方数可取全体实数。区分“平方根”与“算术平方根”。
2.解题步骤
①看根指数是奇数还是偶数;
②偶次根式:列不等式,被开方数大于或等于0,求字母取值范围;
③奇次根式:被开方数没有非负限制;
④区分概念:正数有两个互为相反数的平方根;立方根正负与被开方数保持一致;算术平方根只取非负。
3.易错提醒
偶数次根式忽略被开方数≥0;混淆平方根和算术平方根;误以为负数没有立方根。
【例1】【多选】(2026高一·全国·开学考试)下列说法不正确的是( )
A.的平方根是 B.负数没有立方根
C. D.1的立方根是
【答案】ABD
【分析】利用根式的性质化简判断即可.
【详解】A选项:因为=9,所以9的平方根是,即的平方根是,故选项A不正确,符合题意;
B选项:由立方根的性质可知负数的立方根是负数,故选项B不正确,符合题意;
C选项:由题可得,故选项C正确,不符合题意;
D选项:由立方根的性质可知1的立方根是1,故选项D不正确,符合题意.
故选:ABD.
【变式1-1】【多选】(2026高一·云南曲靖·阶段检测)若,则下列四个式子中有意义的是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】根据根式的意义逐一判断可得.
【详解】因为,所以为偶数,,所以有意义,A正确;
取,则,所以无意义,B错误;
因为的根指数为奇数,所以有意义,C正确;
若,则,所以无意义,D错误.
故选:AC
【变式1-2】(2026高一·全国·课后作业)若有意义,则的取值范围是________.
【答案】
【分析】根据根式、指数幂的性质列不等式组求参数范围即可.
【详解】因为有意义,
所以,
解得且,
所以的取值范围为.
故答案为:.
【变式1-3】(2026高一·江苏·寒假作业)若有意义,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据给定的式子有意义,列式求解即得.
【详解】由有意义,得,解得,
所以a的取值范围是.
故选:B
▌题型02 根式的性质化简或求值
1.核心逻辑
利用的性质:奇次直接去根号保留;偶次开出来必须加绝对值。纯数字运算直接计算。
2.解题步骤
①判断根指数奇偶;
②根指数为奇数:,直接化简;
③根指数为偶数:;
④去掉绝对值,算出最终结果;
⑤多个根式混合运算,逐个化简,再做加减乘除。
3.易错提醒
偶次根式开根号忘记加绝对值;直接把,忽略可以是负数。
【例2】(2026高一·陕西渭南·期末)化简:__________.
【答案】
【分析】直接根据根式、对数运算性质计算即可.
【详解】.
故答案为:.
【变式2-1】(2026高一·四川绵阳·期中)计算:( )
A. B.2 C.4 D.
【答案】C
【分析】由根式的运算性质求解即可
【详解】.
故选:C
【变式2-2】【多选】(2026高三·全国·一轮复习)下列各式运算正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【分析】根据根式运算法依次验证各个选项即可得到结果.
【详解】对于A,,A正确
对于B,,B正确,
对于C,,C错误,
对于D,,D错误,
故选:AB.
【变式2-3】(2026高一·江苏南通·期中)化简:( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】借助平方根与立方根性质计算即可得.
【详解】.
故选:A.
▌题型03 有限制条件的根式的化简
1.核心逻辑
题目给出字母的取值范围,先判断字母或者代数式正负,偶次根式开方得到绝对值,结合条件去掉绝对值符号。
2.解题步骤
①读题,圈出题目给出字母范围;
②根式化简,偶次根式先写成绝对值形式;
③根据已知条件,判断绝对值里面式子的正负;
④正数直接去掉绝对值,负数去掉绝对值加负号;
⑤合并同类项,得到最简结果。
3.易错提醒
不看条件直接去掉绝对值;不判断正负,默认表达式大于0。
【例3】(2026高一·江西赣州·期中)若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先判断的正负,然后利用根式运算化简原式即可求得结果.
【详解】因为,所以,
所以,
故选:C.
