初中2.7 有理数的乘方学案及答案
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知识精讲
知识点01 有理数的乘方
定义:求n个相同因数的积的运算,叫做乘方,乘方的结果叫做幂(pwer).
即有:.在中,叫做底数, n叫做指数.
【微点拨】
(1)乘方与幂不同,乘方是几个相同因数的乘法运算,幂是乘方运算的结果.
(2)底数一定是相同的因数,当底数不是单纯的一个数时,要用括号括起来.
(3)一个数可以看作这个数本身的一次方.例如,5就是51,指数1通常省略不写.
【即学即练1】1.计算的结果是( )
A.B.9C.D.6
【答案】B
【分析】
根据乘方的法则即可求解.
【详解】
解:(-3)2=9.
故选:B.
知识点02 乘方运算的符号法则
正数的任何次幂都是正数;
负数的奇次幂是负数,负数的偶次幂是正数;
(3)0的任何正整数次幂都是0;
(4)任何一个数的偶次幂都是非负数,如 ≥0.
【微点拨】
(1)有理数的乘方运算与有理数的加减乘除运算一样,首先应确定幂的符号,然后再计算幂的绝对值.
(2)任何数的偶次幂都是非负数.
【即学即练2】2.下列运算中错误的是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】
利用乘方的意义对各选项进行判断.
【详解】
解:A、(-2)4=16,正确,故选项不符合;
B、=,错误,故选项符合;
C、(-3)3=-27,正确,故选项不符合;
D、(-1)104=1,正确,故选项不符合;
故选:B.
能力拓展
考法01 有理数的乘方运算
1. 求n个相同因数的积的运算叫做乘方。
2. 乘方的结果叫做幂,相同的因数叫做底数,相同因数的个数叫做指数。
3. 一般地,在中,取任意有理数,n取正整数。应当注意,乘方是一种运算,幂是乘方运算的结果。当
看作的n次方的结果时,也可以读作的n次幂。我们知道,乘方和加、减、乘、除一样,也是一种运算,就是表示n个相乘,所以可以利用有理数的乘法运算来进行有理数乘方的运算。
4.横向观察
(1) 正数的任何次幂都是正数;负数的奇次幂是负数,偶数幂是正数;零的任何次幂都是零。
5.纵向观察
互为相反数的两个数的奇次幂仍互为相反数,偶次幂相等。
任何一个数的偶次幂是什么数
任何一个数的偶次幂都是非负数。
你能把上述的结论用数学符号语言表示吗
当时,(n是正整数);
当时,(n是正整数).
(以上为有理数乘方运算的符号法则)
(n是正整数);
(n是正整数)
(a是有理数,n是正整数)
【典例1】 设三个互不相等的实数,既可表示为1,的形式,又可表示为0,的形式,则的值是( )
A.0B.C.1D.2
【答案】A
【分析】
根据三个互不相等的有理数,既表示为1,a+b,a的形式,又可以表示为0,b,的形式,也就是说这两个数组的数分别对应相等,即a+b与a中有一个是0,与b中有一个是1,再根据分式有意义的条件判断出a、b的值,代入计算即可.
【详解】
解:∵三个互不相等的有理数,既表示为1,a+b,a的形式,又可以表示为0,,b的形式,
∴这两个数组的数分别对应相等.
∴a+b与a中有一个是0,与b中有一个是1,但若a=0,会使无意义,
∴a≠0,只能a+b=0,即a=-b,于是=-1,只能是b=1,于是a=-1;
∴===0,
故选:A.
