幂的运算(基础)
【要点梳理】
要点一、同底数幂的乘法性质
amanamn(其中m,n都是正整数).即同底数幂相乘,底数不变,指数相加.
要点诠释:(1)同底数幂是指底数相同的幂,底数可以是任意的实数,也可以是单项式、多项式.
(2)三个或三个以上同底数幂相乘时,也具有这一性质,
mnpmnp即aaaa(m,n,p都是正整数).
(3)逆用公式:把一个幂分解成两个或多个同底数幂的积,其中它们的底数与原来的底数相同,它们的指数之和等于原来的幂的指数。即amnaman(m,n都是正整数).
要点二、幂的乘方法则
(am)namn(其中m,n都是正整数).即幂的乘方,底数不变,指数相乘.
mnpmnp((a))a要点诠释:(1)公式的推广: (a0,m,n,p均为正整数)
(2)逆用公式: 题.
amnamannm,根据题目的需要常常逆用幂的乘方运算能将某些幂变形,从而解决问
要点三、积的乘方法则
(ab)nanbn (其中n是正整数).即积的乘方,等于把积的每一个因式分别乘方,再把所得的幂相乘.
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nnnn(abc)abc要点诠释:(1)公式的推广: (n为正整数).
(2)逆用公式:
10anbnab10n逆用公式适当的变形可简化运算过程,尤其是遇到底数互为倒数时,计算
1110221.2更简便.如:2
要点四、注意事项
(1)底数可以是任意实数,也可以是单项式、多项式.
(2)同底数幂的乘法时,只有当底数相同时,指数才可以相加.指数为1,计算时不要遗漏.
(3)幂的乘方运算时,指数相乘,而同底数幂的乘法中是指数相加.
(4)积的乘方运算时须注意,积的乘方要将每一个因式(特别是系数)都要分别乘方.
(5)灵活地双向应用运算性质,使运算更加方便、简洁.
(6)带有负号的幂的运算,要养成先化简符号的习惯.
【典型例题】
类型一、同底数幂的乘法性质
1、计算:
234345264442aaaa2aa; (1);(2)
nn1m12n1m1(xy)(xy)(xy)(xy)(xy)(3).
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【答案与解析】
解:(1)原式423449.
(2)原式2a34a522a612a7a72a7a7.
(3)原式(xy)nn1m1(xy)2n1m1(xy)2nm(xy)2nm2(xy)2nm.
【总结升华】(2)(3)小题都是混合运算,计算时要注意运算顺序,还要正确地运用相应的运算法则,并要注意区别同底数幂的乘法与整式的加减法的运算法则.在第(2)小题中a的指数是1.在第(3)小题中把xy看成一个整体.
举一反三:
【变式】计算:
5323(3)(3)(1);
p2p2p1x(x)(x)(2)(p为正整数);
2n32(2)(2)(n为正整数)(3).
【答案】
532532532103(3)333333解:(1)原式.
p2p2p1p2p2p15p1xx(x)xx(2)原式.
52n52n162n22(2)22(3)原式.
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2、已知2x220,求2x的值.
【思路点拨】同底数幂乘法的逆用:2x22x22
【答案与解析】
x2x22220. 220解:由得
x∴ 25.
【总结升华】(1)本题逆用了同底数幂的乘法法则,培养了逆向思维能力.(2)同底数幂的乘法法则的逆
mnmnaaa运用:.
类型二、幂的乘方法则
3、计算:
m2343m2(a)[(m)](a). (1);(2);(3)
【思路点拨】此题是幂的乘方运算,(1)题中的底数是a,(2)题中的底数是m,(3)题中的底数a的指数是3m,乘方以后的指数应是2(3m)62m.
【答案与解析】
m22m(a解:(1))a.
341212[(m)](m)m(2).
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3m2(a)a2(3m)a62m. (3)
【总结升华】运用幂的乘方法则进行计算时要注意符号的计算及处理,一定不要将幂的乘方与同底数幂的乘法混淆.幂的乘方法则中的底数仍可以为单个数字、字母,也可以是单项式或多项式.
16mx55,求5的值.
4、已知x2m【答案与解析】
16m11x5(x2m)35535205,∴ 555.