【变式3-1】(2026高三·海南海口·阶段检测)若代数式有意义,则_________.
【答案】1
【分析】由二次根式有意义得到的取值范围,化简所求代数值,由的取值范围去掉绝对值符号即可得到解.
【详解】由题意可知:,∴
∴
故答案为:1
【变式3-2】(2026高一·江苏宿迁·阶段检测)若,则______.
【答案】
【分析】根据题意结合根式的运算求解即可.
【详解】因为,
又因为,则,
所以.
故答案为:.
【变式3-3】(2026高一·河北石家庄·阶段检测)若,则________.
【答案】
【分析】利用化简,并去绝对值求出答案.
【详解】因为,所以.
故答案为:
▌题型04 多重根式的化简
1.核心逻辑
一层一层由内向外化简,优先算内层根式;多重根式可以转化分数指数幂计算。
2.解题步骤
①从最内层根式开始计算化简;
②方法一:逐层根式运算;
③方法二:全部改写成分数指数幂,指数相乘运算;
④化为最简形式,结果不保留多层嵌套根号。
3.易错提醒
指数运算时指数相加、相乘混淆;运算顺序搞反,从外层先算。
【例4】(2026高三·全国·专题练习)_________.
【答案】/
【分析】根据根式的性质即可求解.
【详解】,
故答案为:
【变式4-1】(2026高一·全国·暑假作业)化简________.
【答案】/
【分析】根据根式与指数幂的运算化简可得.
【详解】.
故答案为:.
【变式4-2】(2026高一·全国·专题练习)求值_______.
【答案】4
【分析】直接利用根式的运算性质化简
【详解】.
故答案为:4
【变式4-3】(2026高一·全国·专题练习)化简________.
【答案】6
【分析】根据根式的运算性质可求出结果.
【详解】
.
故答案为:.
▌题型05 根式与指数幂的互化
1.核心逻辑
互化公式:,。
> 注意:底数为负数的时候,不随便转化成分数指数幂,优先保留根式。
2.解题步骤
①看清根指数、被开方数的指数;
②根式化分数指数幂:根指数做分母,被开方的指数做分子;
③分数指数幂化根式:分母做根指数,分子做被开方数的指数;
④多重根式,指数连乘化简;
⑤负数底数,若根指数为偶数,则式子无意义。
3.易错提醒
分子分母写颠倒;负数底数随意转化为分数指数幂。
【例5】(2026·上海)为不为1的任意实数,则( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由,则.
【变式5-1】(2026高一·上海徐汇·期末)设,用有理数指数幂的形式表示:________.
【答案】
【分析】根据根式与分数指数幂的互化公式,及有理数指数幂的运算性质计算即可.
【详解】.
故答案为:
【变式5-2】(2026高一·甘肃·期末)已知,则的分数指数幂的形式为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据分数指数幂和根式的关系逐层转化即可.
【详解】.
故选:A
【变式5-3】(2026高一·北京顺义·期中)根式化成分数指数幂为___________.
【答案】
【分析】根据指数幂的定义进行解答即可.
【详解】.
故答案为:.
▌题型06 利用指数幂运算性质化简
1.核心逻辑
指数幂运算法则()
;;
;。
复杂式子,统一转化成分数指数幂,再进行指数运算。
2.解题步骤
①把全部根式改写成分数指数幂;
②同底数幂相乘,指数相加;同底数幂相除,指数相减;
③幂的乘方,指数相乘;积的乘方分别乘方;
④合并整理,结果可以写成指数幂,也可以按需还原为根式;
⑤带字母的化简,注意条件。
3.易错提醒
乘方时指数加减和乘除混淆;不统一转化,根式、分数指数幂混在一起直接运算。
【例6】(2026高一·全国·专题练习)计算;
【答案】
【分析】由指数幂的运算性质、根式与有理数指数幂的关系分别计算各式即可得答案.
【详解】
;
【变式6-1】(2026高一·福建泉州·期中)计算____________
【答案】4
【详解】.
