内容正文:
第2章 有理数的运算
2.3 有理数的乘方(第2课时)
含乘方的混合运算与规律探究
数学新教材人教版 七年级上册
情境引入
有了乘方,计算顺序要补充
比较
中,是一个完整乘方运算。先算平方得9,再加2得11;若先算再平方,会变成另一个式子。
本课任务
把乘方加入已有四则运算体系,按乘方—乘除—加减的顺序逐层进行。括号仍可指定优先计算的范围,符号检查贯穿每一步。
情境引入
示例
比较与。
答:分别为18与36。
前式先平方,。
后式先括号,。
情境引入
示例
比较、与。
答:依次为9、−9、−27。
负号是否包含在底数内由括号决定。
负底数平方为正,立方为负。
新知讲授
有理数混合运算顺序
规则前两条
1.先乘方,再乘除,最后加减;2.同级运算,从左到右进行;
操作
先找到每个乘方的底数和指数,把幂算出后再做乘除。计算某部分时,其余部分要完整保留,特别注意负商前的减号。
新知讲授
括号中的运算优先
规则第三条
3.如有括号,先做括号内的运算,按小括号、中括号、大括号依次进行。
理解
先处理最内层括号,再逐层向外。括号内部仍需遵守先乘方、再乘除、最后加减,不能因为在括号里就不再区分运算级别。
新知讲授
先乘方不是只看幂的符号
完整替换
,,。把每个幂替换为正确结果后,原来它们前后的乘号、加号、减号仍要保留。
保护负结果
例如先变为,再得13;如果直接写成,就丢掉了乘方结果的负号。
新知讲授
同级从左到右仍然有效
乘除同级
先算幂为16,再从左到右得,不能把8与3先相乘当作整体除数。
加减同级
当所有幂和乘除都处理完,剩余加减可从左到右,也可以统一成加法后合理分组。每次重排都要带上各项符号。
例题讲解
例 3
计算。
答:。
先乘方:。
再乘法:。
最后加减:。
例题讲解
例 3
计算。
答:。
乘方与括号:。
乘除:。
加减:。
例题讲解
示例
计算、、,说明哪些相等。
答:第一、第三式都为−4,第二式为4。
无括号的−号不属于底数2。
外面再取负号相当于求平方结果的相反数。
新知讲授
观察数列:分开看符号与大小
符号线索
看到−2,4,−8,16,−32,64,先观察正负交替,这提示可能由一个负数反复相乘得到。
大小线索
绝对值2,4,8,16,32,64,每次是前一个的2倍。把符号与绝对值结合起来,可表示为。
例题讲解
例 4
观察三行数:①−2,4,−8,16,−32,64,…;②0,6,−6,18,−30,66,…;③−1,2,−4,8,−16,32,…。(1)第①行按什么规律排列?
答:第①行第n个数可写作。
每个数是前一个数的−2倍。
前六项依次对应指数1至6。
例题讲解
例 4
观察三行数:①−2,4,−8,16,−32,64,…;②0,6,−6,18,−30,66,…;③−1,2,−4,8,−16,32,…。(2)第②③行与第①行有什么关系?
答:②每项为①对应项加2;③每项为①对应项的。
逐位置比较:,等。
第三行:,等。
例题讲解
例 4
观察三行数:①−2,4,−8,16,−32,64,…;②0,6,−6,18,−30,66,…;③−1,2,−4,8,−16,32,…。(3)取每行第10个数,求它们的和。
答:。
①第10项为。
②③第10项分别为1026与512。
。
例题讲解
示例
数列−3,9,−27,81,…,按“每项乘−3”的规律继续,求第5项。
答:。
前四项对应至。
第5项为,与前一项乘−3一致。
方法归纳
计算与探究的两种组织
混合运算
① 先明确每个乘方的底数范围。
② 按括号、乘方、乘除、加减逐层替换。
数列规律
① 把符号变化与绝对值变化分别观察。
② 同一位置对比不同数列,并代回前几项检验。
课堂练习
练习
计算:
(1)
(2)
(3)
(4)
(1) 答:
先幂得1与−8,再算。
(2) 答:
先幂得−125与,再减。
课堂练习
练习
计算:
(1)
(2)
(3)
(4)
(3) 答:
括号内,转连乘。
(4) 答:
先幂和括号:。
课堂练习
巩固
计算:
(1)
(2)
(3)
(4)
(1) 答:
。
(2) 答:
。
课堂练习
巩固
计算:
(1)
(2)
(3)
(4)
(3) 答:
括号为,除法变乘后约分。
(4) 答:
。
课堂练习
巩固
计算:
(1)
(2)
(1) 答:
先幂:,除与乘互相抵消。
(2) 答:
先乘方、乘除,得。
新知讲授
数学活动:家庭账目的组织
记录方式
家庭收支记录中,收入记为正数、支出记为负数。先逐项记录日期、项目与金额,再分别统计总收入与支出的绝对值。
指标计算
总结余=总收入−总支出;每日平均支出=总支出÷天数。讨论节省方案时,应区分必要支出与可调整支出,并妥善保存账目。
课堂练习
活动
某家庭3天模拟收支:第1天收入300元、支出80元;第2天支出95元;第3天收入120元、支出65元。总收入、总支出、总结余和每日平均支出分别是多少?
