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  • 2021-07-01 发布

2020_2021学年新教材高中数学第四章指数函数与对数函数4

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第四章 指数函数与对数函数 4.1  指  数 4.1.1   n 次方根与分数指数幂 必备知识 · 自主学习 导思 1. 在初中学过平方根、立方根、根号,那么还有没有其他次方的方根?怎样表示? 2. 在初中学过正整数指数幂的含义、运算性质,当指数不是正整数时,有什么含义和运算性质? 1.n 次方根 如果 x n =a ,那么 x 叫做 a 的 n 次方根,其中 n>1 ,且 n∈N * . 可用下表表示: 提示: 不一定 . 当 n 为偶数时,正数 a 的 n 次方根有两个,且互为相反数,当 n 为奇数时,正数 a 的 n 次方根只有一个且仍为正数 . 2. 根式 (1) 式子 叫做根式, n 叫做根指数, a 叫做被开方数 . (2) 性质:当 n>1 , n∈N * 时, ① ( ) n = __ ; ② = a 【 思考 】 式子 ( ) 4 与 中的 a 的范围一样吗? 提示: 不一样,式子 ( ) 4 中 a≥0 , 中 a∈R. 3. 分数指数幂的意义 (a>0 , m , n∈N * ,且 n>1) 【 思考 】 分数指数幂中,为什么规定底数 a>0 ? 提示: 当 a=0 时, a 0 及 a 的负分数指数幂没有意义; 当 a<0 时,若 n 为偶数, m 为奇数,则 无意义 . 4. 有理数指数幂的运算性质 (a>0 , b>0 , r , s∈Q) (1)a r a s =a r+s .    (2)(a r ) s =a rs . (3)(ab) r =a r b r . 【 思考 】 同底数幂相除 a r ÷a s ,同次的指数幂相除 分别等于什么? 提示: (1)a r ÷ a s =a r-s ; (2) . 【 基础小测 】 1. 辨析记忆 ( 对的打“√”,错的打“ ×”) (1) =-2. (    ) (2)∀a∈R , (a 2 +1) 0 =1. (    ) (3) . (    ) 提示: (1) × . =2. (2)√.∀a∈R , a 2 +1≠0 ,所以有 (a 2 +1) 0 =1. (3) × . . 2. 下列运算中正确的是 (    )                    A.a 2 a 3 =a 6 B.(-a 2 ) 3 =(-a 3 ) 2 C.( -1) 0 =1 D.(-a 2 ) 5 =-a 10 【 解析 】 选 D.a 2 a 3 =a 2+3 =a 5 , (-a 2 ) 3 =-a 2×3 =-a 6 , (-a 3 ) 2 =a 6 ,当 a=1 时, ( -1) 0 无意义, (-a 2 ) 5 =-a 10 . 3.( 教材二次开发:习题改编 ) =_______.  【 解析 】 =|x-2|= 答案: 关键能力 · 合作学习 类型一  n 次方根的概念及相关的应用 ( 数学运算 ) 【 题组训练 】 1. 的值为 (    )                    A.-6 B.2 -2 C.2 D.6 2. 把 (a-1) 根号外的 (a-1) 移到根号内等于 (    ) 3. 若 ,则实数 a 的取值范围是 _______.  【 解析 】 1. 选 A. -4, 所以原式 =-6+4- -4=-6. 2. 选 C. 由 ≥ 0 ,得 a<1 ,则 a-1<0 , 所以 (a-1) 3. 因为 所以 1-3a≥0 ,所以 a≤ . 答案: 【 解题策略 】 根式化简与求值的思路及注意点 (1) 思路: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 . (2) 注意点: ①正确区分 ( ) n 与 两式 . ② 运算时注意变式、整体代换,以及平方差、立方差和完全平方、完全立方 公式的运用,必要时要进行讨论 . 【 补偿训练 】 若 n0 ,所以原式 =-(m+n)-(m-n)=-2m. 类型二 根式的化简、分数指数幂求值 ( 数学运算 ) 【 典例 】 1. 化简 的结果是 (    )                   A. B. C.3 D.5 2. (a>0) 的分数指数幂表示为 (    ) D. 都不对 3. 化简 (a>0) 的结果是 (    ) 【 思路导引 】 1. 2. 从里向外依次化为指数式 . 3. 化为指数式后利用指数运算性质计算 . 【 解析 】 1. 选 A. 原式 = 2. 选 A. 3. 选 B. 【 解题策略 】 根式与分数指数幂互化的方法及思路 (1) 方法:根指数 分数指数的分母, 被开方数 ( 式 ) 的指数 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 】 1. 求值 =_______.   【 解析 】 原式 = 答案: 2. 用分数指数幂表示 a· =_______.  【 解析 】 原式 =a· 答案: 类型三 分数指数幂运算性质的应用 ( 数学运算 ) 角度 1  化简问题  【 典例 】 (2020· 衡阳高一检测 ) =_______.( 式中的字母均是 正数 )  【 思路导引 】 将根式化为分数指数幂,然后进行运算 . 【 解析 】 原式 = 答案: 【 变式探究 】 将本例中的式子变为 ,试计算 . 【 解析 】 原式 =5×(-4)×  角度 2  求值问题  【 典例 】 计算: 【 思路导引 】 将各个因式求值后计算 . 【 解析 】 原式 = -1+2=2. 【 解题策略 】 关于指数式的化简、求值问题 (1) 无论是化简还是求值,一般的运算顺序是先乘方,再乘除,最后加减 . (2) 仔细观察式子的结构特征,确定运算层次,避免运用运算形式时出错 . 【 跟踪训练 】 计算下列各式: (1)(2020 · 南通高一检测 ) (2) 【 解析 】 (1) 原式 = (2) =[2×(-3)÷(-6)] =x 2 y. 课堂检测 · 素养达标 1. 下列各等式中成立的是 (    )                    A. (a>0) B. (a>0) C. (a>0) D. (a>0) 【 解析 】 选 B. 由于 a>0 ,又因为 , , , , 所以成立的是 . 2. 若 x<3 ,则 -|x-6| 的值是 (    ) A.-3 B.3 C.-9 D.9 【 解析 】 选 A. 若 x<3 ,则 x-3<0 , x-6<0 ,所以 -|x-6|=|x-3|-|x-6|= 3-x+x-6=-3. 3. 设 a>0 ,将 表示成分数指数幂,其结果是 (    ) 【 解析 】 选 C. 由题意 4.( 教材二次开发:练习改编 ) 计算 ( · ) 6 ·b 2 =_______.  【 解析 】 ( · ) 6 ·b 2 =a 3 ·b -2 ·b 2 =a 3 . 答案: a 3 5. -(1-0.5 -2 )÷ 的值为 _______.  【 解析 】 原式 =1-(1-2 2 ) ÷ =1-(-3) × = . 答案: 核心知识 方法总结 易错提醒 核心素养 n 次方根 分数指数幂的意义 有理数指数幂的运算性质 概念 性质 表示 转化法:根式的运算转化为幂的运算,最后将结果转化为根式 1. 的形式化简对 n 要分奇偶讨论 2. 的形式化简已包含使根式有意义的条件 3. 代数式的化简结果不能同时含有根式和分数指数 1. 数学抽象:通过根式概念的形成过程,培养数学抽象的核心素养 2. 数学运算:通过分数指数幂的化简求值,培养数学运算的核心素养