高中数学第三章基本初等函数(Ⅰ)3.1指数与指数函数3.1.1实数指数幂及其运算教研素材新人教B版必修1
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3.1.1 实数指数幂及其运算
教研中心
教学指导
一、课标要求
1.理解有理指数幂的含义,了解实数指数幂的意义,掌握幂的运算.分数指数幂的运算性质与整数指数幂的运算性质完全相同.培养学生思维迁移和主动参与的能力. 越是接近真理,便越加发现真理的迷人。
——拉梅特里
2.正整数指数幂的五条运算性质可以归结为以下三条:
(1)a r ·a s =a r +s ;
(2)(a r )s =a rs ;
(3)(ab )r =a r b r ,其中a >0,b >0,r 、s∈Q .
这三条运算性质对于r 、s∈R 也成立,我们要记准公式,不仅会直接使用,更要会准确地逆用、活用.体会数学知识发展的逻辑合理性、严谨性.
3.通过学生自主探究来加深理解n 次方根的性质,具有探索能力是学习数学、理解数学、解决数学问题的重要方面.
二、教学建议
重点难点突破
本节的重点就在于正确理解分数指数幂的概念,能熟练运用分数指数幂的性质和运算法则,难点就在于能将分数指数幂熟练地和根式等价互化,特别是对于分数指数幂中幂指数为负数的情形,要注意底数a 的取值限制,一个可行的方法是:化分数指数幂为根式及分式的形式,例如:∵a 53
-=531
a ,∴a≠0;∵a 43-=431a ,∴a>0,等等.
建议教学方法
本节是指数与指数函数的入门课,概念性较强,为突破根式概念理解这一教学难点,关键在于使学生理解n 次方根定义,故结合学生在初中已经熟悉的平方根、立方根的概念,由特殊化逐渐过渡到一般的n 次方根定义,使学生易于接受.在得出根式概念后,要引导学生注意它与n 次方根的关系,并强调说明根式是n 次方根的一种表现形式,加强学生对概念的理解;在此基础上利用根式的运算性质对根式的化简过程中,注意发现并归纳其变形特点,进而由特殊归纳出一般规律,从而使整数指数幂的运算性质扩充到有理数指数幂的运算性质,然后借助计算器或计算机进行实际操作,体会“用有理数逼近无理数”的思想,感受“逼近”的过程,进一步将其推广到实数指数幂的运算性质.
资源参考
科技新知
费尔玛猜想
费尔玛猜想:形如x n +y n =z n (n 为正整数)的方程,当n 大于2时,不可能有正整数解.
19世纪有不少数学家对这个问题感兴趣,欧拉用无穷递降的方法证明了n=3、4时,x n +y n =z
n 无整数解.勒让德与克雷同时证明了n=5时的费尔玛大定理;拉梅证明了n=7时的情形,后来德国数学家库默尔把n 推进到了100.20世纪随着电子计算机的飞速发展和广泛应用,到1978年,已经证明了当n<12 500的素数以及它们的倍数时,猜想都成立.在300多年中,人们希望能找到它的一般证明,但又苦于无法;企图否定,又举不出反例.1850年,法国科学院曾两次以2 000法郎的奖金悬赏,但都没有收到正确答案.1900年,德国数学家希尔伯特认为费尔玛大定理是当时最难的23个数学问题之一.1908年,德国哥庭根科学院按照德
国数学家俄尔夫斯开耳的遗嘱,把他的10万马克作为费尔玛大定理的证明奖金,向全世界征求解答.
可见,费尔玛的确引起了不同寻常的反响.费尔玛猜想虽然还没有最终获得证明,甚至还有人认为它是一道死题.但是在证明“费尔玛猜想”的过程中,数学家们发现了许多新的概念和定理.
费尔玛仅凭少数事例而产生天才的猜想,推动了数学的发展.“理想数论”这一崭新的数学分支,正是在这种探索中建立的.
对“费尔玛猜想”的大规模探索表明,企图用初等数学证明它,大概是不可能的,就像解决古希腊三大难题一样,恐怕要依赖新的数学方法的诞生!。