师:同学们上午好。我们先来看上一节课留的拓展作业,尝试用同底数幂的乘法解决这两个问题。

  第一小题,((a - b)^2×(a - b)) 。想用同底数幂的乘法来做,大家要记得昨天强调的,底数 (a) 具有广泛的含义,它既可以是数字,也可以是字母、单项式,甚至可以是复杂的多项式。这里我们把 ((a - b)) 看成一个整体,就符合底数相同的条件。第二个括号外面指数省略了,其实是 (1),我们把它补上。所以本题正确答案是 ((a - b)) 这个底数不变,指数相加,(2 + 1 = 3) ,也就是 ((a - b)^3) 。大家做对了吗?

  第二小题,我们先观察。有同学说这题好像麻烦一些,同底数幂要求底数相同,可这两个括号长得不一样。其实很多同学有办法,只要加一步变化就可以。((b - a)^2) ,我们可以把它转化成什么?很好,很多同学知道把它化成 ((a - b)^2) ,七年级上册我们学过,当两个代数式互为相反数时,它们的偶次幂总相等。这样转化后,就和第一题一样了。所以最终结果还是 ((a - b)^3) 。

  这是昨天的拓展作业,今天我们一起来探索幂的乘方。首先回忆一下幂的意义,(a^n) 等于 (n) 个 (a) 相乘。昨天学习的同底数幂的乘法,大家再来看一遍,底数不变,指数相加,它的推导过程我们也再看一下。

  接着看一个有趣的生活问题。地球、木星、太阳近似地看作球体。木星、太阳半径约是地球的 (10) 倍、(10^2) 倍,它们的体积分别是地球的多少倍呢?这里要给大家一个球体的体积计算公式,(V_{球}=\frac{4}{3}\pi r^3) ,其中 (V) 是体积,(r) 是球的半径。同学们动笔算算看。

  首先木星,它的体积应该是地球体积的 (10^3) 倍。那么太阳呢,列式算一下,应该写成 ((10^2)^3) ,从里往外读,读作 “(10) 的二次方,括号的三次方” 。它等于多少呢?从形式上看,这就是今天要学习的幂的乘方,括号里面是一个幂的形式,括号右上角又有一个指数。同学们拿出练习本做 ((10^2)^3) ,老师带着大家做一下。这一步是根据乘方的意义,接着就变成昨天熟悉的内容了,三个同底数幂相乘,按照法则,底数 (10) 不变,指数相加,这是同底数幂的乘法法则。这样就等于 (10^6) ,这个 (6) 与两个指数 (2) 和 (3) 之间有什么联系呢?哦,原来是 (2×3) 。这样,((10^2)^3) 就严密地算出来了,等于 (10^6) 。

  继续观察,数学书上有相关内容,同学们可以写写看。根据幂的意义和同底数幂的乘法法则:

  第一小题,((6^2)^4) ,先会读,应该是 (4) 个 (6^2) 相乘,接着用同底数幂乘法,(2 + 2 + 2 + 2 = 6^8) ,这个 (8) 怎么来的?(2×4) 。

  第二小题,((a^2)^3) ,根据幂的意义,(3) 个 (a^2) 连乘,再根据同底数幂乘法法则,(2 + 2 + 2 = a^6) ,这个 (6) 怎么来的?指数相乘 (2×3) 。

  第三小题,((a^m)^2) ((m) 是正整数),那应该等于两个 (a^m) 相乘,根据同底数幂的乘法法则,(m + m = a^{2m}) 。

  大家看,第一小题底数和指数都是数字,第二小题底数是字母,指数是数字,第三小题底数和括号里的指数是字母,括号外面是数字,这是一个从数的表示逐渐过渡到字母表示,由特殊到一般的过程。大家大胆猜想一下幂的乘方应该怎样运算呢?很多同学都猜想到了,((a^m)^n) 应该等于 (a^{mn}) 。

  我们看一下推导过程。首先根据幂的意义,(n) 个 (a^m) 连乘,这一步是根据同底数幂的乘法,(n) 个 (m) 相加,当然就等于 (a^{mn}) 。到这我们的探究过程基本结束,最终结论是:幂的乘方,((a^m)^n = a^{mn}) ,其中 (m)、(n) 都是正整数。

  书上第 (5) 页最下面蓝色方框里有两个填空,同学们把它完成,幂的乘方,底数怎么样?不变,指数相乘。到这,老师和大家把刚才的探究过程再重复一下,从一开始的数字类比,推广到字母,这是类比的方法;从数字表示逐步一般化到字母表示,是由特殊到一般,最终得出结论,这是归纳的方法,同学们感受一下。

  接着看例题,我们一起合作完成这 (6) 小题。

  第一小题,((10^2)^3) ,首先看是不是符合幂的乘方,底数 (10) 不变,指数相乘,结果是 (10^6) 。

  第二小题,((b^5)^5) ,幂的乘方,底数 (b) 不变,指数相乘,结果是 (b^{25}) 。

  第三小题,((a^n)^3) ,底数不变,指数相乘,这里指数写法要注意,要写成 (3n) ,如果写成 (n3) 就不对,七年级上册学习代数式规范写法时强调过,数字与字母相乘,一般数字在前,字母在后。

  第四小题,(-(x^2)^m) ,这个负号怎么处理?负号在括号外面,是式子整体的负号,照抄,所以最终结果是 (-x^{2m}) ,注意数字在前,字母在后。

  第五小题,((y^2)^3×y) ,同学们先观察,这里面包括几种运算?首先有乘方,然后还有乘法,这是个小综合。按照运算顺序,先算乘方,再算乘法。先利用今天的幂的乘方,底数不变,指数相乘,得到 (y^6) ,再乘以 (y) ,这个 (y) 昨天强调过,指数省略了,是 (y^1) ,所以结果是 (y^7) ,这是同底数幂相乘。

  第六小题,先观察,除了幂的乘方,还有减法运算,运算顺序是先算乘方,再算减法。前一项指数相乘 (2×6) ,后一项底数 (a) 不变,指数相乘 (3×4) ,得到 (2a^{12} - a^{12}) ,做到这一步后,往下是什么活动?很好,是合并同类项,系数相减,字母和字母的指数不变,所以本题最后等于 (a^{12}) 。大部分同学跟上了吗?

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《7年级下册北师大版数学 1.2幂的乘方与积的乘方(1) 逐字稿-4,558字 第3版》.docx
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