高中数学指数与指数幂的运算
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高中数学指数与指数幂的运算教案教学目标1.理解指数和幂的概念;2.掌握指数的基本运算法则;3.掌握指数幂的计算方法。
教学重难点1.掌握指数的基本运算法则;2.掌握指数幂的计算方法。
教学内容1. 指数的概念指数是数学中一个重要的概念,用于表示一个数的幂次。
指数通常写在一个数的右上角,如a n,其中a是底数,n是指数。
指数的计算可以用重复乘法的方法进行。
2. 指数的基本运算法则2.1. 指数相加、相减指数相加时,如果底数相同,则可以将指数相加,即 $a^m \\times a^n =a^{m+n}$。
指数相减时,如果底数相同,则可以将指数相减,即$\\dfrac{a^m}{a^n} = a^{m-n}$。
2.2. 指数相乘、相除指数相乘时,如果底数相同,则可以将指数相乘,即(a m)n=a mn。
指数相除时,如果底数相同,则可以将指数相除,即 $\\dfrac{a^m}{a^n} = a^{m-n}$。
2.3. 幂函数的运算幂函数是一种特殊的函数,它具有y=ax n的形式。
幂函数的运算可以用指数的基本运算法则进行,例如(x m)n=x mn和 $x^m \\times x^n = x^{m+n}$。
3. 指数幂的计算方法指数幂的计算方法包括以下几种。
3.1. 同底数幂的乘方运算当底数相同时,两个幂相乘可以将指数相加,即 $a^m \\times a^n =a^{m+n}$。
例如,$5^3 \\times 5^4 = 5^{3+4} = 5^7$。
3.2. 不同底数幂的乘方运算当底数不同时,两个幂相乘可以先将底数相乘,再将指数相加。
例如,$3^4 \\times 2^4 = (3 \\times 2)^4 = 6^4$。
3.3. 同底数幂的除法运算当底数相同时,两个幂相除可以将指数相减,即 $\\dfrac{a^m}{a^n} = a^{m-n}$。
例如,$\\dfrac{5^7}{5^3} = 5^{7-3} = 5^4$。
高中数学公式大全指数与对数的幂运算与对数运算公式数学是一门具有广泛应用的学科,不论是在学术研究还是实际生活中,数学公式都扮演着重要的角色。
在高中数学中,指数与对数是两个重要的概念,它们的公式在解题过程中经常被用到。
本文将为您提供高中数学公式大全,重点介绍指数与对数的幂运算与对数运算公式。
1. 指数与幂运算公式指数与幂运算是指数函数的基本运算法则,它包括以下几个公式:1.1 指数幂运算法则(1)指数相同,底数相乘:a^m × a^n = a^(m+n)。
例子:2^3 × 2^4 = 2^(3+4) = 2^7。
(2)幂相同,底数相乘:a^m × b^m = (a × b)^m。
例子:2^3 × 3^3 = (2 × 3)^3 = 6^3。
(3)指数的乘方:(a^m)^n = a^(m×n)。
例子:(2^3)^4 = 2^(3×4) = 2^12。
(4)幂的乘方:(a × b)^m = a^m × b^m。
例子:(2 × 3)^4 = 2^4 × 3^4 = 16 × 81。
1.2 指数的乘法法则(1)指数相加:a^m × a^n = a^(m+n)。
例子:2^3 × 2^4 = 2^(3+4) = 2^7。
(2)底数相乘:(a × b)^m = a^m × b^m。
例子:(2 × 3)^4 = 2^4 × 3^4 = 16 × 81。
2. 对数运算公式对数是指数的逆运算,它有以下几个重要的运算公式:2.1 对数幂运算法则(1)底数相同,幂相加:loga(x × y) = loga(x) + loga(y)。
例子:log2(4 × 8) = log2(4) + log2(8)。
(2)幂的乘方:loga(x^m) = m × loga(x)。
