第三讲分数指数幂
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分数指数幂
分数指数幂是一个数的指数为分数,如2的1/2次幂就是根号2。
分数指数幂是根式的另一种表示形式,即n次根号(a的m次幂)可以写成a的m/n次幂,(其中n是大于1的正整数,m是整数,a大于等于0)。
幂是指数值,如8的1/3次幂=2。
一个数的b分之a次方等于b次根号下这个数的a次方。
根式与分数指数幂的互化:
根号左上角的数当分数指数幂的分母,根号里面各个因式或因数的指数当分数指数幂的分子,注意,各个因式(因数)如果指数不同,要分开写。
即是内做子,外做母,同母可不同子。
有理指数幂的运算和化简:
找同底数幂,调换位置时注意做到不重不漏,接着就是合并同类项,同底数幂的相乘,底数不变,指数相加,相除的话就是底数不变,指数相减。
同底数幂相加减,能化简的合并化简,不能的按照降幂或升幂排列。
3.2.2 分数指数幂1.分数指数幂:①一般地,给定正实数a ,对于任意给定的正整数n ,存在唯一的正实数b ,使得,我们把b 叫作a 的次幂,记作;②一般地,给定正实数a ,对于任意给定的正整数m.n ,存在唯一的正实数b ,使得,我们把b 叫作a 的次幂,记作;此即正分数指数幂.③有时我们把正分数指数幂写成根式形式,即④正数的负分数指数幂的意义与负整数指数幂的意义相仿,规定:.⑤0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义. 说明:我们把正整数指数幂扩充到有理数指数幂时,应限制底a>0.正分数指数幂3.负分数指数幂4. (1)正数的正分数指数幂的定义:(2)负分数指数幂的意义:我们规定:0的正分数指数幂等于0;0的负分数指数幂没有意义. 5. 有理数指数幂的运算性质(1)(2)(3)[例1] 求值:(1) .a b n=n 1n1a b =mn a b=n m n ma b =0)m na a =>m,0a (a1anm nm >=-)1n ,N n >∈+nm nm a,a -)1,,,0(>∈>=+n N n m a a a nm nm 且)1,,,0(1>∈>=+-n N n m a a anm nm且()a a a m n N n m nm n =>∈>01,,,且*()a a a a m n N n m nm nmn-==>∈>1101,,,且*()a a a a r s Qr s r s ·,,=>∈+0()()a a a r s Qr srs =>∈0,,()()ab a b a b r Q rr r =>>∈00,,=+--+--414245.0081)21()4(5.7])43[((2) .(3).(4) .解:(1)原式(2)原式(3)原式(4)原式[例2] 已知,则 .解: ∴∴ ∴∴ 原式[例3] 求值解:设设∴ ∴[例4] 试将下列数字由大到小排序=--+-⋅------10223)2(22)31(3)21(=⋅----3438583213124434181)27()16()3(z y x y x z y x =+-⋅-+---+--------111122222222)()(b a ab b b a a b a b a b a b a 3316151=+-+=20743521141278-=⋅-=++--=zz y x y x z y x 4814811465216113121=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=---1)1()1(1)(222244224224+-⋅-+-+-+=b a b a b a b a b a b a 1)(11))(1(222222442222++-++-+-=b a b a b a b a b a b a 1112222=++=b a b a 32121=+-xx =++++--32222323x x x x 32121=+-xx 921=++-x x 71=+-x x 4722=+-x x 18)1)((121212323=-++=+---x x x x xx 52347218=++=3313251325-++B A =-=+3313251325B A x +=)(3333B A AB B A x +++=1033=+B A 352253-=-=AB x x 9103-=0)10)(1(2=++-x x x 1=x(1) (2)(3)解:(1)(2)(3)[例5]. 把根式表示成分数幂的形式.解析:原式=令解:原式= 点评:两种解法风格不同,思考角度也不同,解法2更漂亮.[例6]. 