内容正文:
第十六章 整式的乘法
16.1幂的乘法
第2课时 幂的乘方和积的乘方
学习目标:
1.经历幂的乘方、积的乘方运算法则的推导过程,熟练掌握两个公式,能准确进行基础运算、化简计算,能正确区分同底数幂相乘、幂的乘方、积的乘方三种易混淆运算。
2.通过类比、观察、猜想、归纳的探究过程,体会由特殊到一般的数学思想,提升符号运算能力与归纳推理能力。
3.养成先辨题型、再套法则的严谨解题习惯,克服指数运算常见混淆错误,感受整式运算的规律美与简洁性。
教学重点:掌握幂的乘方、积的乘方的运算法则,并能熟练、规范地进行计算。
教学难点:理解两个法则的推导逻辑,准确区分三种幂运算公式,能灵活处理含负号、多重乘方的综合运算。
同底数幂的乘法
法则
am·an=am+n (m,n都是正整数)
注意
同底数幂相乘,底数不变,指数相加
am·an·ap=am+n+p(m,n,p都是正整数)
直接应用性质
常见变形:(-a)2=a2, (-a)3=-a3
底数相同时
底数不相同时
先变成同底数再应用性质
温故知新
10
103
=边长2
=边长×边长
S正
问题1 请分别求出下列两个正方形的面积?
S小
=10×10
=102
=103×103
S正
=(103)2
=
106
=
106
探究新知
问题2 请根据乘方的意义及同底数幂的乘法填空,观察计算的结果,你能发现什么规律?证明你的猜想.
(32)3= ___ ×___ ×___
=3( )+( )+( )
=3( )×( )
=3( )
32
32
32
2
2
2
2
3
6
猜想:(am)n=_____.
amn
探究新知
证一证:
(am)n
幂的乘方法则
(am)n= amn
(m,n都是正整数)
即幂的乘方,底数______,指数________ .
不变
相乘
探究新知
同理:
(乘方的意义)
(乘法交换律、结合律)
(同底数幂相乘的法则)
问题3 根据乘方的意义及乘法交换律、结合律进行计算:
(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:
猜想结论:
因此可得:(ab)n=anbn (n为正整数).
(ab)n=anbn (n为正整数)
探究新知
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
(abc)n = anbncn (n为正整数)
(-a5)2表示2个-a5相乘,结果没有负号.
(-a2)5和(-a5)2的结果相同吗?为什么?
不相同.
(-a2)5表示5个-a2相乘,其结果带有负号.
新知迁移
想一想:下面这道题该怎么进行计算呢?
幂的乘方:
=(a6)4
=a24
[(y5)2]2=______=________
[(x5)m]n=______=________
(y10)2
y20
(x5m)n
x5mn
练一练:
新知迁移
新知小结
幂的乘方法则
(am)n= amn
(m,n都是正整数)
即幂的乘方,底数______,指数________ .
不变
相乘
积的乘方,等于把积的每一个因式分别_____,再把所得的幂________.
(ab)n = anbn (n为正整数)
积的乘方法则
乘方
相乘
(abc)n = anbncn (n为正整数)
例1 计算:
(1)(103)5 ;
解: (1) (103)5 = 103×5 = 1015;
(2) (a2)4 = a2×4 = a8;
(3) (am)2 =am·2=a2m;
(3)(am)2;
(2)(a2)4;
(4)-(x4)3;
(4) -(x4)3 =-x4×3=-x12.
(6) [(﹣x)4]3.
(5) [(x+y)2]3;
(5) [(x+y)2]3= (x+y)2×3 =(x+y)6;
(6) [(﹣x)4]3= (﹣x)4×3 = (﹣x)12 = x12.
例题解析
方法小结:运用幂的乘方法则进行计算时,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.
例2 计算:
(1) (2a)3 ; (2) (-5b)3 ;
(3) (xy2)2 ; (4) (-2x3)4.
解:(1)原式=
(2)原式=
(3)原式=
(4)原式=
= 8a3;
=-125b3;
=x2y4;
=16x12.
