2022-2022学年高中数学人教A版必修一学案：2.1.1-指数与指数幂的运算-Word版含解析.doc

2.1.1　指数与指数幂的运算

课标要点
课标要点
学考要求
高考要求
1.根式的意义
a
a
2.分数指数幂的意义
b
b
3.无理数指数幂的意义
a
a
4.有理数指数幂的运算性质
c
c

知识导图

学法指导
1.弄清()n与的区别，掌握n次根式的运算．
2．能够利用a＝进行根式与分数指数幂的互化．
3．通过对根指数n的讨论学会运用分类讨论的思想方法．
4．利用整体代换的思想求代数式的值.

知识点一　n次方根及根式的概念
1．a的n次方根的定义
如果xn＝a，那么x叫做a的n次方根，其中n>1，且n∈N*.

根式的概念中要求n>1，且n∈N*.

2．a的n次方根的表示
(1)当n是奇数时，a的n次方根表示为，a∈R.
(2)当n是偶数时，a的n次方根表示为±，其中－表示a的负的n次方根，a∈[0，＋∞)．
3．根式
式子叫做根式，这里n叫做根指数，a叫做被开方数．,

知识点二　根式的性质
(1)()n＝a(n∈R＋，且n>1)；
(2)＝

()n中当n为奇数时，a∈R；n为偶数时，a≥0，而中a∈R.

知识点三　分数指数幂的意义及有理数指数幂的运算性质
1．分数指数幂的意义
分数指数幂
正分数指数幂
规定：a＝(a>0，m，n∈N*，且n>1)
负分数指数幂
规定：a－＝＝(a>0，m，n∈N*，且n>1)
性质
0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂无意义
2.有理数指数幂的运算性质
(1)aras＝ar＋s；
(2)(ar)s＝ars；
(3)(ab)r＝arbr.
3．无理数指数幂
无理数指数幂aα(a>0，α是无理数)是一个无理数．有理数指数幂的运算性质对于无理数指数幂同样适用．

[小试身手]
1．判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)任意实数的奇次方根只有一个．(　　)
(2)正数的偶次方根有两个且互为相反数．(　　)
(3) ＝4－π.(　　)
(4)分数指数幂a可以理解为个a相乘．(　　)
(5)0的任何指数幂都等于0.(　　)
答案：(1)√　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　
2．b4＝3(b>0)，则b等于(　　)
A．34　　　B．3　　　C．43　　　D．35
解析：因为b4＝3(b>0)，∴b＝＝3.
答案：B
3．下列各式正确的是(　　)
A.＝－3 B.＝a
C．()3＝－2 D.＝2
解析：由于＝3，＝|a|，＝－2，故选项A，B，D错误，故选C.
答案：C
4.－的值是________．
解析：＝＝＝＝＝.
答案：

,类型一　利用根式的性质化简求值,
例1　(1)下列各式正确的是(　　)
A.＝a　　　　　B．a0＝1 C. ＝－4　　　　　D. ＝－5
(2)计算下列各式：
① ＝________.
② ＝________.
③ －－＝________.
【解析】　(1)由于＝则选项A，C排除，D正确，B需要加条件a≠0.
(2)① ＝－a.
② ＝＝π－3.
③ －－＝－－＝－－＝.
【答案】　(1)D　(2)①－a　②π－3　③

首先确定式子中n的奇偶，再看式子的正负，最后确定化简结果．

方法归纳
根式化简或求值的策略
(1)解决根式的化简或求值问题，首先要分清根式为奇次根式还是偶次根式，然后运用根式的性质进行化简或求值．
(2)开偶次方时，先用绝对值表示开方的结果，再去掉绝对值符号化简，化简时要结合条件或分类讨论．
跟踪训练1　求下列各式的值：
(1) ；　　 (2) ；
(3) ； (4) ＋ .
解析：(1) ＝－2；
(2) ＝ ＝ ；
(3) ＝|3－π|＝π－3；
(4)原式＝ ＋y－x＝|x－y|＋y－x.
当x≥y时，原式＝x－y＋y－x＝0；
当x<y时，原式＝y－x＋y－x＝2(y－x)．
所以原式＝