化简下列各式:(1) (2)解析:(1)原式=(2)原式==-=-2点评:解题时要从总体上把握代数式的结构特点,比如对于分式,应该想到对分子分母分解因式,然后约分.515251)56(,)56(,)52(---x x x x --∈5,5,5.0)0,1(331,,3)0,1(a a a a-∈↑==x x f y )56()(52510051)56()56()56(1)52()52(--->>==>xx x 515.05>>>-3133a a a>>x x x x 1615815214747212321)()(xxx x x x x x x xx x x ==⋅==⋅=⋅1615161814121161814121x xx x x x ==⋅⋅⋅+++))((21211x x x x x -++--323222323222-----------++yxy x yxy x 2323321321)()(x xx x-=---3232323323232332332)()()()(--3---------++yxy x yxy x ])()[()()(23232322322323232232--------++-+-=y yx x y yx x 32322--y x 32)(-xy。
第三讲 分数指数幂
第一部分 知识梳理
一、分数指数幂的概念
1. 分数指数幂的概念 规定:10),0,,1 m m n
n
m n
a
a a
a m n n a
-
=≥=
=
>>均为正整数,),其中n
m
a 与
n
m a
-
叫做分数指数幂,a 是底数。
(注:当m 和n 互素时,n 为奇数时,底数a 可为负数)
二、有理数指数幂及其运算性质
1.有理数指数幂:整数指数幂和分数指数幂统称为有理数指数幂.
2.有理数指数幂的运算性质:
()()
,,p q p q p q p q
q
p pq
p
p p
p
p
p
a a a a a a a a a a a
b a b b b +-⋅=÷==⎛⎫
== ⎪⎝⎭
(其中,,0,0p q a b >>为有理数)
三、幂与方根之间的互化及综合运算
1. 熟练并准确进行幂与方根之间的互化与综合运算.
第二部分 例题精讲
例2 将下列方根化成幂的形式 (1(
2 (3
出题意图:
方根化为幂的形式的考查
解析: 本例题是分数指数幂的直接应用,要求学生明白:“方根的根指数”是分数指数中的分母;“方根的倒数”表示为负分数指数幂. 答案: (1)1
4
3= .
(2
23
2
3
166
-
=
= .
(3
21124
2
2
993
3⨯====.
针对训练 1
将下列方根化成幂的形式 (1(2(3
例2 计算:
(1)4
1 (2)1
31()8
- (3)11
5225(32)⨯-
出题意图:分数指数幂运算的考查 解析:要求学生学会利用分数指数幂的运算.其中以第(1)小题为例要求学生首先能够理解:
4813=,然后再进行计算.
答案:(1) 1
144
4
3
3⨯==.
(2)1
13()33
1()2
28
--⨯-==. (3)115
2
25(32)5(2)10⨯-=⨯-=-. 针对训练 2
计算:(1)1
3
64- (2)12
(9)-
(3)113
2
16(27)
-
⨯-
例3 计算:
(1)2
12182⨯ (2)6155
)23(⨯ (3)213
33(46)-÷ 出题意图:有理数指数幂运算性质的考查
解析:有理数指数幂的运算性质与整数指数幂的运算性质类同,要求学生能够在理解整数指数幂运算性质的基础上利用幂的运算性质进行计算. 答案: (1)11132
2
2
2
2
282224⨯=⨯==
(2)1155
55
5
(32)(23)6⨯
⨯=⨯=
(3)212
1
(3)(3)3
21333
3
13(46)4
6
466168
⨯-⨯----÷=÷=÷=
⨯= 针对训练3 计算:(1)112
2
9(49)-
⨯ (2)113
66(49)⨯ (3)1
1
63
2(23)
÷
例4 计算(结果表示为幂的形式):
(1)6
133
)412(⨯ (2)2
4
177⨯ (3)115
2(6)-
-
出题意图:有理数指数幂表示形式的考查
解析: 本题主要对有理数指数幂运算性质的进一步应用.其中以第(1)小题为例:
1113
3622
(124)(124)48⨯=⨯=不要进一步化简。
答案:(1)11133
36
6
2
(124)(124)
48⨯
⨯=⨯=
(2)11122
4
4
2
777
7⨯⨯==
(3)11
1113535
15
(6)(6)(6)
--⨯-
-=-=-
针对训练4
计算(结果表示为幂的形式):
(1)3274⨯ (2)4433520()()412
-⨯- (3)1
41
(6)4-
例5 计算:出题意图:幂与方根之间相互转化的考查
解析:要求学生能够进行方根化指数幂之间的运算. 答案:原式121131553
3
2
4
2
4
12
4
(25125)5(55)555=-÷=-÷=- 针对训练 5
计算:
例6 计算:4213
3
3
236÷⨯
4
211
3
3
3316
26()3
÷⨯===
出题意图:幂与方根相互转化的考查
解析: 本题可以将分数指数幂转化为方根后,先进行方根的运算,然后再把结果写成幂的形式即可.
