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4.1 指数(课件)-2021-2022学年高一数学同步精品课件(新人教A版2019必修第一册)

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【文档说明】4.1 指数(课件)-2021-2022学年高一数学同步精品课件(新人教A版2019必修第一册).pptx,共(50)页,1.354 MB,由飞向未来上传

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以下为本文档部分文字说明:

4.1指数第四章指数函数与对数函数4.1指数1.理解n次方根和根式的概念,掌握根式的性质、根式与分数指数幂之间的相互转化.2.通过对有理数指数幂amn(a>0且a≠1;m,n为整数且n>0)、实数指数幂ax(a

>0且a≠1;x∈R)含义的认识,了解指数幂的拓展过程,掌握指数幂的运算性质.3.通过对有理数指数幂、实数指数幂含义的认识,培养学生数学抽象的核心素养.通过根式的运算和指数幂运算性质的应用,提升学生数学运算的核心素养.知识点一根

式的概念及其性质(一)教材梳理填空1.n次方根的概念定义一般地,如果xn=a,那么__叫做a的_________,其中n>1,且n∈N*a>0X>0n是奇数a<0x<0x仅有一个值,记为____a>0x有两个值,且互为相反数,记为

____个数n是偶数a<0x不存在n次方根xna±na[思考]为什么负数没有偶次方根?提示:因为正数和负数的偶次方都是正数,故逆运算求偶次方根时,负数没有偶次方根.2.根式(1)定义:式子___叫做根式,这里n叫做_______,a叫做_________.(2

)性质:①(na)n=___(n>1,且n∈N*).②当n为奇数时,nan=___;当n为偶数时,nan=|a|=_________.根指数被开方数naaaa,a≥0,-a,a<0[思考]nan与(na)n有什

么区别?提示:nan是实数an的n次方根,是一个恒有意义的式子,不受n的奇偶限制,但这个式子的值受n的奇偶限制.其算法是对a先乘方,再开方(都是n次),结果不一定等于a,当n为奇数时,nan=a;当n为偶数时,nan=|a|=a,a≥

0,-a,a<0.(na)n=a(n>1,且n∈N*).(二)基本知能小试1.判断正误(1)任意实数的奇次方根只有1个.()(2)正数的偶次方根有两个且互为相反数.()(3)(1-π)2=1-π.()答案:(1)√(2)√(3)×2.若a是实数,则下列式子中可能没有意义的是

()A.4a2B.5aC.5-aD.4a解析:当a<0时,a的偶次方根无意义.答案:D3.化简(x+3)2-3(x-3)3得________.解析:原式=|x+3|-(x-3),当x≥-3时,原式=6;当x<-3时,原式=-2x.答案

:6或-2x知识点二分数指数幂的意义(一)教材梳理填空正分数指数幂规定:amn=______(a>0,m,n∈N*,n>1)负分数指数幂规定:amn-=1mna=____(a>0,m,n∈N*,n>1)分数指数幂性质0的正分数指数幂等于___,0的负分数指数幂________

_1nam0没有意义nam(二)基本知能小试1.填表,用分数指数幂的形式表示下列各式(a>0).a2a1a3aa____________2.323可化为()A.2B.3C.39D.9答案:C知识点三有理数指数幂与无理数指数幂(一)教材梳理填空1.有理数指数幂的运算性质(1)aras=ar+s

(a>0,r,s∈Q).(2)(ar)s=____(a>0,r,s∈Q).(3)(ab)r=____(a>0,b>0,r∈Q).2.无理数指数幂一般地,无理数指数幂aα(a>0,α是无理数)是一个确定的____.有

理数指数幂的运算性质同样适用于无理数指数幂.arsarbr实数3.实数指数幂的运算性质(1)aras=ar+s(a>0,r,s∈R).(2)(ar)s=___(a>0,r,s∈R).(3)(ab)r=____(a>0,b

>0,r∈R).arsarbr(二)基本知能小试1.判断正误(1)(-a4b2)·(-ab2)3=a7b8.()(2)(-a2b3)3÷(-ab2)3=a3b3.()(3)(-a3)2·(-b2)3=a6b6.()(4)[(a3)2·(-b2)3]3=-a18b18.()(5)2π>23

.()答案:(1)√(2)√(3)×(4)√(5)√2.化简[(-3)2]12-的结果是()A.-33B.3C.33D.-3答案:C3.化简(3+2)32-·(3-2)32-=________.解析:

原式=32()()3232-+-=132-=1.答案:1题型一根式的化简与求值[学透用活]根式的性质与应用的关键是在理解根式的基础上熟记根式的意义与性质,特别要注意在nan(n>1,n∈N*)中,当n为偶数,且a<0时的情况.对于根式的运算还要注意变形、整体代换以及平方差、立方差、完全平

方、完全立方公式的运用,做到化繁为简,必要时要进行讨论.[典例1]化简:(1)4(3-π)4;(2)(a-1)2+(1-a)2+3(1-a)3;(3)3+22+3-22.[解](1)原式=|3-π|=π-3.(2)由题意知

a-1≥0,即a≥1.原式=a-1+|1-a|+1-a=a-1+a-1+1-a=a-1.(3)原式=(2)2+22+1+(2)2-22+1=(2+1)2+(2-1)2=2+1+2-1=22.[方法技巧]根式化简应遵循的3个原则(1)被开方数中不能含有能开得尽方的因数或因式.(2)被