(4)由根式被开方数正负讨论x≥y，x<y两种情况．

类型二　根式与分数指数幂的互化
例2　(1)将分数指数幂a (a>0)化为根式为________；
(2)化简：(a2·)÷(·)＝________.(用分数指数幂表示)；
(3)将下列根式与分数指数幂进行互化．
①a3·；② (a>0，b>0)．
【解析】　(1)a＝＝
(2)(a2·)÷(·)＝(a2·a)÷(a·a)＝a÷a＝a＝a
【答案】　(1)　(2)a　(3)①a3·＝a3·a＝a＝a.
　② ＝ ＝ ＝ ＝a－b.

利用根式与分数指数幂的性质意义化为根式或分数指数幂．

方法归纳
根式与分数指数幂互化的方法及思路
(1)方法：根指数化为分数指数的分母，被开方数(式)的指数化为分数指数的分子．
(2)思路：在具体计算中，通常会把根式转化成分数指数幂的形式，然后利用有理数指数幂的运算性质解题．
提醒：如果根式中含有多重根号，要由里向外用分数指数幂写出．,
跟踪训练2　下列根式与分数指数幂的互化正确的是(　　)
A．－＝(－x) (x>0)　　B.＝y (y<0)
C．x＝ (x>0) D．x＝－(x≠0)
解析：－＝－x (x>0)；＝(y2)＝－y (y<0)；x＝(x－3)＝(x>0)；
x＝＝(x≠0)．
答案：C

A：－先把＝x再加上－.
B：注意y<0.
C：负指数次幂运算．

类型三　分数指数幂的运算与化简,,例3　计算下列各式(式中字母都是正数)：
(1)0＋2－2×－(0.01)0.5；
(2)0.5＋0.1－2＋－3π0＋；
(3)(a－2b－3)·(－4a－1b)÷(12a－4b－2c)；
(4)2÷4·3.
解析：(1)原式＝1＋×－
＝1＋－＝.
(2)原式＝＋－2＋－3＋
＝＋100＋－3＋＝100.
(3)原式＝－4a－2－1b－3＋1÷(12a－4b－2c)
＝－a－3－(－4)b－2－(－2)c－1
＝－ac－1＝－.
(4)原式＝2a÷4(ab)·(3b)
＝a－·b－·(3b)＝ab.

①先进行指数运算，在进行指数运算时可将底数化成幂的形式，再利用幂的乘方进行运算；②对于零次幂，直接运用a0＝1(a≠0)得出结论；③底数为带分数的化成假分数，进而将底数化成幂的形式；④底数为小数的一般化成分数来运算；⑤先算乘方(开方)，再算乘除，最后算加减．

方法归纳
利用指数幂的运算性质化简求值的方法
(1)进行指数幂的运算时，一般化负指数为正指数，化根式为分数指数幂，化小数为分数，同时兼顾运算的顺序．
(2)在明确根指数的奇偶(或具体次数)时，若能明确被开方数的符号，则可以对根式进行化简运算．
(3)对于含有字母的化简求值的结果，一般用分数指数幂的形式表示．
跟踪训练3　计算：
(1)(－1.8)0＋－2·－＋；
(2)·(a>0，b>0)．
解析：(1)原式＝1＋2·－10＋9＝1＋2·2－10＋27＝29－10＝19.
(2)原式＝4·0.12·＝2××8＝.
先把根式化为分数指数幂再运用指数幂的运算法则计算．

[基础巩固](25分钟，60分)
一、选择题(每小题5分，共25分)
1．将化为分数指数幂，其形式是(　　)

