内容正文:
2.3 有理数的乘方
人教版七年级上册
二、教学目标
1. 理解有理数乘方的意义,掌握乘方、底数、指数、幂的相关概念;
2. 掌握有理数乘方的符号法则,能熟练进行有理数乘方运算;
3. 区分−an与(−a)n的本质区别,攻克高频易错点;
4. 掌握含乘方的有理数混合运算顺序,规范运算步骤;
5. 能利用乘方解决折叠、倍增等实际问题。
三、教学重难点
重点:
有理数乘方的概念、乘方符号法则、基础乘方运算、含乘方的混合运算。
难点:
1. (−a)n与−an的区别与运算;
2. 负数、分数的乘方书写规范;
3. 混合运算中乘方优先级的准确把控。
高频易错点:
混淆底数、奇偶次幂符号判断错误、漏加括号、混合运算顺序错乱。
四、教学过程
(一)导入新课
一张厚度为0.1mm的纸,对折1次2层,对折2次4层,对折3次8层。
提问:对折10次、20次有多少层?连续书写多个相同数相乘十分繁琐,有没有简便写法?
为了简便记录多个相同因数相乘,我们引入新运算——有理数的乘方。
(二)新知精讲
知识点一:乘方的基本概念与读写
1. 知识讲解
乘方定义:求n个相同因数a的积的运算,叫做乘方。
公式
各部分名称:an中,a叫做底数,n叫做指数,an读作“a的n次方”或“a的n次幂”。
特殊规定:1次方省略指数,如51=5;2次方又叫平方,3次方又叫立方。
核心本质:乘方是特殊的乘法(因数全部相同)
2. 配套例题1(概念辨析与读写)
写出下列乘方的底数、指数并读出算式:
(1)73 (2)(-4)2 (3)()4
解:(1)73底数是7,指数是3,读作7的3次方(7的立方)
解:(2)(-4)²底数是-4,指数是2,读作-4的2次方(-4的平方)
解:(3)()4底数是,指数是4,读作三分之二的4次方
3. 课堂练习1(概念专项过关)
写出下列乘方的底数、指数并读出算式:
(1)92 (2)(-5)3 (3)()5
解:(1)9²底数是9,指数是2,读作9的平方
解:(2)(-5)3底数是-5,指数是3,读作-5的立方
解: (3)()5底数是(),指数是5,读作负二分之一的5次方
4. 易错点拨
负数、分数作底数时,必须加括号,不加括号则底数仅为数字本身,不包含符号和分母。
知识点二:有理数乘方的符号法则
1. 知识讲解
通过计算归纳所有有理数乘方的符号规律(核心必考):
(1)正数的任何次幂都是正数;
(2)负数的偶次幂为正,奇次幂为负;
(3)0的任何正整数次幂都是0;
(4)1的任何次幂都是1,-1的偶次幂为1,奇次幂为-1。
运算步骤:先定符号(看底数正负、指数奇偶),再算绝对值的乘方。
2. 配套例题2(基础乘方运算)
计算:(1)34 (2)(-2)3 (3)(-5)2 (4)06
解:(1)正数的任何次幂为正,34=3×3×3×3=81
解:(2)负数的奇次幂为负,(-2)3=-2×2×2=-8,
解:(3)负数的偶次幂为正,(-5)²=5×5=25
解:(4)0的正整数次幂为0,06=0
3. 课堂练习2(符号运算专项)
计算:(1)25 (2)(-3)3 (3)(-4)4 (4)0100
解:(1)正数的任何次幂为正,25=2x2×2×2×2=32
解:(2)负数的奇次幂为负,(-3)3=-3×3×3=-27
解:(3)负数的偶次幂为正,(-4)4=4×4×4×4=256
解:(4)0的正整数次幂为0,0100=0
4. 易错点拨
符号只由负数底数+指数奇偶性决定,
正数、0的乘方符号固定不变。
知识点三:重难点辨析:(-a)n与-an的区别
1. 知识讲解
(1)(-a)n:底数是-a,表示n个-a相乘,符号由指数奇偶决定;
(2)-an:底数是a,表示an的相反数,先算乘方,再取相反数,结果恒为负(a>0时);
口诀:有括号全包底,无括号只包数。
2. 配套例题3(易错对比运算)
对比计算:(1)(- 3)²与-32 (2)(- 2)3与-23
解:(1)(- 3)² =(- 3) ×(- 3) = 9,- 3² = - (3 × 3) = -9
解:(2)(- 2)3 =(- 2) ×(- 2) ×(- 2) = - 8,
- 23 = - (2 x 2 × 2) = - 8
总结规律:偶次幂两者不等,奇次幂两者数值相等。
3. 课堂练习3(难点突破专项)
对比计算:(1)(-5)2和-52 (2)(-4)3和-43
解: (1)(-5)² =(- 5) ×(- 5) = 25, -5² =-(5 x 5) =- 25
解: (2)(- 4)3 =(- 4) ×(- 4) ×(- 4) =-64,
-43 =-(4 × 4 × 4) =- 64
4. 易错点拨
考试最高频错题:
无括号时,符号不参与乘方运算,必须先算数字乘方,再添负号。
知识点四:含乘方的有理数混合运算
1. 知识讲解
混合运算优先级(从高到低):
1. 先乘方,2. 再乘除,3. 最后加减;
同级运算从左到右,有括号先算括号内
(小括号→中括号→大括号)。
2. 配套例题4(混合运算精讲)
计算: -2² +(- 3)3×(-1)
解:先算乘方得-4+(-27)×(-1),
再算乘除得-4+27,
最后算加减得23
3. 课堂练习4(混合运算过关)
计算:(-1)4- 23÷4
解:先算乘方得1-8÷4,
再算除法得1-2,
最后算加减得-1
知识点五:乘方的实际应用
1. 知识讲解
乘方常用于:纸张折叠、细胞分裂、病毒倍增、存款复利等成倍增长/衰减问题,n次倍增即为底数为2、指数为n的乘方运算。
2. 配套例题5(实际应用)
一张纸对折1次2层,对折2次4层,按照此规律,对折8次后纸张有多少层?
解:根据规律对折n次层数为2n,
代入得28=256
答案:256层。
3. 课堂练习5(应用专项)
某种细菌每小时分裂一次,1个细菌1小时变2个,2小时变4个,求4小时后细菌的数量。
解:根据分裂规律,
4小时后数量为24=16
答案:16个。
(三)课堂小结
1.乘方三要素:底数、指数、幂,负底数、分数底数必须加括号;
2.符号法则:正恒正,0恒0,负底偶正奇负;
3.核心难点:(-a)n全包底,-an只底数乘方、后取反;
4.混合运算顺序:先乘方、再乘除、最后加减。
(四)当堂达标检测
1. 填空: (- 6)² = - 6² =
2. 计算: (- 2)3 + 3²
解: 1. (- 6)² = 36, - 6² =-36
解:2.先算乘方得-8+9,再算加减得1,答案:1。
(五)分层作业布置
1.基础作业
教材课后基础习题:乘方概念辨析、基础乘方计算、简单混合运算,夯实基础。
2.提升作业
完成(-a)n与-an对比运算、含乘方的复杂混合运算、1道乘方应用题。
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