7年级下册北师大版数学 1.2幂的乘方与积的乘方(2) 逐字稿-5,002字

  师:好,同学们上午好,我们开始今天的课。首先,来看昨天的拓展思考题:比较(3^{55})、(4^{44})、(5^{33})的大小。同学们做出来了吗?不会有同学告诉我是用计算器算的吧?我们应该利用上一节课学习的幂的乘方来解决它。

  观察发现,底数和指数都不一样,直接算太麻烦。怎么办呢?大家看,指数(55)、(44)、(33)是不是都有公因数(11)呀?那么(55)可以拆成(11×5),(44)拆成(4×11),(33)拆成(3×11)。这样就能逆用昨天所学的幂的乘方啦。

  我们来写一写,把指数(55)拆成(5×11),逆用幂的乘方就等于((3^{5})^{11}),(3^{5})很好算,结果是(243)。接着看(4^{44}),同样的办法,把指数(44)拆成(4×11),逆用幂的乘方,(4^{4})算出来,底数就变成了(256)。第三个也是同样的方法。

  算到这以后,大家观察一下,我们得到的三个乘方形式,它们有什么共同点呢?指数都相同。这样我们只需要比较谁的大小就可以了?对,比较底数的大小。所以本题最后的结果应该是(4^{44}>3^{55}>5^{33})。好,看看有哪些同学做对了这题。

  接下来,我们把前面几期课学习的内容共同回顾一下。同底数幂的乘法法则、幂的乘方法则,尤其是前面两节课刚学到的这两个法则,我们再来比较一下它们的异同点。

  我们以形象直观的图形形式来感受一下。同底数幂相乘的公式是(a^{m}×a^{n}=a^{m + n}),底数不变,指数相加。幂的乘方字母表示为((a^{m})^{n}=a^{mn}),底数也是不变的,这是共同的地方,但指数是相乘。同学们后面做题一定要对号入座,看清楚是哪一种情况。因为今天我们又要学习新的第三种幂的运算了。

  我们先看这样一个有趣的问题。大家已经知道球的体积(V = \frac{4}{3}\pi r^{3}),地球的半径约为(6×10^{3})千米,求体积。办法大家应该都知道,把半径(r)换成(6×10^{3})就行。今天新的问题在哪呢?式子列出来以后,出现了((6×10^{3})^{3})这样的形式,这个应该怎么算呢?有没有简便办法?这就是今天我们将要学习的积的乘方。

  这个问题先放一放,到本节课最后,我们就能轻松解决它。同学们把数学书打开,先完成数学书第七页上半部分“做一做”的一二两题。我们看第一题,((3×5)^{4}),利用幂的意义,是不是四个(3×5)连乘呀?然后利用乘法的交换律、结合律,那就变成几个(3)连乘?(4)个,根据幂的意义就是(3^{4})。同理,(4)个(5)连乘,根据幂的意义就是(5^{4})。

  接着看第二小题,把指数换成字母(m),同学们用刚才类似的办法猜想一下,这个结果应该是(3^{m}×5^{m})。同学们感受一下,如果老师继续把探究一般化,把底数的数字也换成字母,来看((a×b)^{n}),它等于多少呢?这个式子在数学中叫做积的乘方。

  我们来共同完成推导。首先这一步是根据什么?对,幂的意义,那就是(n)个(a×b)相乘。下一步,(n)个(a)相乘,再乘以(n)个(b)相乘,这个理由是什么?根据乘法的交换律、结合律。所以(n)个(a)相乘就等于(a^{n}),(n)个(b)相乘就等于(b^{n}),这是根据幂的意义。到这里,本节课的探究活动基本上成功啦。我们发现积的乘方,也就是((a×b)^{n}=a^{n}×b^{n}),其中指数(n),我们要求是正整数。

  大家觉得这个文字应该怎么表述比较合适呢?同学们看一下数学书第(7)页中间,书上是一个不完整的表述。请同学们想一想,积的乘方应该等于什么?大家组织一下语言,说法不唯一哦。有一种说法可以记下来:积的乘方等于每个因式乘方的积。这就是今天我们探究的积的乘方法则。老师和大家把探究过程再来理一理,看看其中用到了哪些数学方法。同学们可以看书第(7)页,从“做一做”开始,往下连续的三小题,感受一下这个变化过程。我们是类比数的运算,得到了字母为底的幂的运算,这是类比的方法,同学们要感受一下。而且从数的运算过渡到字母的运算,是从特殊到一般的归纳方法。

  法则就是这样,接着我们继续拓展。如果是(3)个或(3)个以上积的乘方,是不是也满足这个性质呢?大家大胆猜想一下,用字母表示,是不是((a×b×c)^{n}=a^{n}×b^{n}×c^{n}),实际上(3)个以上仍然也满足这个公式,它的适用范围很广,同学们知道这一点就可以了。

  接着我们做练习。看每一小题,同学们首先要会读。第一小题((3x)^{2});第(2)小题((2b)^{5});第(3)小题(( - 2xy)^{4});第(4)小题((3a^{2})^{n})。同学们先感受一下样子,它们都是我们今天学习的积的乘方,先熟悉样子。

  我们来合作完成第一题。按照法则,应该等于每个因数乘方的积,所以(3^{2}×x^{2}=9x^{2})。同样的,第(2)小题(2×b),那应该是(2^{5}×b^{5}),算到最简结果是(32b^{5})。

  第(3)小题有一点点小麻烦,我们看一下,括号里面首先是几部分相乘呀?实际上是(-2)、(x)、(y)相乘,这是公式的拓展。接着要注意这个负号的处理,(-2)是一个整体,所以同学们要用括号把(-2)括起来。最终结果,负数的偶次幂是正的,所以是(16x^{4}y^{4})。

  最后一小题,那应该是(3)的(n)次方,(a^{2})这个整体也要(n)次方。大家观察一下后一部分做好了吗?没有,我们应该再用昨天刚学的幂的乘方,底数不变,指数相乘,所以最终结果是(3^{n}a^{2n})。

  通过这(4)小题的计算,老师提两点建议。首先,不要有遗漏,每个因式都要乘方,包括系数。尤其是第二点,就像刚刚第(3)小题老师提醒的,系数要连同它的符号一起乘方,如果系数是(-1)的时候也不要遗漏。同学们通过这几小题,有没有感受到字母(a)、(b)作为底数的广泛含义呀?它可以是数字,可以是字母,也可以是单项式或多项式,这个要理解。

  接着我们回到本节课一开始的问题。同学们拿出练习本做((6×10^{3})^{3}),利用积的乘方应该是(6^{3}×(10^{3})^{3})。大家可以翻到数学书第(8)页,按照随堂练习第二题的统一要求,取(\pi = 3.14)。算一算,最终结果写到这的话,把(\pi)取(3.14)算一下,应该是(904.32×10^{9})。

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