【变式6-2】(2026·陕西安康·模拟预测)若,则___________.(用m,n表示)
【答案】
【分析】由条件结合指数幂的运算性质可得,结合关系可得结论.
【详解】因为,所以,
所以.
【变式6-3】(2026高一·浙江杭州·期中)__________.
【答案】
【详解】
▌题型07 解简单的指数方程
1.核心逻辑
同底法:若,则;
复杂形式使用换元,令,转为代数方程求解,解完舍去负数解。
2.解题步骤
①等式两边化为同一个底数的指数形式;
②底数相同,且底数不为0、1,则指数相等,解方程;
③不能化为同底,做换元:令,注意;
④解出,舍去的解;
⑤回代求。
3.易错提醒
换元之后忘记,保留负根;底数为1或0的时候,不能直接指数相等。
【例7】方程的解为( )
A.2 B.﹣2 C.﹣1 D.1
【答案】C
【解析】∵,∴x﹣1=﹣2,∴x=﹣1.故选:C.
【变式7-1】关于的方程的解为 .
【答案】
【解析】由可得,即,
因为,可得,故.
所以,方程关于的方程的解为.
故答案为:.
【变式7-1】关于的方程的解的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.4
【答案】B
【解析】解:原方程即,化简可得,
令,可得,该方程有且只有一个正根,
由于单调递增,所以与一一对应,即原方程只有一个解.故选:.
【变式7-3】方程的解为 .
【答案】或
【解析】由题意可得,
所以,即,解得或,
故答案为:或
▌题型08 整体换元法解决条件求值
1.核心逻辑
已知、这类条件,利用完全平方公式整体代换,不求的具体值,直接整体求目标代数式。
常用:。
2.解题步骤
①观察已知式和目标式之间的平方、立方关系;
②对已知等式两边平方(或立方),整体求出中间代数式;
③根据题意判断代数式正负(开平方要取正负);
④整体代入目标表达式求值;
⑤不单独求,减少计算量。
3.易错提醒
完全平方漏掉中间常数项2;开平方不判断正负,直接取正值。
【例8】(2026高一·贵州毕节·阶段检测)若,且,则( )
A. B. C. D.8
【答案】C
【分析】利用完全平方公式求出,再由完全平方公式求出,即可得解.
【详解】,
,
即,
,
,
又,,
.
【变式8-1】(26-27高一·全国·暑假作业)若 ,求下列各式的值:
(1);
(2)
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为 ,
所以.
(2)由 ,且,
所以.
【变式8-2】(2026高一·内蒙古呼和浩特·期中)已知,则______.
【答案】/
【分析】根据题意结合平方关系可得,,代入即可得结果.
【详解】因为,两边同时平方得,即,
对两边同时平方得,即,
所以.
故答案为:.
【变式8-3】【多选】(2026高一·全国·暑假作业)已知,下列各式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】根据题目条件,结合完全平方公式、立方和公式逐项判断可得答案.
【详解】A.,故A正确;
B.,故B错误;
C.由可知,故,
因为,所以,故C正确;
D.因为,
又,所以原式,故D正确.
故选:ACD.
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专题01 指数运算8种常见考法归类
(题型突破·举一反三)
题型 01 根式的概念及辨析
题型 02 根式的性质化简或求值
题型 03 有限制条件的根式的化简
题型 04 多重根式的化简
题型 05 根式与指数幂的互化
题型 06 利用指数幂运算性质化简
题型 07 解简单的指数方程
题型 08 整体换元法解决条件求值
▌题型01 根式的概念及辨析
1.核心逻辑
分清平方根、立方根、次方根概念;判断根式什么时候有意义:偶次根式,被开方数≥0;奇次根式,被开方数可取全体实数。区分“平方根”与“算术平方根”。
2.解题步骤
①看根指数是奇数还是偶数;
②偶次根式:列不等式,被开方数大于或等于0,求字母取值范围;
③奇次根式:被开方数没有非负限制;
④区分概念:正数有两个互为相反数的平方根;立方根正负与被开方数保持一致;算术平方根只取非负。
3.易错提醒
偶数次根式忽略被开方数≥0;混淆平方根和算术平方根;误以为负数没有立方根。
【例1】【多选】(2026高一·全国·开学考试)下列说法不正确的是( )
A.的平方根是 B.负数没有立方根
C. D.1的立方根是
【变式1-1】【多选】(2026高一·云南曲靖·阶段检测)若,则下列四个式子中有意义的是( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(2026高一·全国·课后作业)若有意义,则的取值范围是________.