指数与指数幂的运算知识图谱指数与指数幂的运算知识精讲一.方根的定义及性质1.定义:如果存在实数x ,使得()*,1,n x a a R n n N =∈>∈,则把x 叫做a 的n 次方根,求a 的n 次方根,叫做把a 开n 次方,称为开方运算.2.性质(1)正数a 有两个偶次方根且互为相反数,记作0)n a a ±>;(2)负数没有偶次方根;(3n a n 为奇数,)a R ∈;(4)零的n 次方根都是0()*1,n n N >∈;(5)正数a 的正的n 次方根叫做a 的n 次算术根()*1,n n N>∈.二.根式的定义及性质1.定义:n a n a n 叫做根指数,a 叫做被开方数.2.性质:(1)()n n a a =;(2)当n n n a a =;(3)当n (0)||(0)n na a a a a a ≥⎧==⎨-<⎩三.分数指数幂1()p p a p Q a-=∈;m nmna a=(,m n N +∈、且m n 、互质)-1m n nma a =四.实数指数幂幂指数定义底数的取值范围正整数指数n n a a a a =⋅⋅⋅个()n N +∈a R ∈零指数01a =0a ≠且a R ∈负整数指数1n na a-=0a ≠且a R∈正分数指数m n mna a =(,m n N +∈、且m n 、互质)n 为奇数a R ∈n 为偶数0a ≥负分数指数-1m n nmaa =n 为奇数0a ≠且a R ∈n 为偶数a >无理数p a 是一个确定的实数(其中p 为无理数)a >五.实数指数幂的运算性质1.r s r s a a a +⋅=(0,,)a r s R >∈;2.rr s s a a a-=(0,0,,)a b r s R >>∈3.()r s r s a a ⋅=(0,,)a r s R >∈;4.() (0,0,)r r r a b a b a b r R ⋅=⋅>>∈;5.() (0,0,)rr r a a a b r R b b=>>∈.三点剖析一.方法点拨1.利用分数指数幂进行根式的运算步骤:(1)先把根式化成分数指数幂;(2)再根据实数指数幂的运算性质进行计算.2.指数式的运算(1)在有关根式、分数指数幂的变形、求值过程中可通过解方程(组)来求值,或用换元法转化为方程求解,例如1139x -=(2)带条件的求值问题,常有两种思考方法:①将已知的条件变形,得到所需要的值或关系式;②将待求的式子化成可用已知条件表示的式子.例如:已知()130a a a -+=>,求22a a -+的值将13a a -+=两边平方得21229a a a a --++= ,即2229a a -++=,所以得到227a a -+=.根式与指数的计算与化简例题1、66(3)π-=____.例题2、设3a =2,3b =5,则3a +b =________.例题3、若12a <24(21)a -的结果是()21a - B.21a -12a- D.12a--例题4、(Ⅰ)已知x+x -1=4,求x 2+x -2的值;(Ⅱ)计算331.5612随练1、若a =333-π(),b 442-π(),则a +b 的值为()A.1B.5C.-1D.2π-5随练2、下列式子正确的是()A.log 22=0B.lg10=1C.22×25=21032212-利用公式进行指数运算例题1、式子()13321--⎡⎤-⎣⎦=().例题2、已知0a >且0a ≠,且24x a =,327y a =,则x y a +的值为________.例题3、计算:1223256437392748-⎛⎫⎛⎫+-+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.随练1、求值220.53327492()()(0.008)8925---+⨯=________.带有附加条件的求值问题例题1、已知:a +a -1=2则a 2+a -2=________.例题2、已知11223x x-+=,计算下列各式的值(1)x +x -1;(2)x 2+x -2.例题3、已知函数732()2(,)32x x x xb f x ax a b R x -=++-∈+,若f (2017)=2018,则f (-2017)的值为________.随练1、x 2-3x +1=0,则221x x +=_____.随练2、若1a >,0b >,且22b b a a -+=b b a a --的值为()6B.2或2-C.2- D.2拓展1、a a a 的值为()A.14a B.25aC.78aD.58a2、33(2)π-2(3)π-的值为()A.5B.1- C.2π5- D.52π-3、已知11-225a a -=22_____a a -+=。
