有理数乘方

有理数乘方

有理数乘方
求相同因数的积叫做乘方(involution),乘方运算的结果叫幂(power)。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。
  • 中文名:有理数乘方
  • 外文名:Rational power
  • 举例:同底数幂法则
  • 举例读法:2的2次幂

表示

2、7也可以看做是乘方运算的结果,这时它们表示数,分别读作“2的2次幂”、“7的3次幂”,其中2与7叫做底数(base),2与3叫做指数(exponent)。

这种求n个相同因数a的积运算叫做乘方(power),乘方的结果叫做(power),a叫做底数(basenumber),n叫指数(exponent)。任何数的0次方都是1,例:

(注:0º无意义)

同底数幂法则

同底数幂相乘除,原来的底数作底数,指数的和或差作指数。

推导:

中,

,那么

所以代入:

用字母表示为:

(m、n均为自然数

1)

;2)

;3)

1)

2)

3)

正整数指数幂法则

(k个a),其中

(即k为正整数)

指数为0幂法则

,其中

推导:

负整数指数幂法则

,其中

,

推导:

正分数指数幂法则

(k个a)

,其中

,m,

(即m,n为正整数)

负分数指数幂法则

,其中

,

推导:

分数指数幂时,当

,

,且

时,则该数在实数范围内无意义

特别地,0的非正数指数幂没有意义

平方差

两数和乘两数差等于它们的平方差。

用字母表示为:

推导:

幂的乘方法则

幂的乘方,底数不变,指数相乘

用字母表示为:

幂的乘方

特别指出

积的乘方

积的乘方,先把积中的每一个因数分别乘方,再把所得的幂相乘

用字母表示为:

这个积的乘方法则也适用于三个以上乘数积的乘方。如:

同指数幂乘法

同指数幂相乘,指数不变,底数相乘。

用字母表示为:

完全平方

两数和(或差)的平方,等于它们的平方的和加上(或者减去)它们的积的2倍

用字母表示为:

我们一般把前者叫作完全平方公式,把后者叫作完全平方差公式

立方和

立方差

多项式平方

二项式

艾萨克·牛顿发现了二项式。二项式是乘方里的复杂运算。右图为二项式计算法则。一般来说,二项式也可以这样表示:

1

11

121

1331

14641

15101051

………………

这就是著名的杨辉三角

速算

有些较特殊的数的平方,掌握规律后,可以使计算速度加快,现介绍如下。

由n个1组成的数的平方

我们观察下面的例子。

由以上例子可以看出这样一个规律;求由n个1组成的数的平方,先由1写到n,再由n写到1,即:

注意:其中n只占一个数位,满10应向前进位,当然,这样的速算不宜位数过多。

由n个3组成的数的平方

我们仍观察具体实例:

由此可知:

个位是5的数的平方

把a看作10的个数,这样个位数字是5的数的平方可以写成;

的形式。根据完全平方式推导;

由此可知:个位数字是5的数的平方,等于去掉个位数字后,所得的数与比这个数大1的数相乘的积,后面再写上25

图示

有理数乘方

一、目标预设

1、知识与技能

(1)在现实背景中,理解有理数乘方的意义,叙述有理数乘方的概念;

(2)能进行有理数的乘方运算。

2、过程与方法

变“幂”为“乘”是由转化的思想把新问题(有理数乘方)转化为旧知识(有理数的乘法)来解决,经历有理数乘方的概念的推导过程,体验乘方概念与有理数乘法的联系;

3、情感、态度与价值观

通过观察、类比、归纳得出正确的结论。发展综合运用所学知识的能力。

二、教学重难点

1、重点:在理解有理数乘方意义的基础上进行有理数的乘方运算。

2、难点:与所学知识进行衔接,处理带各种符号的乘方运算。

三、教学准备

1、教具:多媒体

2、预习建议:

(1)乘方的定义。

(2)乘方的初步运算。

四、教学方法:

引导探索法,尝试指导,充分体现学生的主体地位

五、教学设计思路:

教师给学生创设问题情境,鼓励学生积极参与,注重学生在认知过程中的思维,通过学生讨论、归纳得出的知识,比教师的单独讲解要记得牢,同时也培养学生归纳、总结的能力。然后通过一些练习来巩固这些知识。

1、创设情境,引出课题

①听音频资料,通过《棋盘上的学问》一则故事,引入问题:64个二相乘怎么计算?吸引学生注意,为下文引入乘方的概念铺垫。

师:到底国王傻不傻呢?大家先别急着下结论,等大家学完了本节课程,就能回答这个问题了。

②请大家看细胞分裂示意图,由计算并用算式表示出第一次,第二次,第三次,第n次分裂后细胞的个数,引入乘方的概念。

师:有些时候,我们会遇到几个相同因数相乘的式子,比如五个2相乘,我们要写很长,这样的式子有更简单的表示方式吗?

2、自主学习,讲解定义

(1)请大家阅读课本关于《有理数的乘方》这节课程的内容。(五分钟)

(2)请大家在阅读的同时,思考屏幕上的三个问题:(板书课题:有理数的乘方)

①什么叫乘方?

求个相同因数的积的运算叫乘方

②用字母怎么表示?读作什么?

③每个字母表示什么?

分别请学生回答相关的问题,培养学生自主学习的能力。

①乘方是一种和加减乘除一样的一种运算;

②指数n要以小写的形式写于底数的右上角;

③了解乘方的意义,从幂转为乘。

(3)了解乘方的指数,底数,幂的定义

乘方的结果叫做幂;在中,叫做底数,叫做指数。

明确了表示a的幂的这个式子的结构之后,做几道口答题。看屏幕,用基础题来调动学生参与讨论回答的积极性,为后续学习热身。

性质

正数的任何次幂都是正数,负数的奇次幂是负数,负数的偶次幂是正数,0的任何正整数次幂都得0.

例题

某种细胞每过30分便由一个分裂成2个。经过5h,这种细胞由一个能分裂成多少个?

解答:1个细胞30min后分裂成2个,1h后分裂成

个,1.5h后分裂成

个……

5h后要分裂10次,分裂成

(个)

为了简便,可将

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