开方数是带分数的要化成假分数.(3)被开方数中不能含有分母;使用ab=a·b(a≥0,b≥0)化简时,被开方数如果不是乘积形式必须先化成乘积的形式.[变式训练]1.[根式的概念]在①4(-4)2n,②4(-4)2n+1,③5a4,④4a5(n∈N,a∈R)

各式中,一定有意义的是()A.①②B.①③C.①②③④D.①③④解析:(-4)2n>0,故①有意义;(-4)2n+1<0,故②无意义;③显然有意义;当a<0时,a5<0,此时4a5无意义,故④不一定有意义.答案:B2.[根式的性质]化简x2-2xy+y2+5(y-x

)5=________.解析:原式=(x-y)2+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).答案:0,x≥y,2(y-x),x<y3.[带条件的根式的化简]设-3<x<3,求x2-2

x+1-x2+6x+9的值.解:原式=(x-1)2-(x+3)2=|x-1|-|x+3|.∵-3<x<3,∴当-3<x<1时,原式=-(x-1)-(x+3)=-2x-2;当1≤x<3时,原式=(x-1)-(x+3)=-4.∴原式=-2x-2,-

3<x<1,-4,1≤x<3.题型二根式与分数指数幂的互化[学透用活][典例2]将下列根式化成分数指数幂形式.(1)3a·4a;(2)aaa;(3)3a2·a3;(4)(3a)2·ab3.[解](1)3a·4a=a13·a14=a712.(2)原式=a12·a14·a18=a78.(3)原式=a

23·a32=a136.(4)原式=(a13)2·a12·b32=a76b32.[方法技巧]在解决根式与分数指数幂互化的问题时,关键是熟记根式与分数指数幂的转化式子:amn=nam和amn-=1mna=1nam,其中

字母a要使式子有意义.[提醒]分数指数幂与根式相互转化的过程中,一定要注意偶次算术根非负的特点,否则很容易出现差错.如(-x)12中隐含-x≥0;化简(1-a)[(a-1)-2·(-a)12]12时,已知的式子(-a)12中隐含-a≥0,因而a-1<0,所以(a

-1)-2=(1-a)-1,而不是(a-1)-2=(a-1)-1.[变式训练]1.用根式的形式表示下列各式(x>0,y>0):(1)x23;(2)x35-;(3)x12-y47.解:(1)x23=3x2.(2)x35-=15x3.(3)x12-y47=7y4x.2

.用分数指数幂表示下列各式:(1)3a·6-a(a<0);(2)423b23(b<0);(3)13x5x22(x≠0).解:(1)原式=a13·(-a)16=-(-a)13·(-a)16=-(-a)12(a<0).(2)原式=b212343=(-b)19(b<0).

(3)原式=1413531·xx=351x=x35-.题型三指数幂的化简与求值[学透用活][典例3]计算下列各式:(1)2350+2-2·21412--(0.01)0.5;(2)2790.5+0.1-2+2102

723--3π0+3748;(3)614-3338+40.0625+12.530.064()-25-π0;(4)(2a23b13-c2)÷21233313abc---(a>0,b>0,c>0).[解](1)原式=1+1

4×23-110=1615.(2)原式=53+100+916-3+3748=100+14448-3=100.(3)原式=25412-27813+6251000014+64100012×(2.5)35-1=52-32+

12+25-1-1=3.(4)原式=-6a2233--b1133--c2-23-=-6a43b23-c83.[方法技巧]指数幂的一般运算步骤(1)有括号先算括号里的;无括号先做指数运算.(2)负指数幂化为正指数幂的倒数.(3)底数是负数,先确定符号

.(4)底数是小数,先要化成分数.(5)底数是带分数,先要化成假分数,然后要尽可能用幂的形式表示,便于用指数幂的运算性质.[变式训练]1.计算:(1)-33823-+(0.002)12--10(5-2)-1+(3-2)0;(2)21623+13-2-34313-112513-;(3

)3π×13π+2222+15.解:(1)原式=(-1)23-·33823-+150012--105-2+1=27823-+50012-10(5+2)+1=49+105-105-20+1=-1679.(2)原式=(63)23+32-(73)13-(5-

3)13-=36+9-7-5=33.(3)3π×13π+2222+15=3×13π+222×2+1=1π+24+1=18.2.化简下列各式:(1)(2a43b14)(-6a12b13)÷(-3a16b16);(2)23132··abab÷a-1b-1ba13-(a

>0,b>0).解:(1)(2a43b14)(-6a12b13)÷(-3a16b16)=[2×(-6)÷(-3)]·a411326+-·b111436+-=4a53b512.(2)原式=21321132··abab-÷11212·abba-

-13-=[a2132--·b1123-]÷(a112--·b112--)13-=(a76b16)÷(a32-b32-)13-=(a76·b16)÷(a12b12)=a7162-b1162-=a23b13-.题型四含条件的求值问题[探究发现](1)平方差公式、差与和的完