2.1指数函数(新课辅导教案)2.1.1 指数与指数幂的运算第一课时 根式一、问题提出1.据国务院发展研究中心2000年发表的《未来20年我国发展前景分析》判断,未来20年,我国GDP(国内生产总值)年平均增长率可望达到7.3%.那么在2010年, 我国的GDP 可望为2000年的多少倍?2.对10073.1的意义如何?怎样运算?思考1:一般地,实常数a 的平方根、立方根是什么概念?思考2:如果4x =a ,5x =a ,6x =a ,参照上面的说法,这里的x 分别叫什么名称? 定义:一般地,如果a x n=,那么x 叫a 的n 次方根,其中1>n 且N n ∈. 二、根式的概念思考1:-8的立方根,16的4次方根,32的5次方根,-32的5次方根,0的7次方根,6a 的立方根分别是什么数?怎样表示?思考2:设a 为实常数,则关于x 的方程 3x =a ,5x =a 分别有解吗?有几个解? 思考3:一般地,当n 为奇数时,实数a 的n 次方根存在吗?有几个?思考4:设a 为实常数,则关于x 的方程 4x =a ,6x =a 分别有解吗?有几个解? 思考5:一般地,当n 为偶数时,实数a 的n 次方根存在吗?有几个? 思考6:我们把式子)1,(>∈n N n a n叫做根式,其中n 叫做根指数,a 叫做被开方数.那么,a 的n次方根用根式怎么分类表示?当n 是奇数时,a 的n 次方根为n a .当n 是偶数时,若0>a ,则a 的n 次方根为n a ±;若0=a ,则a 的n 次方根为0; 若0<a ,则a 的n 次方根不存在. 三、根式的性质思考1: 445533)2(,)2(,)2(-分别等于什么?一般地nn a )(等于什么?思考2: 44445533)2(,2,2,)2(--分别等于什么?一般地n n a 等于什么?思考3: 对任意实数a ,b ,等式nn n ab b a =⋅成立吗 ?四、理论迁移例1 求下列各式的值(1)364-;(2)4)2(-;(3)33)8(-;(4)2)10(-;(5) 44)3(π-;(6)88)1(-a .例2 化简下列各式(1)49625--; (2) 3322)1()1()1(a a a -+-+-第二课时 分数指数幂和无理数指数幂一、问题提出1.整数指数幂有哪些运算性质?2.325,25有意义吗?二、分数指数幂的意义 思考1:我们规定:nm n ma a =)1,,0(>∈>n N n m a 且,那么328表示一个什么数?522143、分别表示什么根式?思考2:你认为如何规定nm a-)1,,0(>∈>n N n m a 且的含义?思考3:怎样理解零的分数指数幂的意义?思考4:532332)2(,)2(,)2(---都有意义吗?当0<a 时,)1,(*>∈n N n m a nm 、何时无意义?三、有理数指数幂的运算性质四、无理数指数幂的意义思考5:有理指数幂的运算性质适应于无理数指数幂吗? 五、理论迁移例1 求下列各式的值:(1)3227;(2) 2125-;(3)5)21(-;(4)43)8116(-.例2 化简下列各式的值(1))0,()3()6)(2(656131212132>-÷-b a b a b a b a (2))0,()(88341>-n m n m(3)4325)12525(÷- (4))0(322>⋅a aa a六、小结:1.指数幂的运算性质适应于实数指数幂.2.对根式的运算,应先化为分数指数幂,再根据运算性质进行计算,计算结果一般用分数指数幂表示.2.1.2 指数函数及其性质第一课时 指数函数的概念与图象一、问题提出1.对任意实数x ,x 3的值存在吗?x)3(-的值存在吗?x 1的值存在吗? 2. )(3R x y x∈=是函数吗?若是,这是什么类型的函数?二、指数函数的概念思考1:我们把形如xa y =的函数叫做指数函数,其中x 是自变量.为了便于研究,底数a 的取值范围应如何规定为宜? 答:1,0≠>a a三、指数函数的图象思考2:一般地,指数函数的图象可分为几类?其大致形状如何?