有理數乘方

有理數乘方

有理數乘方
求相同因數的積叫做乘方(involution),乘方運算的結果叫幂(power)。正數的任何次幂都是正數,負數的奇數次幂是負數,負數的偶數次幂是正數。
  • 中文名:有理數乘方
  • 外文名:Rational power
  • 舉例:同底數幂法則
  • 舉例讀法:2的2次幂

表示

2、7也可以看做是乘方運算的結果,這時它們表示數,分别讀作“2的2次幂”、“7的3次幂”,其中2與7叫做底數(base),2與3叫做指數(exponent)。

這種求n個相同因數a的積運算叫做乘方(power),乘方的結果叫做(power),a叫做底數(basenumber),n叫指數(exponent)。任何數的0次方都是1,例:

(注:0º無意義)

同底數幂法則

同底數幂相乘除,原來的底數作底數,指數的和或差作指數。

推導:

中,

,那麼

所以代入:

用字母表示為:

(m、n均為自然數

1)

;2)

;3)

1)

2)

3)

正整數指數幂法則

(k個a),其中

(即k為正整數)

指數為0幂法則

,其中

推導:

負整數指數幂法則

,其中

,

推導:

正分數指數幂法則

(k個a)

,其中

,m,

(即m,n為正整數)

負分數指數幂法則

,其中

,

推導:

分數指數幂時,當

,

,且

時,則該數在實數範圍内無意義

特别地,0的非正數指數幂沒有意義

平方差

兩數和乘兩數差等于它們的平方差。

用字母表示為:

推導:

幂的乘方法則

幂的乘方,底數不變,指數相乘

用字母表示為:

幂的乘方

特别指出

積的乘方

積的乘方,先把積中的每一個因數分别乘方,再把所得的幂相乘

用字母表示為:

這個積的乘方法則也适用于三個以上乘數積的乘方。如:

同指數幂乘法

同指數幂相乘,指數不變,底數相乘。

用字母表示為:

完全平方

兩數和(或差)的平方,等于它們的平方的和加上(或者減去)它們的積的2倍

用字母表示為:

我們一般把前者叫作完全平方公式,把後者叫作完全平方差公式

立方和

立方差

多項式平方

二項式

艾薩克·牛頓發現了二項式。二項式是乘方裡的複雜運算。右圖為二項式計算法則。一般來說,二項式也可以這樣表示:

1

11

121

1331

14641

15101051

………………

這就是著名的楊輝三角

速算

有些較特殊的數的平方,掌握規律後,可以使計算速度加快,現介紹如下。

由n個1組成的數的平方

我們觀察下面的例子。

由以上例子可以看出這樣一個規律;求由n個1組成的數的平方,先由1寫到n,再由n寫到1,即:

注意:其中n隻占一個數位,滿10應向前進位,當然,這樣的速算不宜位數過多。

由n個3組成的數的平方

我們仍觀察具體實例:

由此可知:

個位是5的數的平方

把a看作10的個數,這樣個位數字是5的數的平方可以寫成;

的形式。根據完全平方式推導;

由此可知:個位數字是5的數的平方,等于去掉個位數字後,所得的數與比這個數大1的數相乘的積,後面再寫上25

圖示

有理數乘方

一、目标預設

1、知識與技能

(1)在現實背景中,理解有理數乘方的意義,叙述有理數乘方的概念;

(2)能進行有理數的乘方運算。

2、過程與方法

變“幂”為“乘”是由轉化的思想把新問題(有理數乘方)轉化為舊知識(有理數的乘法)來解決,經曆有理數乘方的概念的推導過程,體驗乘方概念與有理數乘法的聯系;

3、情感、态度與價值觀

通過觀察、類比、歸納得出正确的結論。發展綜合運用所學知識的能力。

二、教學重難點

1、重點:在理解有理數乘方意義的基礎上進行有理數的乘方運算。

2、難點:與所學知識進行銜接,處理帶各種符号的乘方運算。

三、教學準備

1、教具:多媒體

2、預習建議:

(1)乘方的定義。

(2)乘方的初步運算。

四、教學方法:

引導探索法,嘗試指導,充分體現學生的主體地位

五、教學設計思路:

教師給學生創設問題情境,鼓勵學生積極參與,注重學生在認知過程中的思維,通過學生讨論、歸納得出的知識,比教師的單獨講解要記得牢,同時也培養學生歸納、總結的能力。然後通過一些練習來鞏固這些知識。

1、創設情境,引出課題

①聽音頻資料,通過《棋盤上的學問》一則故事,引入問題:64個二相乘怎麼計算?吸引學生注意,為下文引入乘方的概念鋪墊。

師:到底國王傻不傻呢?大家先别急着下結論,等大家學完了本節課程,就能回答這個問題了。

②請大家看細胞分裂示意圖,由計算并用算式表示出第一次,第二次,第三次,第n次分裂後細胞的個數,引入乘方的概念。

師:有些時候,我們會遇到幾個相同因數相乘的式子,比如五個2相乘,我們要寫很長,這樣的式子有更簡單的表示方式嗎?

2、自主學習,講解定義

(1)請大家閱讀課本關于《有理數的乘方》這節課程的内容。(五分鐘)

(2)請大家在閱讀的同時,思考屏幕上的三個問題:(闆書課題:有理數的乘方)

①什麼叫乘方?

求個相同因數的積的運算叫乘方

②用字母怎麼表示?讀作什麼?

③每個字母表示什麼?

分别請學生回答相關的問題,培養學生自主學習的能力。

①乘方是一種和加減乘除一樣的一種運算;

②指數n要以小寫的形式寫于底數的右上角;

③了解乘方的意義,從幂轉為乘。

(3)了解乘方的指數,底數,幂的定義

乘方的結果叫做幂;在中,叫做底數,叫做指數。

明确了表示a的幂的這個式子的結構之後,做幾道口答題。看屏幕,用基礎題來調動學生參與讨論回答的積極性,為後續學習熱身。

性質

正數的任何次幂都是正數,負數的奇次幂是負數,負數的偶次幂是正數,0的任何正整數次幂都得0.

例題

某種細胞每過30分便由一個分裂成2個。經過5h,這種細胞由一個能分裂成多少個?

解答:1個細胞30min後分裂成2個,1h後分裂成

個,1.5h後分裂成

個……

5h後要分裂10次,分裂成

(個)

為了簡便,可将

記為

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