考法02 化简绝对值
1、绝对值的化简方法口诀
绝对值的化简方法口诀:同号得正,异号得负。绝对值符号里面为负,在去掉绝对值时必须要加一个负的符号老确保整个值为正值,也就是当:│a│=a(a为正值即a〉=0时);│a│=-a(a为负值即a《=0时)。
绝对值是指一个数在数轴上所对应点到原点的距离,用“||”来表示。|b-a|或|a-b|表示数轴上表示a的点和表示b的点的距离。
2、绝对值化简步骤:
(1)先根据数轴“从左到右数增大”的原则比较绝对值里面字母的大小关系;
(2)再根据绝对值里面字母的大小关系计算“和”或“差”为正还是为负;
(3)然后根据“一个整数的绝对值等于它本身”把绝对值里面的代数式直接去掉绝对值符号移出来,根据“一个负数的绝对值等于它的相反数”把绝对值里面的代数式去掉绝对值符号再变成它的相反数移出来;
(4)最后,绝对值符号全都去掉了之后,再进行加减运算(有的可能需要先去括号再运算),得到最简结果。
3、如何去掉绝对值的符号
取得绝对值得符号的原则为:大于等于0,则直接去绝对值符号;小于0,则去绝对值符号后在数字前面加负号。即正数的绝对值是他本身,负数的绝对值是其相反数。
4、绝对值是指一个数在数轴上所对应点到原点的距离,用“| |”来表示。|b-a|或|a-b|表示数轴上表示a的点和表示b的点的距离。3的绝对值为3,-3的绝对值也为3。数字的绝对值可以被认为是与零的距离。
5、无论是绝对值的代数意义还是几何意义,都揭示了绝对值的以下有关性质:
(1)任何有理数的绝对值都是大于或等于0的数,这是绝对值的非负性。
(2)绝对值等于0的数只有一个,就是0。
(3)绝对值等于同一个正数的数有两种,这两个数互为相反数或相等。
(4)互为相反数的两个数的绝对值相等。
(5)正数的绝对值是它本身。
(6)负数的绝对值是它的相反数。
(7)0的绝对值是0。
【典例2】若a,b,c均为整数,且,则的值为( )
A.2B.3C.2020D.2021
【答案】A
【分析】
分类讨论,分别计算|a-b|=1,|c-a|=0和|a-b|=0,|c-a|=1这两种情况下所求代数式的值,然后得到结果.
【详解】
解:∵a,b,c均为整数,且|a-b|2021+|c-a|2020=1,
∴|a-b|=1,|c-a|=0或者|a-b|=0,|c-a|=1,
当|a-b|=1,|c-a|=0时,
c=a,,
所以|a-c|+|c-b|+|b-a|=|a-c|+|a-b|+|b-a|=0+1+1=2;
当|a-b|=0,|c-a|=1,
a=b,
所以|a-c|+|c-b|+|b-a|=|a-c|+|c-a|+|b-a|=1+1+0=2;
综合可知:|a-c|+|c-b|+|b-a|的值为2.
故选:A.
分层提分
题组A 基础过关练
1.一个数的平方是它的倒数,那么这个数是( )
A.1B.0C.1或0D.1或
【答案】A
【分析】
根据倒数的定义可知.
【详解】
解:一个数的平方是它的倒数,那么这个数一定1.
故选A.
2.下列说法正确的是( )
A.的底数是B.读作:2的3次方C.27的指数是0D.负数的任何次幂都是负数
【答案】B
【分析】
根据有理数乘方的定义解答.
【详解】
解:A、-23的底数是2,故本选项错误;
B、23读作:2的3次方,故本选项正确;
C、27的指数是1,故本选项错误;
D、负数的偶数次幂是正数,故本选项错误.
故选:B.
3.﹣12020=( )
A.1B.﹣1C.2020D.﹣2020
【答案】B
【分析】
根据有理数的乘方计算.
【详解】
解:﹣12020=﹣1.
故选:B.
4.对于式子,下列说法不正确的是:( )
A.指数是3B.底数是C.幂为D.表示3个相乘
【答案】C
【分析】
根据底数,指数,幂以及乘方的意义进行逐一分析判断即可.
【详解】
∵的底数是-2,指数是3,幂为=-8,表示3个-2相乘,
∴C选项错误,A、B、D都正确,
故选:C.
5.已知n表示正整数,则 的结果是 ( )
A.0B.1C.0 或1D.无法确定,随n 的不同而不同
【答案】A
【分析】
根据乘方的意义,因为n为正整数,可分n为偶数和n为奇数两种情况讨论并得出结果即可.
【详解】
解:①当n为偶数时,则为奇数,;
②当n为奇数时,则为偶数,;
所以当n表示正整数时,;
故答案选A.
6.国家统计局的相关数据显示,2018年我国国民生产总值(GDP)超过90万亿元,将这个数据用科学记数法表示为( )
A.9×1013元B.9×1012元C.90×1012万元D.9×1014
【答案】A
【分析】
结合1万、1亿,根据科学记数法的定义即可得.