2m解:∵ xmnmnnma(a)(a).【总结升华】(1)逆用幂的乘方法则:(2)本题培养了学生的整体思想和逆向思维能力.
举一反三:
ab3a2b【变式1】已知x2,x3.求x的值.
【答案】
3a2b3axx解:
x2b(xa)3(xb)223328972.
mn3m2n【变式2】已知84,85,求8的值.
【答案】
3mm332nn228(8)4648(8)525. 解:因为,
3m2n3m2n88864251600. 所以
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类型三、积的乘方法则
5、指出下列各题计算是否正确,指出错误并说明原因:
22333326(ab)ab(4ab)64ab(3x)9x(1); (2); (3).
【答案与解析】
222(ab)ab. 解:(1)错,这是积的乘方,应为:
(2)对.
326(3x)9x(3)错,系数应为9,应为:.
【总结升华】(1)应用积的乘方时,特别注意观察底数含有几个因式,每个因式都分别乘方.
(2)注意系数及系数符号,对系数-1不可忽略.
【典型例题】
类型一、同底数幂的乘法性质
1、计算:
35(b2)(b2)(b2); (1)
23(x2y)(2yx)(2) .
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【答案与解析】
353519(b2)(b2)(b2)(b2)(b2)解:(1).
23235(x2y)(2yx)(x2y)[(x2y)](x2y)(2).
【总结升华】(1)同底数幂相乘时,底数可以是多项式,也可以是单项式.
(2)在幂的运算中,经常用到以下变形:
(a)nan(n为偶数),n(ba)n(n为偶数)an(n为奇数),(ab) (ba)n(n为奇数).
类型二、幂的乘方法则
2、计算:
(1)[(ab)2]3; (2)(y3)2(y2)32yy5;
(3)(x2m2)4(xm1)2; (4)
(x3)2(x3)4. 【答案与解析】
解:(1)[(ab)2]3(ab)23(ab)6.
(2)
(y3)2(y2)32yy5y6y62y62y62y60. (3)(x2m2)4(xm1)2x4(2m2)x2(m1)x8m8x2m2x10m6.
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323461218(x)(x)xxx(4).
【总结升华】(1)运用幂的乘方法则进行计算时要注意符号的计算及处理,一定不要将幂的乘方与同底数幂的乘法混淆.(2)幂的乘方的法则中的底数仍可以为单个数字、字母,也可以是单项式或多项式.
mn3m2n848583、已知,,求的值.
mn3m2nm3n23m2n8,888(8)(8),再8【思路点拨】由于已知的值,所以逆用同底数幂的乘法和幂的乘方把变成
代入计算.
【答案与解析】
3mm332nn228(8)4648(8)525. 解:因为,
所以83m2n83m82n64251600.
mn8,8【总结升华】运用整体的观念看待数学问题,是一种重要的数学思维方法.把当成一个整体问题就会迎
刃而解.同时看到灵活地双向应用运算性质,使运算更加方便、简洁.
举一反三:
3,则abab2m3m623m【变式】已知a3m2,b2mbm= .
【答案】-5;
a3mb2ma3mb2m2322提示:原式
∵2322∴ 原式=2323=-5.
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类型三、积的乘方法则
4、计算:
2424333(2xy)[a(ab)] (1) (2)
【思路点拨】利用积的乘方的运算性质进行计算.
【答案与解析】
24442448(2xy)(1)2x(y)16xy. 解:(1)
24333231293636274227[a(ab)](a)(ab)a(a)bab. (2)
【总结升华】(1)应用积的乘方时,特别注意观察底数含有几个因式,每个因式都分别乘方.(2)注意系数及系数符号,对系数-1不可忽略.
举一反三:
【变式】下列等式正确的个数是( ).
①
2x2y36x6y93 ②
a2ma6m3 ③
3a63a93
5107103510④57350.5 ⑤10021010.521002
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【答案】A;
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提示:只有⑤正确;
2x2y38x6y93;
a2ma6m3;
3a627a1835107103510;57123.51013
同底数幂的除法
【要点梳理】
要点一、同底数幂的除法法则
mnmn同底数幂相除,底数不变,指数相减,即aaa(a≠0,m、n都是正整数,并且mn)
要点诠释:(1)同底数幂乘法与同底数幂的除法是互逆运算.