答案:4
211
3
3
3
316236()3
÷⨯==== 针对训练 6 计算:1423
33
5
34-⨯÷
例7 计算:112211
()(2)1214
-⨯ 出题意图:以分数为底的分数指数幂的考查
解析:在对分数为低的指数幂进行运算时,通常采用直接化简或通过观察整个式子进行简便
运算。
本题可以直接对底数进行开方运算.
答案:1111122222111914122
()(2)()()()1214121411911333
--⨯=⨯=⨯=⨯= 针对训练7
计算:11
2
21(169)(2)4
-
例8 1
113124
3
2
2
()(2)(4)
a b a a b --⨯-÷(,a b 全为正数)
出题意图:以字母为底的有理数指数幂运算的考查
解析:以字母为底的指数幂的运算要求学生要运算彻底,即同底数幂相乘,底数不变,指数相加.
答案: 1
11
111
111312()4()
312
24
3
33
2
2
2
222
()(2)
(4)
(2)4a b a b a b a b
a a
b
⨯
-⨯-
-
⨯-⨯---⨯-÷=⨯-÷
11112
3
2
13
(2)
(1)32
553
21
22
44a
b a b a
b
a b
-
+
-------=-÷=-=-
针对训练 8
计算:1
112
3234
3
221()()
(3)2
x y x y x y ---÷-⨯(,x
y 全为正数)
第三部分 优化作业
基础训练题(A
)
1.用幂的形式表示下列各数
(1)
(2(3) (4 (5 (6
2.把下列分数指数幂写成带根号的形式 (1)15
a - (2)1813 (3)13
(55)- (4)0.25
1()
4
3.计算
(1)
1
3
(1)
-(2)
1
3
10
(2)
27
-
(3(4)
111
222 (169)
-
提高训练题(B)1.计算
(1)
1
11
3
22
(14416)
- (2)
11
22
16
936
(7)+(3)
(3)11
2 22-÷
(23)
2.把下列根式用幂的形式表示并化简
(1(2
22
综合迁移题(C )
1.计算下列各式(各字母均表示正数)
(12
(2
(3)2115113
3
6
6
2
2
(2)(6)(3)a b a b a b -÷-
2.已知112
2
3,x x -+=求12
28
2
x x x x --+++-的值.
3.计算:120331()(1.03)(
42--++⨯
参考答案: 针对训练
1.1
2
14,1316(-),32
25();2.144,,;33-- 3.37,6,427;4.5
43,434()3,122()5
;
5.1
3
4-;6.13
320(;7.1112;8.19
63
x y -
基础训练题(A )
1.(1)12
7-,(2)4,(3)1
21()6
-,(4)56b -,(5)23x -,(6)13(1)a +.
2.(1
(2(3(4)2. 3.(1)-1,(2)4
3
-,(3)2,(4)1 提高训练题(B )
1.(1)2,(2)2143
,(3)3
2,(4)233;2.(1)2
3y -,(2)1310102a ;
3、由条件810x <<,可得80100x x -->,<,
8(10)8102x x x x ---=--+=
综合迁移题(C )
1.(1(2)a ,(3)4a ;
2.13;
3.21+。