【详解】
科学记数法:将一个数表示成的形式,其中,n为整数,这种记数的方法叫做科学记数法,
则90万亿,
故选:A.
7.下列计算结果为负数的是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】
根据有理数的运算法则即求解.
【详解】
A、-(-2) 3=-(-8)=8,结果为正数,A不符合题意;
B、-24=-16,结果为负数,B符合题意;
C、(-1)×(-3)5=243,结果为正数,C不符合题意;
D、23×(-2)6=8×64=512,结果为正数,D不符合题意;
故答案为:B.
题组B 能力提升练
1.下列各组数中,互为相反数的有( )
①和 ②和 ③和 ④和
A.④B.①②C.①②④D.①③④
【答案】B
【分析】
各项中两式计算得到结果,即可作出判断.
【详解】
解:①,,互为相反数;
②,,互为相反数;
③,,不互为相反数;
④和,不互为相反数;
故选:B.
2.下列每对数中,相等的一对是( )
A.和B.和C.和D.和
【答案】A
【分析】
逐一把各选项的各数计算出结果,再进行判断即可得到答案.
【详解】
解: 故符合题意,
故不符合题意,
故不符合题意,
故不符合题意,
故选:
3.下列各组数中互为相反数的是( )
A.与B.与C.与D.与
【答案】C
【分析】
先把题目中的各数化简,然后根据互为相反数的两个数的和等于零,依次对各项进行判断即可.
【详解】
A、2+0.5=2.5≠0,不互为相反数,错误
B、,不互为相反数,错误
C、,正确
D、,不互为相反数,错误
故答案为:C.
4.下列各组数中,结果相等的是( )
A.52与25B.﹣22与(﹣2)2
C.﹣24与(﹣2)4D.(﹣1)2与(﹣1)20
【答案】D
【分析】
根据乘方运算法则计算出各选项的两个算式,再经过比较即可选出正确答案.
【详解】
A.52=25,25=32,所以52≠25,故本选项不符合题意;
B.﹣22=﹣4,(﹣2)2=4,所以﹣22≠(﹣2)2,故本选项不符合题意;
C.﹣24=﹣16,(﹣2)4=16,所以﹣24≠(﹣2)4,故本选项不符合题意;
D.(﹣1)2=1,(﹣1)20=1,所以(﹣1)2=(﹣1)20,故本选项符合题意.
故选:D.
5.全球平均每年发生雷电次数约为16000000次,将16000000用科学记数法表示是_____.
【答案】
【解析】
科学记数法的表示形式为a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数.确定n的值时,要看把原数变成a时,小数点移动了多少位,n的绝对值与小数点移动的位数相同.当原数绝对值大于10时,n是正数;当原数的绝对值小于1时,n是负数.
16000000 =.
6.阅读理解:根据乘方的意义,可得:22×23=(2×2)×(2×2×2)=25.请你试一试,完成以下题目:
(1)a3•a4=(a•a•a)•(a•a•a•a)=__;
(2)归纳、概括:am•an=__;
(3)如果xm=4,xn=9,运用以上的结论,计算:xm+n=__.
【答案】a7 am+n 36
【分析】
(1)根据题意,乘方的意义,7个a相乘可以写成a7即可解决;
(2)根据题意,总结规律,可以知道是几个相同的数相乘,指数相加即可解决;
(3)运用以上的结论,可以知道:xm+n=xm•xn,即可解决问题.
【详解】
解:(1)根据材料规律可得a3•a4=(a•a•a)•(a•a•a•a)=a7;
(2)归纳、概括:am•an==am+n;
(3)如果xm=4,xn=9,运用以上的结论,计算:xm+n=xm•xn=4×9=36.
故答案为:a7,am+n,36.
7.阅读材料:①1的任何次幂都等于1;②﹣1的奇数次幂都等于﹣1;③﹣1的偶数次幂都等于1;④任何不等于零的数的零次幂都等于1,试根据以上材料探索使等式(2x+3)x+2016=1成立的x的值为_____.
【答案】﹣1或﹣2或﹣2016
【分析】
根据1的乘方,﹣1的乘方,非零的零次幂,可得答案.
【详解】
解:①当2x+3=1时,解得:x=﹣1,
此时x+2016=2015,则(2x+3)x+2016=12015=1,
所以x=﹣1.