A．2　　　　B．－2
C．2 D．－2
解析：＝(－2)＝(－2×2)＝(－2)＝－2.
答案：B
2．若a (a－2)0有意义，则a的取值范围是(　　)
A．a≥0 B．a＝2
C．a≠2 D．a≥0且a≠2
解析：要使原式有意义，只需，
∴a≥0且a≠2.
答案：D
3．化简的结果是(　　)
A．－ B.
C．－ D.
解析：依题意知x<0，所以＝－＝－.
答案：A
4.(a>0)的值是(　　)
A．1 B．a
C．a D．a
解析：原式＝＝a＝a.
答案：D
5．化简()4·()4的结果是(　　)
A．a16 B．a8
C．a4 D．a2
解析：()4·()4
＝()·()
＝(a)·(a)＝a·a＝a4.
答案：C
二、填空题(每小题5分，共15分)
6.－2＋(1－)0－－160.75＝________.
解析：－2＋(1－)0－－160.75
＝＋1－－16
＝＋1－－(24)
＝＋1－－8
＝－7
答案：－7
7．化简＝________.
解析：原式＝
＝a·b＝.
答案：
8．若10x＝2,10y＝3，则10＝________.
解析：由10x＝2,10y＝3，
得10＝(10x)＝2，
102y＝(10y)2＝32，
∴10＝＝＝.
答案：
三、解答题(每小题10分，共20分)
9．用分数指数幂的形式表示下列各式(a>0，b>0)：
(1)a2；
(2)·；
(3)()2·；
(4).
解析：(1)原式＝a2a＝a＝a.
(2)原式＝a·a＝a＝a.
(3)原式＝(a)2·(ab3) ＝a·ab＝ab＝ab.
(4)原式＝a2·a＝a＝a.
10．计算下列各式：
(1)0.064－0＋[(－2)3]＋16－0.75；
(2) －(－9.6)0－＋(－1.5)－2；
(3) ＋0.002－10(－2)－1＋(－)0.
解析：(1)原式＝0.4－1－1＋(－2)－4＋2－3＝－1＋＋＝.
(2)原式＝－1－＋－2＝－1－－2＋2＝.
(3)原式＝(－1) ·＋－－＋1＝＋500－10(＋2)＋1
＝＋10－10－20＋1＝－.
[能力提升](20分钟，40分)
11．化简·的结果是(　　)
A. B．－
C. D．－
解析：由题意可知a≤0，则·＝(－a)·a＝－(－a) ·(－a) ＝－(－a)＝－＝－.
答案：B
12．若 ＋＝0，则(x2019)y＝________.
解析：因为＋＝0，
所以＋＝|x＋1|＋|y＋3|＝0，
所以x＝－1，y＝－3.
∴(x2019)y＝[(－1)2019]－3＝(－1)－3＝－1.
答案：－1
13．将下列根式化为分数指数幂的形式：
(1)m2·(m>0)；
(2) (m>0)；
(3) (a>0，b>0)；
(4) (x>0，y>0)．
解析：(1)m2·＝m2·m＝m＝m.
(2) ＝＝ ＝(m)＝m.
(3)原式＝[ab3(ab5) ]＝[a·ab3·(b5) ]
＝(ab)＝ab.
(4)方法一　从外向里化为分数指数幂．
＝
＝
＝
＝··
＝··＝＝y.
方法二　从里向外化为分数指数幂．
＝
＝＝
＝＝y.
14．已知a＋a＝，求下列各式的值：
(1)a＋a－1；(2)a2＋a－2；(3)a2－a－2.
解析：(1)将a＋a＝两边平方，
得a＋a－1＋2＝5，
则a＋a－1＝3.
(2)由a＋a－1＝3两边平方，
得a2＋a－2＋2＝9，
则a2＋a－2＝7.
(3)设y＝a2－a－2，两边平方，
得y2＝a4＋a－4－2
＝(a2＋a－2)2－4
＝72－4
＝45，
所以y＝±3，
即a2－a－2＝±3.