【变式1-3】(2026高一·江苏·寒假作业)若有意义,则a的取值范围是( )
A. B.
C. D.
▌题型02 根式的性质化简或求值
1.核心逻辑
利用的性质:奇次直接去根号保留;偶次开出来必须加绝对值。纯数字运算直接计算。
2.解题步骤
①判断根指数奇偶;
②根指数为奇数:,直接化简;
③根指数为偶数:;
④去掉绝对值,算出最终结果;
⑤多个根式混合运算,逐个化简,再做加减乘除。
3.易错提醒
偶次根式开根号忘记加绝对值;直接把,忽略可以是负数。
【例2】(2026高一·陕西渭南·期末)化简:__________.
【变式2-1】(2026高一·四川绵阳·期中)计算:( )
A. B.2 C.4 D.
【变式2-2】【多选】(2026高三·全国·一轮复习)下列各式运算正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式2-3】(2026高一·江苏南通·期中)化简:( )
A. B. C. D.
▌题型03 有限制条件的根式的化简
1.核心逻辑
题目给出字母的取值范围,先判断字母或者代数式正负,偶次根式开方得到绝对值,结合条件去掉绝对值符号。
2.解题步骤
①读题,圈出题目给出字母范围;
②根式化简,偶次根式先写成绝对值形式;
③根据已知条件,判断绝对值里面式子的正负;
④正数直接去掉绝对值,负数去掉绝对值加负号;
⑤合并同类项,得到最简结果。
3.易错提醒
不看条件直接去掉绝对值;不判断正负,默认表达式大于0。
【例3】(2026高一·江西赣州·期中)若,则( )
A. B. C. D.
【变式3-1】(2026高三·海南海口·阶段检测)若代数式有意义,则_________.
【变式3-2】(2026高一·江苏宿迁·阶段检测)若,则______.
【变式3-3】(2026高一·河北石家庄·阶段检测)若,则________.
▌题型04 多重根式的化简
1.核心逻辑
一层一层由内向外化简,优先算内层根式;多重根式可以转化分数指数幂计算。
2.解题步骤
①从最内层根式开始计算化简;
②方法一:逐层根式运算;
③方法二:全部改写成分数指数幂,指数相乘运算;
④化为最简形式,结果不保留多层嵌套根号。
3.易错提醒
指数运算时指数相加、相乘混淆;运算顺序搞反,从外层先算。
【例4】(2026高三·全国·专题练习)_________.
【变式4-1】(2026高一·全国·暑假作业)化简________.
【变式4-2】(2026高一·全国·专题练习)求值_______.
【变式4-3】(2026高一·全国·专题练习)化简________.
▌题型05 根式与指数幂的互化
1.核心逻辑
互化公式:,。
> 注意:底数为负数的时候,不随便转化成分数指数幂,优先保留根式。
2.解题步骤
①看清根指数、被开方数的指数;
②根式化分数指数幂:根指数做分母,被开方的指数做分子;
③分数指数幂化根式:分母做根指数,分子做被开方数的指数;
④多重根式,指数连乘化简;
⑤负数底数,若根指数为偶数,则式子无意义。
3.易错提醒
分子分母写颠倒;负数底数随意转化为分数指数幂。
【例5】(2026·上海)为不为1的任意实数,则( ).
A. B. C. D.
【变式5-1】(2026高一·上海徐汇·期末)设,用有理数指数幂的形式表示:________.