②当2x+3=﹣1时,解得:x=﹣2,此时x+2016=2014,
则(2x+3)x+2016=(﹣1)2014=1,
所以x=﹣2.
③当x+2016=0时,x=﹣2016,此时2x+3=﹣4029,
则(2x+3)x+2016=(﹣4029)0=1,
所以x=﹣2016.
综上所述,当x=﹣1,或x=﹣2,或x=﹣2016时,代数式(2x+3)x+2016的值为1.
故答案为:﹣1或﹣2或﹣2016.
题组C 培优拔尖练
1.若(?−1)2+|?−2|=0,则(?−?)2020的值是( )
A.-1B.1C.0D.2018
【答案】B
【分析】
根据偶次方的非负性、绝对值的非负性列式计算即可.
【详解】
解:由题意得:a-1=0,b-2=0;解得:a=1,b=2
所以(a−b)2020=(1−2)2020=(−1)2020=1
2.1×2+2×3+3×4+…+99×100=( )
A.223300B.333300C.443300D.433300
【答案】B
【分析】
根据题目中的数据可以求出该式子的结果,从而可以解答本题.
【详解】
解:1×2+2×3+3×4+…+99×100
=×[(1×2×3)−(0×1×2)]+×[(2×3×4)−(1×2×3)]+×[(99×100×101)−(98×99×100)]
=×[(99×100×101)−(0×1×2)]
=×99×100×101
=333300,
故选:B.
3.计算(-2)2009+3×(-2)2008的值为( )
A.-22008B.22008C.(-2)2009D.5×22008
【答案】B
【解析】
试题分析:根据有理数的乘方的意义,可知(-2)2009+3×(-2)2008=(-2)×(-2)2008+3×(-2)2008=(-2+3)× (-2)2008=22008.
故选B.
4. 一根1m长的绳子,第1次剪去一半,第2次剪去剩下绳子的一半.如此剪下去,剪第8次后剩下的绳子的长度是( )
A.mB.mC.mD.m
【答案】C
【分析】
第一次剪去全长的,剩下全长的,
第二次剪去剩下的,剩下全长的=,
第三次再剪去剩下的,剩下全长的×=,
如此剪下去……….
便可找到答案了.
【详解】
解:第一次剪去全长的,剩下全长的,
第二次剪去剩下的,剩下全长的=,
第三次再剪去剩下的,剩下全长的×=,
如此剪下去,第8次后剩下的绳子的长为×1==(m).
故选:C.
5.下面是一组按规律排列的数:1,2,4,8,16,…,第2020个数应是( )
A.22019B.22020−1C.22020D.以上答案均不对
【答案】A
【分析】
先把它们写成底数为2的幂的形式,然后观察发现规律,即可完成解答.
【详解】
解:第1个数为1=20;
第2个数为2=21;
第3个数为4=22;
第4个数8=23;
第5个数为16=24;
……
第2020个数为22019.
故选:A.
6.如果,那么的值为( ) .
A.0B.4C.-4D.2
【答案】C
【解析】
∵,∴a+1=0,b-1=0,解得:a=-1,b=1.故2(a-b)=2×(-1-1)=-4.故选C.
7.在求1+6+62+63+64+65+66+67+68+69的值时,小林发现:从第二个加数起每一个加数都是前一个加数的6倍,于是她设:
S=1+6+62+63+64+65+66+67+68+69①
然后在①式的两边都乘以6,得:
6S=6+62+63+64+65+66+67+68+69+610②
②﹣①得6S﹣S=610﹣1,即5S=610﹣1,所以S=,得出答案后,爱动脑筋的小林想:
如果把“6”换成字母“a”(a≠0且a≠1),能否求出1+a+a2+a3+a4+…+a2014的值?你的答案是( )
A.B.C.D.a2014﹣1
【答案】B
【解析】
试题分析:设S=1+a+a2+a3+a4+…+a2014,①
则aS=a+a2+a3+a4+…+a2014+a2015,②,
②﹣①得:(a﹣1)S=a2015﹣1,
∴S=,
故选B.
课程标准
课标解读
1.理解有理数乘方的定义;
2. 掌握有理数乘方运算的符号法则,并能熟练进行乘方运算;
1、有理数乘方的运算和正确运用科学记数法表示较大的数.
2、有理数乘方运算的符号法则和正确掌握10的幂指数特征.
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