(2)被除式、除式的底数相同,被除式的指数大于除式指数,0不能作除式.
(3)当三个或三个以上同底数幂相除时,也具有这一性质.
(4)底数可以是一个数,也可以是单项式或多项式.
要点二、零指数幂
0任何不等于0的数的0次幂都等于1.即a1(a≠0)
要点诠释:底数a不能为0,0无意义.任何一个常数都可以看作与字母0次方的积.因此常数项也叫0次单
0项式.
要点三、负整数指数幂
1an(a≠0,n是正整数).
任何不等于零的数的n(n为正整数)次幂,等于这个数的n次幂的倒数,即
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an
引进了零指数幂和负整数指数幂后,指数的范围已经扩大到了全体整数,以前所学的幂的运算性质仍然成立.
amanamn(m、n为整数,a0);
abmambm(m为整数,a0,b0)
amamnn(m、n为整数,a0).
12xyn要点诠释:aa0是a的倒数,a可以是不等于0的数,也可以是不等于0的代数式.例如
n2xy1(xy0),
ab51ab(ab0).
5要点四、科学记数法的一般形式
na10(1)把一个绝对值大于10的数表示成的形式,其中n是正整数,1|a|10
na10(2)利用10的负整数次幂表示一些绝对值较小的数,即的形式,其中n是正整数,1|a|10.
用以上两种形式表示数的方法,叫做科学记数法.
【典型例题】
类型一、同底数幂的除法
1、计算:
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1135283(a)a(2xy)(2xy)(1)xx;(2);(3);(4)33.
53【思路点拨】利用同底数幂相除的法则计算.(2)、(4)两小题要注意符号.
【答案与解析】
83835xxxx解:(1).
3312(a)aaa(2).
5252333(2xy)(2xy)(2xy)(2xy)8xy. (3)
111(4)33353531139.
2【总结升华】(1)运用法则进行计算的关键是看底数是否相同.(2)运算中单项式的系数包括它前面的符号.
2、计算下列各题:
5125(xy)(xy)(5a2b)(2b5a)(1) (2)
64623324(310)(310)[(x2y)][(2yx)] (3) (4)
【思路点拨】(1)若被除式、除式的底数互为相反数时,先将底数变为相同底数再计算,尽可能地去变偶
1212(5a2b)(2b5a)次幂的底数,如.(2)注意指数为1的多项式.如xy的指数为1,而不是0.
【答案与解析】
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5514(xy)(xy)(xy)(xy)解:(1).
1251257(5a2b)(2b5a)(2b5a)(2b5a)(2b5a)(2)
64626426212(310)(310)(310)(310)910(3).
33249898[(x2y)][(2yx)](x2y)(x2y)(x2y)x2y. (4)
【总结升华】底数都是单项式或多项式,把底数作一个整体利用同底数幂的除法法则进行计算.
mnm12n3、已知32,34,求9的值.
【答案与解析】
解:
9m12n9m1(32)m132m232m3232m32(3m)2322n22n4n9(3)334n(3n)4(3n)4.
22329mn4464. 当32,34时,原式
【总结升华】逆用同底数除法公式,设法把所求式转化成只含3,3的式子,再代入求值.本题是把除式
mn写成了分数的形式,为了便于观察和计算,我们可以把它再写成除式的形式.
举一反三:
mm【变式】已知2552,求m的值.
【答案】
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5mmm1m1m1m1255252521解:由得,即,2m11,
5∵ 底数2不等于0和1,
5∴ 2m152,即m10,m1.
0类型二、负整数次幂的运算
223131ab(ab)(ab)34、计算:(1);(2).
2【答案与解析】
11922434293解:(1);
22313123ab(ab)(ab)ab(2)
a3b3aba0bb.
【总结升华】要正确理解负整数指数幂的意义.
举一反三:
1221232(3.14)02【变式】计算:.
54【答案】
第14页 共22页
4解: 251221232(3.14)0
12524121232111132162821 1321816117532
1n5、 已知3m127,216,则mn的值=________.
【答案与解析】
1解: ∵
3m2713333,∴ m3.
1n∵ 22n,1624,∴ 2n24,n4.
n∴
m(3)411(3)481.
