2.1.1 指数概念的推广

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第1页 2.1.1 指数概念的推广 学习目标 重点难点 1.能说出根式的概念,知道什么是根指数,什么是被开方数; 2.能解决根式的化简问题; 3.能解决分数指数幂与根式的互化及运算问题.

重点:根式的概念以及对根式的化简; 难点:分数指数幂与根式的互化以及运算问题.

1.整数指数幂 (1)整数指数幂的概念 ①an=naaa个(n∈N+);②a0=1(a≠0);

③a-n=1an(a≠0,n∈N+). (2)整数指数幂的运算法则 a>0,b>0,m,n∈N+, ①aman=am+n;

②aman=am-n(m>n,a≠0); ③(am)n=amn; ④(ab)m=ambm;

⑤abm=ambm(b≠0). 2.根式 (1)若一个(实)数x的n次方(n∈N,n≥2)等于a,即xn=a,就说x是a的n次方根.

(2)当n是奇数时,数a的n次方根记作na. (3)当n是偶数时,正数a的n次方根有两个,它们互为相反数,其中正的n次方根叫

作算术根,记作na. (4)式子na叫作根式(n∈N,n≥2),其中n叫作根指数,a叫作被开方数. 预习交流1

(na)n与nan的含义相同吗?它们有何异同? 提示:①对(na)n的理解:当n为大于1的奇数时,(na)n对任意a∈R都有意义,且(na)n=a.当n为大于1的偶数时,只有当a≥0时(na)n才有意义,且(na)n=a(a≥0). ②对nan的理解:nan对任意a∈R都有意义,当n为奇数时,nan=a;当n为偶数时,nan=|a|= a,a≥0,-a,a<0.如3(-3)3=-3,(-3)2=|-3|=3.

3.正数的分数指数幂 (1)分数指数幂的意义 第2页

①1na=na(a>0); ②mna=nma(a>0,n,m∈N+,且mn为既约分数); ③mna=1mna(a>0,n,m∈N+且mn为既约分数). (2)分数指数幂的运算法则 a>0,b>0,α,β∈Q, ①aαaβ=aα+β; ②(aα)β=aαβ; ③(ab)α=aαbα. 预习交流2

将分数指数幂mna化为根式时,对幂指数mn有何要求?

提示:在将分数指数幂mna化为根式时,应首先将mn化为一个最简分数,再按照分数指数幂的意义化为根式.例如:133=33,26(42)=13(42)=342. 预习交流3 以下运算是否正确? 11114444[(3)](4)]12(3)(4).

提示:不正确.在进行指数幂的运算时,若要用到指数幂的运算法则,必须注意幂的底数是正数的规定.当a<0,b<0时,运算法则(3):(ab)α=aαbα不再成立. 4.正数的无理数指数幂 一般地,无理数指数幂aα(a>0,α是无理数)是一个确定的实数,有理数指数幂的运算性质同样适用于无理数指数幂.

一、根式的求值与化简 求值或化简下列各式: (1)3(-3)3;(2)4(-3)2;(3)6(3-π)6; (4)3-x6y9z12(其中x<0,y<0,z<0). 思路分析:根式的求值与化简问题,关键是去根号,去掉根号时一定要注意对根指数n分奇数和偶数进行讨论.

解:(1)3(-3)3=-3; (2)4(-3)2=432=214233=3; (3)6(3-π)6=|3-π|=π-3; (4)3-x6y9z12=-3x6y9z12=-3(x2)3(y3)3(z4)3=-x2y3z4. 第3页

对下列各式求值或化简: (1)40.000 1;(2)(5-3)5; (3)4x2-4x+1;(4)4(3a-3)4. 解:(1)40.000 1=4(0.1)4=0.1; (2)(5-3)5=-3; (3)4x2-4x+1=(2x-1)2

=|2x-1|= 2x-1,x≥12,1-2x,x<12;

(4)4(3a-3)4=|3a-3|= 3a-3,a≥1,3-3a,a<1. 1.解决根式的求值与化简问题,要充分运用nan与(na)n这两个根式的运算结果,将原根式进行必要的变形,使之符合上述两种形式之一,然后再进行求值与化简.

2.当n为奇数时,nan=a,当n为偶数时,nan=|a|,因此一定要分清n的奇偶性. 二、根式与分数指数幂的互化

(1)将下列分数指数幂化为根式:17a,52a,34a; (2)将下列各式用分数指数幂的形式表示:3x5,4m2,13a.