【变式5-2】(2026高一·甘肃·期末)已知,则的分数指数幂的形式为( )
A. B. C. D.
【变式5-3】(2026高一·北京顺义·期中)根式化成分数指数幂为___________.
▌题型06 利用指数幂运算性质化简
1.核心逻辑
指数幂运算法则()
;;
;。
复杂式子,统一转化成分数指数幂,再进行指数运算。
2.解题步骤
①把全部根式改写成分数指数幂;
②同底数幂相乘,指数相加;同底数幂相除,指数相减;
③幂的乘方,指数相乘;积的乘方分别乘方;
④合并整理,结果可以写成指数幂,也可以按需还原为根式;
⑤带字母的化简,注意条件。
3.易错提醒
乘方时指数加减和乘除混淆;不统一转化,根式、分数指数幂混在一起直接运算。
【例6】(2026高一·全国·专题练习)计算;
【变式6-1】(2026高一·福建泉州·期中)计算____________
【变式6-2】(2026·陕西安康·模拟预测)若,则___________.(用m,n表示)
【变式6-3】(2026高一·浙江杭州·期中)__________.
▌题型07 解简单的指数方程
1.核心逻辑
同底法:若,则;
复杂形式使用换元,令,转为代数方程求解,解完舍去负数解。
2.解题步骤
①等式两边化为同一个底数的指数形式;
②底数相同,且底数不为0、1,则指数相等,解方程;
③不能化为同底,做换元:令,注意;
④解出,舍去的解;
⑤回代求。
3.易错提醒
换元之后忘记,保留负根;底数为1或0的时候,不能直接指数相等。
【例7】方程的解为( )
A.2 B.﹣2 C.﹣1 D.1
【变式7-1】关于的方程的解为 .
【变式7-1】关于的方程的解的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.4
【变式7-3】方程的解为 .
▌题型08 整体换元法解决条件求值
1.核心逻辑
已知、这类条件,利用完全平方公式整体代换,不求的具体值,直接整体求目标代数式。
常用:。
2.解题步骤
①观察已知式和目标式之间的平方、立方关系;
②对已知等式两边平方(或立方),整体求出中间代数式;
③根据题意判断代数式正负(开平方要取正负);
④整体代入目标表达式求值;
⑤不单独求,减少计算量。
3.易错提醒
完全平方漏掉中间常数项2;开平方不判断正负,直接取正值。
【例8】(2026高一·贵州毕节·阶段检测)若,且,则( )
A. B. C. D.8
【变式8-1】(26-27高一·全国·暑假作业)若 ,求下列各式的值:
(1);
(2)
【变式8-2】(2026高一·内蒙古呼和浩特·期中)已知,则______.
【变式8-3】【多选】(2026高一·全国·暑假作业)已知,下列各式正确的是( )
A. B.
C. D.
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专题01 指数运算8种常见考法归类
▌题型01 根式的概念及辨析
【例1】【答案】ABD
【分析】利用根式的性质化简判断即可.
【详解】A选项:因为=9,所以9的平方根是,即的平方根是,故选项A不正确,符合题意;
B选项:由立方根的性质可知负数的立方根是负数,故选项B不正确,符合题意;
C选项:由题可得,故选项C正确,不符合题意;
D选项:由立方根的性质可知1的立方根是1,故选项D不正确,符合题意.
故选:ABD.
【变式1-1】【答案】AC
【分析】根据根式的意义逐一判断可得.
【详解】因为,所以为偶数,,所以有意义,A正确;
取,则,所以无意义,B错误;
因为的根指数为奇数,所以有意义,C正确;
若,则,所以无意义,D错误.
故选:AC
【变式1-2】【答案】
【分析】根据根式、指数幂的性质列不等式组求参数范围即可.
【详解】因为有意义,
所以,
解得且,
所以的取值范围为.
故答案为:.
【变式1-3】【答案】B
【分析】根据给定的式子有意义,列式求解即得.
【详解】由有意义,得,解得,
所以a的取值范围是.
故选:B
▌题型02 根式的性质化简或求值
【例2】【答案】
【分析】直接根据根式、对数运算性质计算即可.
