幂的运算法则是整式乘除运算的基础,学习运用法则时,很容易出错,特别是“幂的乘方”与“同底数幂相乘”最容易混淆,要想学好它必须掌握好思维方法。
一、在理解推导的基础上,掌握法则的使用条件和结论,进行相关法则间的比较,分清它们之间的区别和联系。为了弄清它们的关系,列表如下:
法则名称
结 论
公 式
运算的变化
同底数
幂相乘
①底数不变;
②指数相加。
由幂相乘降为指数相加
幂的乘方
①底数不变;
②指数相乘。
由幂的乘方降为指数相乘。
积的乘方
①积的每一个因式分别乘方,②再把所得的幂相乘。
由积的乘方变为幂相乘。
同底数
幂相除
①底数不变;
②指数相减。
由幂相除降为指数相减
同底数幂相乘的法则与整式的加法法则比较。同底数幂相乘,只要求幂的底相同,指数可以不同,归结为“指数相加”;而整式的加法中,可以合并的项,不仅要求底数相同,而且指数也必须相同,即合并的项必须是同类项,归结为“幂不变,系数相加”。例如,,而与 2相加时,就不能合并为一项。
例 1.下列运算中,正确的是( )。
A. a 2· a 3= a 6 B. a 3÷ a 2= a C.( a 3) 2= a 9 D. a 2+ a 3= a 5
解:根据同底数幂相乘,底数不变指数相加,得 a 2· a 3= a 5,选项 A错;同底数的幂相除,底数不变指数相减,得 a 3÷ a 2= a,选项 B正确;幂的乘方,底数不变指数相乘,得( a 3) 2= a 6,选项 C错; a 2和 a 3不是同类项,不能合并,选项 D错.对各选项分析判断后利用排除法求解.
故选 B。
【方法指导】熟练掌握相关运算法则是解题关键,不是同类项的一定不能合并.
二、学会逆向思维运用,加深对法则的理解
我们所学的幂的运算的四个法则,在所规定的条件下都是恒等式,既可以从左到右,也可以从右到左,要学会灵活应用。
例 2:计算( 0.125) 2016×〔(— 2) 2016〕 3
解:原式=( 0.125) 2016×〔(— 2) 2016× 3〕=( 0.125) 2016×〔(— 2) 3〕 2016=〔 0.125)×(— 2) 3〕 2016=〔— 1〕 2016= 1.
【方法指导】本题的第一步正用幂的乘方法则,第二步逆用幂的乘方法则,第三步逆用积的乘方法则,这样,使底数变为,从而大大简化了运算,顺利地得到结果。
例 3:比较 3 55、 4 44的大小。
【解析】根据幂的乘方的性质,逆向运用得到 a mn=,题中 55= 5× 11, 44= 4× 11,所以, 3 55=( 3 5) 11= 243 11, 4 44=( 4 4) 11= 256 11
解:由于 3 55=( 3 5) 11= 243 11, 4 44=( 4 4) 11= 256 11。
因为 256> 243,所以有 4 44> 3 55。
【方法指导】可考虑先找出其指数的最大公约数,逆用幂的乘方运算性质,把它们的指数化为相同,这样只需比较其底数即可.
小试牛刀:
1.计算: 2 m 2· m 8= 。
2.计算结果正确的是( )。
A. B. C. D.
3.计算的结果是( )
A. B. C. D.
4.计算( a 2) 3( a 2) 2的结果是( )
A.a B. a 2 C. a 3 D. a 4
参考答案:
1.2 m 10 2. B 3. A 4. B
1.提示:由同底数幂运算法则进行计算。 2 m 2· m 8= 2 m 2+ 8= 2 m 10。
2.提示:根据幂的乘方的运算法则有。
3.提示:先根据积的运算性质,再根据幂的乘方的运算性质求得结果.( - xy 3)=( - x)( y)= x y。
4.提示:先进行幂的乘方运算,再进行同底数幂相除运算,( a 2) 3( a 2) 2= a 6 a 4= a 6— 4= a 2.