思路分析:可按照分数指数幂的定义进行互化. 解:(1)17a=7a; 52a=a5;

34a

=341a=14a3.

(2)3x5=53x; 2124

42mmm

133

1aa.

1.下列根式与分数指数幂的互化,正确的是( ). A.-x=12()x B.13x=-3x 第4页

C.34xy=4yx3(x,y≠0) D.6x2=13x(x<0) 答案:C

解析:12xx,故A错;13x=13x,故B错;34xy=43yx=4yx3,故C

正确;216263xxx,故D错. 2.将下式化为分数指数幂的形式:3ab2+a2b. 解:3ab2+a2b=1223()abab. 三、分数指数幂与根式的化简与运算

(1)化简下列各式:

①21111332265()ababab;

②933337132aaaa. (2)求下列各式的值:

①210032(4)12(15)8221;

②2790.5+0.1-2+2310227-3π0+3748. 思路分析:先将根式化为分数指数幂,利用分数指数幂的运算法则进行幂的乘方、乘除运算,最后再做加、减运算.

解:(1)①原式=2111133221566()ababab

=111115326236ab=a-1=1a; ②原式=13719113132332232[][]aaaa =937136666a=a0=1. (2)①原式=12+12-12-1-1·233(2)

=22+22-2+1(2-1)(2+1)-22 =2-2-1-4 第5页

=-5; ②原式=12259+102+236427-3+3748 =53+100+916-3+3748 =100.

1.化简:(1)23634()mn________(m>0,n>0); (2)614-3338+30.125=________; (3)a2a·3a2(a>0)=__________.

答案:(1)942mn (2)32 (3)56a 解析:(1)22339666433442()()()mnmnmn; (2)原式=52-32+12=32;

(3)原式=1252236aa. 2.化简或计算下列各式:

(1)140.008 1--3×780-1×112130.2533813100.0278; (2)11112424(2)(2)xyxy(x>0,y>0); (3)12111334424(3)(6)xxyxy.

解:(1)原式=144310-(3×1)-1×1123113344333100.32 =103-13×1-3=0. (2)原式=11122242()(2)4xyxy. (3)原式=112111233344[4(3)(6)]2xyxy. 1.若式子中既含有分数指数幂,又含有根式,一般把根式统一化成分数指数幂的形式,再利用有理指数幂的运算法则化简. 2.在进行指数幂的运算时,通常要把负指数化为正指数,把小数化成分数,把大数化成小数再进行运算. 3.在解决求值问题时,要注意掌握一些常用的平方数、立方数等. 四、条件求值问题 第6页

已知4x+4-x=m(m为常数),求下列各式的值: (1)16x+16-x;(2)2x+2-x;(3)8x+8-x. 思路分析:寻求已知条件式4x+4-x与欲求值的各式之间的联系,代入求值. 解:(1)16x+16-x=(4x)2+(4-x)2=(4x+4-x)2-2·4x·4-x=(4x+4-x)2-2=m2-2. (2)由于4x+4-x=(2x)2+(2-x)2=(2x+2-x)2-2·2x·2-x=(2x+2-x)2-2, 即m=(2x+2-x)2-2, ∴2x+2-x=m+2. (3)8x+8-x=(2x)3+(2-x)3=(2x+2-x)(4x-2x·2-x+4-x)=(2x+2-x)(4x+4-x-1)=m+2(m-1).

已知11223xx,求x+x-1-3x2+x-2-2. 解:∵11223xx, ∴21122xx=x+2+x-1=9. ∴x+x-1=7. ∴(x+x-1)2=x2+2+x-2=49. ∴x2+x-2=47.

∴x+x-1-3x2+x-2-2=7-347-2=445. 1.条件求值是代数式求值中的常见题型,一般要结合已知条件先化简再求值,另外要特别注意条件的应用,如条件中的隐含条件,整体代入等,可以简化解题过程. 2.注意下列乘法公式的灵活应用: 11112222()()ababab,111122222()2ababab,

112112333333()()abaabbab=.

1.4(-2)4的值是( ). A.2 B.-2 C.±2 D.16 答案:A

解析:4(-2)4=424=2. 2.5a-2可化为( ). A.25a B.52a C.25a D.52a 答案:A

解析:1252255()aaa,故选A. 3.(-a)2·a-3等于( ). A.-a-1 B.-a-6 C.a-1 D.a-6 答案:C 解析:(-a)2·a-3=a2·a-3=a-1,故选C.