四、理论迁移例1 判断下列函数是否为指数函数?(1) 3x y =;(2) x a y )1(2+=;(3) 12+=x y ;(4) xy -=5;(5) 23x y =;(6)14+=xy .例2 已知函数)10()(≠>=a a a x f x且的图象过点)3(π,,求)3(),1(),0(-f f f 的值.例3 求下列函数的定义域: (1) 15-=x y ; (2)412-=x y .第二课时 指数函数的性质(接上)思考3:若10<<<a b ,则函数xa y =与xb y =的图象的相对位置关系如何?例4 比较下列各题中两个值的大小 (1)5.27.1与37.1; (2) 1.08.0-与2.08.0-; (3) 3.07.1与1.39.0.例6 确定函数xx f -=2)(的单调区间和值域.例7 设nma 8.09.0⋅=,mnb 8.09.0⋅=,其中n m ,为实数,试比较a 与b 的大小.第三课时 指数函数及其性质的应用(接上)例8 求函数x x f 21)(-=的定义域和值域.例9 已知函数x x x f 22)(2-=+的值域是)12(∞+,,求)(x f 的定义域.例10 已知关于x 的方程12=--m x 有实根,求实数m 的取值范围.例11 已知函数1212)(+-=x x x f(1)确定)(x f 的奇偶性; (2)判断)(x f 的单调性; (3)求)(x f 的值域.例12 求函数xx y -=2)31(的单调区间,并指出其单调性.结论:设)(u f y =,)(x g u =,则(1)当)(u f 和)(x g 的单调性相同时,)]([x g f 为增函数;(2)当)(u f 和)(x g 的单调性相反时,)]([x g f 为减函数;综合应用例1 已知函数aaaxfxx+=)( (1>a为常数).(1)确定)(xf的单调性;(2)求)109()103()102()101(ffff++++ 的值.例 2 已知函数axfx+-=121)(,试推断是否存在常数a,使)(xf为奇函数? 若存在,求a的值;若不存在,说明理由.例3 已知函数8234)(1+⋅-=+xxxf,求满足0)(<xf的x的取值范围.例4 已知当1>x时,不等式12>-xxa,)1,0(≠>aa恒成立,求a的取值范围.2.1 指数函数(复习辅导教案)指数函数指数与指数幂的运算根式分数指数幂无理指数幂指数幂的运算法则概念图象性质知识框架知识点1、定义1:一般地,如果ax n=,那么x叫a的n次方根,其中1>n且Nn∈.定义2:我们把式子)1,(>∈nNnan叫做根式,其中n叫做根指数,a叫做被开方数.当n是奇数时,a的n次方根为n a.当n是偶数时,若0>a,则a的n次方根为n a±;若0=a,则a的n次方根为0;若0<a,则a的n次方根不存在.2、我们规定:nmn m aa=)1,,0(>∈>nNnma且.如何规定nma-)1,,0(>∈>nNnma且的含义?答: .怎样理解零的分数指数幂的意义?答: .当0<a时,)1,(*>∈nNnma nm、何时无意义?答:3、有理数指数幂的运算性质4、无理数指数幂的意义5、定义:我们把形如xay=的函数叫做指数函数,其中x是自变量.为了便于研究,底数a的取值范围应如何规定为宜?答:1,0≠>aa且6、指数函数的图象和性质7、设)(ufy=,)(xgu=,则(1)当)(uf和)(xg的单调性相同时,)]([xgf为增函数;(2)当)(uf和)(xg的单调性相反时,)]([xgf为减函数;指数函数指数与指数幂的运算根式分数指数幂无理指数幂指数幂的运算法则概念图象性质1 求下列各式的值(1)364-;(2)4)2(-;(3)33)8(-;(4)2)10(-;(5) 44)3(π-;(6)88)1(-a .2 化简下列各式(1)49625--; (2) 3322)1()1()1(a a a -+-+-3 求下列各式的值:(1)3227;(2) 2125-;(3)5)21(-;(4)43)8116(-.4 化简下列各式的值(1))0,()3()6)(2(656131212132>-÷-b a b a b a b a (2))0,()(88341>-n m n m(3)4325)12525(÷- (4))0(322>⋅a aa a5 判断下列函数是否为指数函数?