答:420元、240元、180元、80元。
收入;支出。
结余,平均支出。
课堂练习
活动
原幻方三行为8,3,4;1,5,9;6,7,2。把−4,−3,−2,−1,0,1,2,3,4填入九格,使每行、每列与两条对角线的和相等。
3 −2 −1
-4 0 4
1 2 -3
答:三行可填:3,−2,−1;−4,0,4;1,2,−3。
把原方格中的每个数减去5。
每条线有三个数,线和由15变成。
课堂练习
活动
九格三行为3,−2,−1;−4,0,4;1,2,−3。检验三列及两条对角线之和。
答:三列与两条对角线的和均为0。
三列:,,。
两条对角线:、。
课堂练习
示例
计算。
答:。
两个幂分别为−1与1。
,无须重复连乘。
课堂练习
示例
小明把算成。正确结果是多少?
答:。
应先算,不是先算。
原式。
课堂练习
巩固
计算:
(1)
(2)
(1) 答:
先算负底数立方为−8,再取相反数。
(2) 答:
两个平方为4与9,最后相乘。
课堂练习
巩固
一个长方体的长、宽都是a,高为h,体积和表面积怎样计算?当a=2 cm、h=5 cm时,它们各是多少?
答:体积;表面积。
底面是边长a的正方形,体积。
两个底面、四个侧面,表面积;代入2、5计算。
课堂总结
含乘方的混合运算
顺序
括号优先;乘方、乘除、加减逐级进行。
底数
负号与分数是否在底数内,看括号范围。
同级
从左到右;每行保留未算部分。
规律
观察符号与绝对值,比较对应位置。
检验
估计正负,检查每层结果与实际意义。
针对训练
训练
应先算:A.6−2;B.2×(−3);C.。
答:C,原式为−12。
先乘方得9。
再乘得18,最后。
乘方优先于乘法。
针对训练
训练
;。
答:;。
18为偶数,−1的幂为1。
第二式先算,再取相反数。
指数作用范围不能凭负号数量判断。
针对训练
判断
判断下列说法是否正确,并说明理由。
(1) 。
错误
左−9,右9。
(2) 。
正确
同级从左到右。
(3) 有括号时括号内也先乘方。
正确
括号内部遵守运算级别。
(4) 。
正确
幂为−8,减负等于加正。
逐项确认底数、运算级别与符号。
针对训练
训练
。
答:。
先幂得−8与4,商为−6。
。
先将三个优先部分分别算准。
针对训练
训练
。
答:。
中括号内。
。
括号先整体求值,再参与外部除法。
针对训练
训练
。
答:。
幂为和9。
乘积−2,再算。
分数幂先化简后再与整数约分。
针对训练
训练
有人写。改正并说明。
答:正确结果为12。
。
应代入。
负幂的结果代入时用括号保护。
针对训练
训练
数列−2,6,−18,54,…,每项为前项的−3倍。求第5项与第6项。
答:−162与486。
。
。
依次乘−3,符号交替且绝对值扩大。
针对训练
训练
有3个棱长为2 cm的正方体和2个棱长为3 cm的正方体,模型互不重叠,总体积是多少?
答:78 cm³。
单个体积分别为与。
。
先算每种模型的立方体积,再乘个数后相加。
针对训练
训练
答对一题得分,答错一题扣分,不答得0分。小林答对6题、答错3题,总得分多少?
答:36分。
每题得8分或扣4分。
。
先把规则中的幂算出,扣分记为负数。
方法归纳
运算与建模的两种方法
按层级计算
① 看括号范围与底数范围。
② 每次计算一个层级,负结果代入时保留括号。
把问题转成式子
① 规律题先分开观察符号与绝对值。
② 应用题先确定单个量或单位量,再求总量。
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