师:同学们,大家好。前面我们已经学习了有理数的加、减、乘、除四种运算,今天这节课,我们再来学习一种新的运算——有理数的乘方。有理数的乘方共两课时,今天是第一课时。我们先来回顾一下以前学过的知识。同学们,你们还记得正方形的面积和正方体的体积的表示方法吗?

  比如说,边长为3的正方形面积,可以表示为3×3,也就是3的平方;棱长为4的正方体体积,可以表示为4×4×4,也就是4的立方。观察这两个算式,不难发现,它们都是几个相同数的连乘积形式。

  那么,同学们在生活中是否也遇到过类似问题,根据问题列出的算式是两个、三个或三个以上相同数的连乘积形式呢?

  在生物学中有这样一个问题:某种细胞每过30分钟便由一个分裂为两个,那么经过5小时,这种细胞由一个能分裂成多少个呢?我们先来分析一下这个问题。

  一个细胞经过30分钟,即$\frac{1}{2}$小时后,分裂成两个细胞。那么1小时后,这两个细胞会变成几个细胞呢?1小时后,两个细胞就变成了4个细胞,这个算式应当怎样表示呢?可以表示为2×2。

  $\frac{3}{2}$小时后,4个细胞又会变成几个细胞呢?$\frac{3}{2}$小时后,4个细胞就变成了8个细胞,这个结果又可以用怎样的算式来表示呢?可以表示为2×2×2。

  同学们,你们发现这个问题的规律了吗?这个问题的规律就是,每过半个小时,细胞的个数就是前半小时细胞个数的2倍。我们来看,1小时后是两个2相乘,$\frac{3}{2}$小时后是3个2相乘。那么按此规律,2小时后就是4个2相乘,$\frac{5}{2}$小时后就是5个2相乘,5小时后就是10个2相乘。100小时后呢?

  下面请同学们仿照2的平方和2的立方,来简写下列式子。两个2相乘写成2的平方,3个2相乘写成2的立方,那么4个2相乘就可以写成2的4次方,10个2相乘可以写成2的10次方,100个2相乘就可以写成2的100次方。

  下面我们把这个问题推广到一般形式,请同学们思考,如果有n个2相乘,可以写成什么形式呢?相信同学们一定想到了,n个2相乘可以写成2的n次方的形式。如果我们把这里的2换成a,也就是说,如果有n个a相乘,显然可以写成a的n次方的形式,即n个a相乘等于a的n次方。反过来,a的n次方表示n个a相乘。

  这些乘法算式写起来比较麻烦,因此我们需要学习一种新的表示方法来表示这样的运算。

  请同学们观察上面几个算式,它们有什么共同的特征呢?通过观察我们可以发现,它们都是乘法运算,并且各自的因数都相同。像这样的运算,就是今天我们要学习的有理数的乘方。

  同学们,你们能用语言来描述乘方的概念吗?一般地,我们把这种求相同因数a的积的运算叫做乘方,乘方的结果叫做幂。通过乘方的概念我们可以发现,乘方是一种特殊的乘法运算,特殊之处在于它的所有因数都相同。

  其中,a的n次方可以读作a的n次方,也可以读作a的n次幂。在a的n次方中,a叫做底数,n叫做指数。我们在书写时,要把n写在a的右上角,并且写得要比a小一些。a的n次方这个整体叫做幂。特别地,a可以看作是a的一次幂,也就是a的指数是1时,作为指数省略不写。

  需要同学们注意的是,底数a是乘法运算中的相同因数,可以取任何有理数;指数n是相同因数的个数,可以取任何正整数。

  下面我们来梳理一下各种运算。我们学习过哪些运算?这些运算的结果分别叫什么?我们学习过加法、减法、乘法、除法运算,今天又学习了一种新的运算——乘方。加法运算的结果叫和,减法运算的结果叫差,乘法运算的结果叫积,除法运算的结果叫商,乘方运算的结果叫幂。

  下面我们运用新知识来解决问题,请同学们完成以下几道小题。

  第一题,请把下列各式写成乘方的形式,并指出底数和指数。

  3个6相乘,可以写成6的三次方,它的底数是6,指数是3。

  4个 -1相乘,可以写成( -1)的4次方。在这里需要同学们注意, -1是个整体,在书写时我们要用括号把 -1括起来,它的底数是 -1,指数是4。

  5个$\frac{1}{2}$相乘,可以写成($\frac{1}{2}$)的5次方。同样,$\frac{1}{2}$是个整体,书写时要用括号括起来,它的底数是$\frac{1}{2}$,指数是5。

  100个0.7相乘,可以写成0.7的100次方,它的底数是0.7,指数是100。

  第二题,填空。

  在9的四次方中,9是底数,4是指数,表示4个9相乘。

  在 -1.5的二次方中,底数是 -1.5,指数是2,读作 -1.5的二次方或 -1.5的二次幂。

  在($\frac{2}{3}$)的5次方中,底数是$\frac{2}{3}$,指数是5,它表示5个$\frac{2}{3}$相乘。

  这里的底数是 -5还是5呢?通过前面的学习我们知道,如果底数是 -5,要用括号把负号括起来,这里没有括号,所以它的底数是5,指数是4,读作5的四次方的相反数或5的四次幂的相反数。

  这道题的底数是$\frac{2}{3}$还是2呢?细心的同学会发现,这道题和第3小题有些类似,如果它的底数是$\frac{2}{3}$,应该用括号把$\frac{2}{3}$括起来。这里没有括号,所以它的底数是2,指数是3,读作2的3次方与3的商,或2的三次幂与3的商。

  下面我们来比较一下这两个相似的式子。

  第一个式子带括号,它的底数是 -5,指数是4,读作 -5的4次方或 -5的四次幂,它表示4个 -5相乘。

  第二个式子不带括号,它的底数是5,指数是4,读作5的4次方的相反数或5的四次幂的相反数,它表示4个5相乘的积的相反数。

  再来比较另外两个式子。

  第一个式子带括号,它的底数是$\frac{2}{3}$,指数是3,读作$\frac{2}{3}$的三次方或$\frac{2}{3}$的三次幂,它表示三个$\frac{2}{3}$相乘。

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《7年级上册北师大版数学 第二章 9.有理数的乘方 第1课时 逐字稿-4,674字 第3版》.docx
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