(2) 3x y =;(2) x a y )1(2+=;(3) 12+=x y ;(4) xy -=5;(5) 23x y =;(6)14+=xy .6 已知函数)10()(≠>=a a a x f x且的图象过点)3(π,,求)3(),1(),0(-f f f 的值.7 求下列函数的定义域: (1) 15-=x y ; (2)412-=x y .8 若10<<<a b ,则函数xa y =与xb y =的图象的相对位置关系如何?9 比较下列各题中两个值的大小 (1)5.27.1与37.1; (2) 1.08.0-与2.08.0-; (3) 3.07.1与1.39.0.10 若指数函数xa y )12(-=是减函数,求实数a 的取值范围.11 确定函数xx f -=2)(的单调区间和值域.12 设n m a 8.09.0⋅=,mn b 8.09.0⋅=,其中n m ,为实数,试比较a 与b 的大小.13 求函数x x f 21)(-=的定义域和值域.14 已知函数x x x f 22)(2-=+的值域是)12(∞+,,求)(x f 的定义域.15 已知关于x 的方程12=--m x 有实根,求实数m 的取值范围.16 已知函数1212)(+-=x x x f(1)确定)(x f 的奇偶性; (2)判断)(x f 的单调性; (3)求)(x f 的值域.17 求函数xx y -=2)31(的单调区间,并指出其单调性.18 已知函数aa a x f xx +=)( (1>a 为常数).(2) 确定)(x f 的单调性;(2)求)109()103()102()101(f f f f ++++ 的值.19 已知函数a x f x+-=121)(,试推断是否存在常数a ,使)(x f 为奇函数? 若存在,求a 的值;若不存在,说明理由.20 已知函数8234)(1+⋅-=+x xx f ,求满足0)(<x f 的x 的取值范围.21 已知当1>x 时,不等式12>-x x a ,)1,0(≠>a a 恒成立,求a 的取值范围.。
课题 指数与指数幂的运算(三)
课 型:练习课
教学目标:
n 次方根的求解,会用分数指数幂表示根式, 掌握根式与分数指数幂的运算.
教学重点:掌握根式与指数幂的运算.
教学难点:准确运用性质进行计算.
教学过程:
一、复习提问: (学生回答,老师板演)
1. 提问:什么叫做根式? 运算性质?
2. 提问:分数指数幂如何定义?运算性质?
3. 基础习题练习: (口答下列基础题)
① n 为
时,(0)
||...........(0)x x x ≥⎧=⎨<⎩.
② 求下列各式的值:
681; 62)2(-; 1532-; 48x ; 642b a 二、教学典型例题:
例1.(P 52,例4)计算下列各式(式中字母都是正数)
(1)2115
11336622(2)(6)(3)a b a b a b -÷-
(2)3
1
884()m n -
例2.(P 52例5)计算下列各式
(1
)(2
2
(a >0
)
例3..已知1
1
22a a -+=3,求下列各式的值:
(1)1-+a a ; (2)22-+a a ; (3)3
3
22
1122
a a a a ---- .
三、巩固练习:
1. 化简:)()(41412121y x y x -÷-.
2. 已知12(),0x f x x x π=⋅>,试求
)()(21x f x f ⋅的值
3. 用根式表示2134()m n -, 其中,0m n >.
4. 已知x +x -1=3,求下列各式的值:.)2(,)1(23232121--++x x x
x
5. 求值:2325; 2327; 3236()49; 3225()4-
6. 已知32x a b --=+, .
7.从盛满1升纯酒精的容器中倒出31升,然后用水填满,再倒出3
1升,又用水填满,这样进行5次,则容器中剩下的纯酒精的升数为多少?
四、小结:
1. 熟练掌握有理指数幂的运算法则,化简的基础.
2.含有根式的式子化简,一般要先把根式转化为分数指数幂后再计算.
五,作业
化简:(1)2932)-
(2
(3)
后记:。