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8年级人教版上册数学 幂的乘方、积的乘方 逐字稿-3,811字

  师:同学们,我们来看这样一道题目,涉及同底数幂的乘法,比如乘以(3)的二次幂,底数(3)不变,指数相加得到(3)的(6)次幂。这样计算的依据是什么呢?是同底数幂相乘的性质,即同底数幂相乘,底数不变,指数相加。

  大家再看这样一组题:

  第一小题,(3)的二次幂的三次方,根据乘方的意义,它等于(3)个(3)的二次幂相乘,也就是(3)的二次幂乘以(3)的二次幂再乘以(3)的二次幂,然后用同底数幂的乘法规则,得到(3)的六次幂。

  第二小题,将底数一般化为字母(a),同样根据乘方的意义,(3)个(a)的二次幂相乘,依据同底数幂的乘法,等于(a)的(6)次幂。

  第三小题,将幂的指数进一步一般化,还是根据乘方的意义,(3)个(a)的(m)次幂相乘,根据同底数幂的乘法,得到(a)的(3m)次幂。

  大家观察这些式子的形式,左边底数都是幂的形式,属于幂的乘方。再看运算过程和结果,(3)个(3)的二次幂其实就是(3)的(2)乘以(3)次幂,得到(3)的六次幂;(3)个(a)的二次幂相乘就是(a)的(2)乘以(3)次幂,得到(a)的(6)次幂;(3)个(a)的(m)次幂相乘就是(a)的(m)乘以(3)次幂,得到(a)的(3m)次幂。也就是说,底数不变,指数相乘。那你们能写出一个幂的乘方的一般形式吗?

  生:(a)的(m)次幂的(n)次方。

  师:对,(a)的(m)次幂的(n)次方,它就是(n)个(a)的(m)次方相乘。根据同底数幂的乘法性质,就等于(a)的(n)个(m)相加次幂,也就是(a)的(mn)次幂。这就是幂的乘方的性质:幂的乘方,(a)的(m)次幂的(n)次方等于(a)的(mn)次幂,乘方时底数不变,指数相乘。这里的(m)、(n)都是指相同底数的个数,所以它们都是正整数。

  下面我们运用幂的乘方,底数不变,指数相乘这个性质来解决一组计算题。

  第一小题,幂的乘方,底数不变指数相乘,指数(3)乘以(5)得(15),结果是(10)的(15)次幂。

  第二小题,同样属于幂的乘方,用性质,底数不变指数(4)乘以(4),得到(a)的十六次幂。

  第三小题,经观察也是幂的乘方,所以底数(a)不变,指数(m)乘以(2),得到(a)的(2m)次幂。

  第四小题,这个负号可以看成是(x)的(4)次幂的(3)次方的相反数,所以原式等于负的(x)的(4)乘以(3)次幂,即负的(x)的(12)次幂。

  好了,下面我们再来看例(2)。

  第一小题,我们可以先确定符号,指数是(4)次方,结果是正号。同时可以把底数看成是一个整体,所以原式等于([(m - n)^3]^4),把(m - n)看作整体不拆开。这时候运用幂的乘方,底数不变指数相乘,得到((m - n))的(3)乘以(4)次幂,也就是((m - n))的(12)次幂。

  第二小题,这是一个混合运算,既有幂的乘方,又有乘法,所以要注意运算顺序。先算幂的乘方,原式等于(a)的(2)乘以(3)次幂,再乘以(a)的(5)次幂,即(a)的(6)次幂乘以(a)的(5)次幂。接下来会发现这是同底数幂的乘法,底数不变指数(6)与(5)相加,得到(a)的(11)次幂。

  第三小题,同样要注意运算顺序,虽然指数中含有字母,但不影响我们使用性质。原式等于(a)的(3m)次幂乘以(a)的(2(m + 1))次幂,再用同底数幂的乘法法则,得到(a)的(3m + 2(m + 1))次幂,化简后得(a)的(5m + 2)次幂。

  这是一道关于幂的运算的综合运用,同学们运用的时候要注意运算顺序和准确运用法则。下面请同学们再看这样一道题:已知(2)的(m)次幂等于(32),(n)次幂等于(4),求(2)的(3m + 2n)次幂的值。这道题是对幂的乘方和同底数幂乘法的性质逆向运用。先要把所求的代数式转化成能用已知代数式代入计算的形式。因为指数是和的形式,所以可以转化成同底数幂的乘法,也就是原式等于(2)的(3m)次幂乘以(2)的(2n)次幂。再利用幂的乘方性质,转化为(2)的(m)次幂的(3)次方乘以(2)的(n)次幂的平方。最后代入计算得

  因为(2^m = 32 = 2^5),所以(m = 5);(2^n = 4 = 2^2),所以(n = 2)。

  则(2^{3m + 2n} = 2^{3×5 + 2×2} = 2^{15 + 4} = 2^{19})。

  好,这是刚刚我们所学的幂的乘方及其运用。下面请大家再看这样一个实际问题,已知一个正方体的棱长为(2×10)的三次幂厘米,求它的体积。体积(V)等于棱长的立方,根据乘方的意义,原式等于(3)个(2×10)的三次幂相乘。再运用乘法的交换律结合律,得到((2×2×2)×(10^3×10^3×10^3))。由乘方的意义可以写成(2)的(3)次幂乘以(10)的(9)次幂,也就是等于(8×10)的(9)次幂。

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