(2)3a3
(-5)3b3
x2(y2)2
(-2)4(x3)4
方法小结:运用积的乘方法则进行计算时,注意每个因式都要乘方,尤其是字母的系数不要漏乘方.
例题解析
例3 计算:
(1) (x4)3·x6;
(2) a2(-a)2(-a2)3+a10.
解: (1) (x4)3·x6 =x12·x6= x18;
(2) a2(-a)2(-a2)3+a10
= -a2·a2·a6+a10
= -a10+a10 = 0.
先乘方,再乘除
先乘方,再乘除,最后算加减
底数的符号要统一
例题解析
方法小结:与幂的乘方有关的混合运算中,一般先算幂的乘方,再算同底数幂的乘法,最后算加减,然后合并同类项.
例4 已知10m=3,10n=2,求下列各式的值.
(1)103m;(2)102n;(3)103m+2n.
解:(1)103m=(10m)3=33=27;
(2)102n=(10n)2=22=4;
(3)103m+2n=103m×102n=27×4=108.
方法小结:此类题的关键是逆用幂的乘方及同底数幂的乘法公式,将所求代数式正确变形,然后代入已知条件求值即可.
例题解析
例5 比较3500,4400,5300的大小.
解析:这三个幂的底数不同,指数也不相同,不能直接比较大小,通过观察,发现指数都是100的倍数,故可以考虑逆用幂的乘方法则.
解:3500=(35)100=243100,
4400=(44)100=256100,
5300=(53)100=125100.
∵256100>243100>125100,
∴4400>3500>5300.
方法小结:比较底数大于1的幂的大小的方法有两种:
(1)底数相同,指数越大,幂就越大;
(2)指数相同,底数越大,幂就越大.故在此类题中,一般先观察题目所给数据的特点,将其转化为同底数的幂或同指数的幂,然后再进行大小比较.
例题变式
例6 计算:
(1) -4xy2·(xy2)2·(-2x2)3;
(2) (-a3b6)2+(-a2b4)3.
解:(1)原式=-4xy2·x2y4·(-8x6)
=32x9y6;
(2)原式=a6b12+(-a6b12)
=0;
方法小结:涉及积的乘方的混合运算,一般先算积的乘方,再算乘法,最后算加减,然后合并同类项.
例题分析
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)
反向运用
am · an =am+n
(am)n =amn
an·bn = (ab)n,可使某些计算简捷
注意
运用积的乘方法则时要注意:
公式中的a、b代表任何代数式;每一个因式都要“乘方”;注意结果的符号、幂指数及其逆向运用(混合运算要注意运算顺序)
课堂小结
×
√
×
(1)(3cd)3=9c3d3;
(2)(-3a3)2= -9a6;
(3)(-2x3y)3= -8x6y3;
×
下面的计算对不对?如果不对,怎样改正?
(4)(-ab2)2= a2b4.
基础练习
如何简便计算(0.04)2004×[(-5)2004]2?
=(0.22)2004 × 54008
=(0.2)4008 × 54008
=(0.2 ×5)4008
=14008
(0.04)2004×[(-5)2004]2
=1.
解法一:
=(0.04)2004 × [(-5)2]2004
=(0.04×25)2004
=12004
=1.
= (0.04)2004 ×(25)2004
(0.04)2004×[(-5)2004]2
解法二:
技巧练习
方法小结:逆用积的乘方公式an·bn=(ab)n,要灵活运用,对于不符合公式的形式,要通过恒等变形,转化为公式的形式,再运用此公式可进行简便运算
(1)已知x2n=3,求(x3n)4的值;
(2)已知2x+5y-3=0,求4x·32y的值.
解:(1) (x3n)4=x12n=(x2n)6=36=729.
(2) ∵2x+5y-3=0,
∴2x+5y=3,
∴4x·32y=(22)x·(25)y=22x·25y=22x+5y=23=8.
提升练习
已知a=355,b=444,c=533,试比较a,b,c的大小.
解:a=355=(35)11=24311,
b=444=(44)11=25611,
c=533=(53)11=12511.
∵256>243>125,
∴b>a>c.
拓展练习
$