11n【总结升华】先将27变形为底数为3的幂,22n,1624,然后确定m、举一反三:
13232【变式】计算:(1)(a1b2c3)2;(2)
bc2bc3; 【答案】
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n的值,最后代值求mn.
b4abc26ac. 解:(1)原式
246(2)原式
bc8bc8bc23698128b812c.
类型三、科学记数法
6、用科学记数法表示下列各数:
(1)0.00001;(2)0.000000203;(3)-0.000135;(4)0.00067
【答案与解析】
解:(1)0.00001=10;
5(2)0.000000203=2.0310;
741.3510(3)-0.000135=;
(4)0.00067=6.710.
4【总结升华】注意在a10中n的取值是这个数从左边起第一个不是零的数前面零的个数(包括小数点前边
n的零).
【巩固练习】
一.选择题
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1. c3c5的值是( ).
A. c8
B. c15
C. c15
D.c8
2.anan2的值是( ).
A. an3
B. ann2
C. a2n2 D. a8
3.下列计算正确的是( ).
A.x2x2x4 B.x3xx4x7
C. a4a4a16 D.aa2a3
4.下列各题中,计算结果写成10的幂的形式,其中正确的是( A. 100×102=103 B. 1000×1010=1030
C. 100×103=105 D. 100×1000=104
5.下列计算正确的是( ).
A.
xy3xy3
B.5xy225x2y4
2C.
3x29x4 D.
2xy238x3y6
6.若2ambn38a9b15成立,则( ).
第17页 共22页
).
A. m=6,n=12 B. m=3,n=12
C. m=3,n=5 D. m=6,n=5
二.填空题
7. 若2m6,2n5,则2mn=____________.
8. 若a3xaa19,则x=_______.
9. 已知a3n5,那么a6n______.
10.若a3ama8,则m=______;若33x181,则x=______.
223n3311. ______; ______; 325=______. 12.若n 是正整数,且a2n10,则
(a3n)28(a2)2n=__________. 三.解答题
13. 判断下列计算的正误.
(1)x3x3x6 ( ) (2) (y3)2y5 ( (3)(2ab2)22a2b4 ( ) (4) (xy2)2xy4 ( 14.(1) x(x3)8(x4)3; (2)(13a2b3)3(a3b2)2;
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)
)
b2a2ab(3)10(0.310)(0.410); (4);
3535(5)
5a63a3a323;
n3n33515.(1)若xxx,求n的值.
(2)若
anbmba9b153,求m、n的值.
【答案与解析】
一.选择题
1. 【答案】D;
cc【解析】35c35cc88.
2. 【答案】C;
nn2nn2a2n2. 【解析】aaa3. 【答案】D;
222348448【解析】xx2x;xxxx;aaa.
4. 【答案】C;
【解析】100×10=10;1000×10=10;100×1000=10.
2410135 第19页 共22页
5. 【答案】D;
xyxy【解析】;
3335xy225x2y42;
3x29x42.
6. 【答案】C;
【解析】
2ambn8a3mb3n8a9b15,3m9,3n153,解得m=3,n=5.
二.填空题
7. 【答案】30;
【解析】2mn2m2n6530.
8. 【答案】6;
3x119aa,3x119,x6. 【解析】
9. 【答案】25;
a6na3n52252【解析】.
10.【答案】5;1;
3m3m83x14aaaa,3m8,m53813,3x14,x1. 【解析】;
11.【答案】64;n;3;
910 第20页 共22页
12.【答案】200;
(a3n)28(a2)2na2n8a2n100080020032【解析】.
三.解答题
13.【解析】
解:(1)×;(2)×;(3)×;(4)×
14.【解析】
3843241237解:(1)x(x)(x)xxxx;
11(a2b3)3(a3b2)2a6b9a6b427(2)3;
3535810(0.310)(0.410)0.30.41010101.210(3);
b2a2ab(4)352ab2ab2ab358;
5a3a(5)6233a325a1227a9a32a12.
15.【解析】
n3n335解:(1)∵xxx
4n335∴ xx
第21页 共22页
∴4n+3=35
∴n=8
(2)m=4,n=3
解:∵anbmb3a9b15
∴ a3nb3mb3a3nb3m3a9b15∴3n=9且3m+3=15
∴n=3且m=4
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