【详解】.
故答案为:.
【变式2-1】【答案】C
【分析】由根式的运算性质求解即可
【详解】.
故选:C
【变式2-2】【答案】AB
【分析】根据根式运算法依次验证各个选项即可得到结果.
【详解】对于A,,A正确
对于B,,B正确,
对于C,,C错误,
对于D,,D错误,
故选:AB.
【变式2-3】【答案】A
【分析】借助平方根与立方根性质计算即可得.
【详解】.
故选:A.
▌题型03 有限制条件的根式的化简
【例3】【答案】C
【分析】先判断的正负,然后利用根式运算化简原式即可求得结果.
【详解】因为,所以,
所以,
故选:C.
【变式3-1】【答案】1
【分析】由二次根式有意义得到的取值范围,化简所求代数值,由的取值范围去掉绝对值符号即可得到解.
【详解】由题意可知:,∴
∴
故答案为:1
【变式3-2】【答案】
【分析】根据题意结合根式的运算求解即可.
【详解】因为,
又因为,则,
所以.
故答案为:.
【变式3-3】【答案】
【分析】利用化简,并去绝对值求出答案.
【详解】因为,所以.
故答案为:
▌题型04 多重根式的化简
【例4】【答案】/
【分析】根据根式的性质即可求解.
【详解】,
故答案为:
【变式4-1】【答案】/
【分析】根据根式与指数幂的运算化简可得.
【详解】.
故答案为:.
【变式4-2】【答案】4
【分析】直接利用根式的运算性质化简
【详解】.
故答案为:4
【变式4-3】【答案】6
【分析】根据根式的运算性质可求出结果.
【详解】
.
故答案为:.
▌题型05 根式与指数幂的互化
【例5】【答案】B
【详解】由,则.
【变式5-1】【答案】
【分析】根据根式与分数指数幂的互化公式,及有理数指数幂的运算性质计算即可.
【详解】.
故答案为:
【变式5-2】【答案】A
【分析】根据分数指数幂和根式的关系逐层转化即可.
【详解】.
故选:A
【变式5-3】【答案】
【分析】根据指数幂的定义进行解答即可.
【详解】.
故答案为:.
▌题型06 利用指数幂运算性质化简
【例6】【答案】
【分析】由指数幂的运算性质、根式与有理数指数幂的关系分别计算各式即可得答案.
【详解】
;
【变式6-1】【答案】4
【详解】.
【变式6-2】【答案】
【分析】由条件结合指数幂的运算性质可得,结合关系可得结论.
【详解】因为,所以,
所以.
【变式6-3】【答案】
【详解】
▌题型07 解简单的指数方程
【例7】【答案】C
【解析】∵,∴x﹣1=﹣2,∴x=﹣1.故选:C.
【变式7-1】【答案】
【解析】由可得,即,
因为,可得,故.
所以,方程关于的方程的解为.
故答案为:.
【变式7-1】【答案】B
【解析】解:原方程即,化简可得,
令,可得,该方程有且只有一个正根,
由于单调递增,所以与一一对应,即原方程只有一个解.故选:.
【变式7-3】【答案】或
【解析】由题意可得,
所以,即,解得或,
故答案为:或
▌题型08 整体换元法解决条件求值
【例8】【答案】C
【分析】利用完全平方公式求出,再由完全平方公式求出,即可得解.
【详解】,
,
即,
,
,
又,,
.
【变式8-1】【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为 ,
所以.
(2)由 ,且,
所以.
【变式8-2】【答案】/
【分析】根据题意结合平方关系可得,,代入即可得结果.
【详解】因为,两边同时平方得,即,
对两边同时平方得,即,
所以.
故答案为:.
【变式8-3】【答案】ACD
【分析】根据题目条件,结合完全平方公式、立方和公式逐项判断可得答案.
【详解】A.,故A正确;
B.,故B错误;
C.由可知,故,
因为,所以,故C正确;
D.因为,
又,所以原式,故D正确.
故选:ACD.
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