全平方公式是什么?立方差、立方和公式呢?(2)能根据上述公式,发现a+a-1,a2+a-2和a3+a-3之间的关系吗?提示:(1)平方差公式:a2-b2=(a+b)(a-b).完全平方公式:(a±b)2=a2±2a

b+b2.立方差、和公式:a3±b3=(a±b)(a2∓ab+b2).(2)(a+a-1)2=a2+a-2+2;a3+a-3=(a+a-1)·(a2+a-2-1).[学透用活][典例4]已知a12+a12-=5,求下列各式的值:(1)a+a-1;(2)a2+a-2.[解](1)将a12+

a12-=5两边平方,得a+a-1+2=5,即a+a-1=3.(2)将a+a-1=3两边平方,得a2+a-2+2=9,∴a2+a-2=7.[方法技巧]解决条件求值问题的一般方法——整体代入法对于条件求值问题,一般先化简代数式,再将字

母取值代入求值,但有时字母的取值不知道或不易求出,这时可将所求代数式恰当地变形,构造出与已知条件相同的结构,从而通过“整体代入法”巧妙地求出代数式的值.利用“整体代入法”求值时常用的变形公式如下:(1)a±2a12b12+b=(a12±b12)2(a>0,b

>0).(2)(a12+b12)(a12-b12)=a-b(a>0,b>0).(3)a32+b32=(a12+b12)(a-a12b12+b).(4)a32-b32=(a12-b12)(a+a12b12+b).[

变式训练]1.[变结论]在本例条件下,则a2-a-2=________.解析:令y=a2-a-2,两边平方,得y2=a4+a-4-2=(a2+a-2)2-4=72-4=45,∴y=±35,即a2-a-2=±35.答案:±352.[变条件]已知a12-a12-=m,求本例中

(1)(2)中的值.解:(1)将a12-a12-=m平方,得a+a-1-2=m2,∴a+a-1=m2+2.(2)将a+a-1=m2+2平方,得a2+a-2+2=(m2+2)2,∴a2+a-2=m4+4m2+2.3.已知x=12,y=23,求x+yx-y-x-yx+y的值.解:x+yx-y-

x-yx+y=(x+y)2x-y-(x-y)2x-y=4xyx-y.∵x=12,y=23,∴原式=412×2312-23=413-16=-2413=-83.一、综合性——强调融会贯通1.下面是对“已知(

2x-y)2=1,3(1-2y)3=-1,求25561134xyxy+-的值”的解题过程:解:根据算术平方根的定义,由(2x-y)2=1,得(2x-y)2=1,所以2x-y=1①…第一步根据立方根的定义,由3(1-2y)3=-1,得

1-2y=-1②…第二步由①②,解得x=1,y=1…第三步把x=1,y=1代入25561134xyxy+-中,得25561134xyxy+-=0…第四步试分析:(1)以上解题过程存在错误,请指出错在哪些步骤,并说明错误的原因;(2)把正确解答过程写出来.解:(1)错在第一步中,

由(2x-y)2=1应得到2x-y=±1,忽略了2x-y=-1;在第四步中,当x=1,y=1时,分式25561134xyxy+-无意义,忽略了分式有意义的条件的检验.(2)正确的解答是:根据算术平方根的定义,由(2x-y)

2=1,得(2x-y)2=1,所以2x-y=±1①根据立方根的定义,由3(1-2y)3=-1,得1-2y=-1②由①②,得2x-y=1,1-2y=-1或2x-y=-1,1-2y=-1,解得x=1,y=1或x=0,y=1,把x=1,

y=1代入25561134xyxy+-中,分式25561134xyxy+-无意义,把x=0,y=1时,25561134xyxy+-=0+10-1=-1.二、应用性——强调学以致用2.[好题共享——选自北师大版新教

材]某科研小组培育一种水稻新品种,由第1代1粒种子可以得到第2代120粒种子,以后各代每粒种子都可以得到下一代120粒种子.写出第n代得到的种子数与n的函数关系式,并求第5代得到的种子数.(结果写成a×10n(0<a<10,n为正整数)的形式,a精确到0.01)解:设n代种子数为y,则y=

120n-1,当n=5时,y=1204=(1.2×102)4=1.24×108≈2.07×108(粒).三、创新性——强调创新意识和创新思维3.[选自北师大版新教材]利用科学计算器计算函数值的近似值有

的科学计算器(如计算位数较少的科学计算器)无法直接计算很大的数,这时,需要我们设计一些计算方法,以便利用这些科学计算器进行近似计算.例如,当x=500时,函数y=2x的函数值的近似值,一般的科学计算器无法直接计算.我们可以采取下面的步骤进行计算:第一步,利用科

学计算器算出210=1024=1.024×103.第二步,再计算2500.因为2500=(210)50=(1.024×103)50=1.02450×10150,所以我们只需要用科学计算器算出1.02450≈3.2734,从而算出2

500≈3.2734×10150.在设计计算方法时,要考虑科学计算器能计算的位数.如果函数值非常大,我们常常用科学记数法表示,并且根据需要保证一定的精确度.谢谢观看

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