师:好,同学们好,我们今天继续学习数学。上一节课遗留了个问题,大家能用几何图形直观地解释((3B)^2 = 9B^2)吗?

  师:来看正确答案。我们可以构造一个边长为(3B)的正方形,这样符合等式左边((3B)^2)的形式。怎么说明它等于(9B^2)呢?把这个正方形每条边三等分,就分成了(9)个全等的小正方形,每个小正方形边长为(B)。这个活动体现了数学中常用的数形结合思想,大家好好感受一下。

  师:到昨天为止,有关幂的运算我们学了哪些呢?大家快速回忆一下,记不清楚的同学也可以翻书看看。按照顺序,首先是同底数幂相乘,底数不变,指数相加;第二是幂的乘方,底数不变,指数相乘;第三是积的乘方,等于每一个因式乘方的积。今天我们要继续研究幂的运算。

  师:先看一个生活中的有趣例子。一种液体每升含有(10^{12})个有害细菌,科学家试验发现,一滴杀菌剂可以杀死(10^{9})个这种细菌。要全部杀死,需要这种杀菌剂多少滴?大家拿出练习本,想一想怎样列式计算,准备用加减乘除哪种运算?

  生:应该选择除法,用(10^{12}\div10^{9})。

  师:这个除法怎么算呢?结合式子特点,假如第一节课学的叫同底数幂的乘法,大家觉得这个运算该叫什么?

  生:同底数幂的除法。

  师:那怎么算呢?试一试。

  生:把除号写成分数线,根据幂的意义,(10^{12})就是(12)个(10)相乘,(10^{9})是(9)个(10)相乘,然后约分,分子就剩下(3)个(10)相乘,结果就出来了。

  师:这是方法一,有没有同学有其他办法?大家想一想。老师和大家合作一下,也可以这样做,除号写成分数线,分母(10^{9}),分子指数(12),为了便于约分,(12)拆成几加几比较好?

  生:拆成(9 + 3)。

  师:下一步利用前两天学的哪个公式的逆用呢?

  生:同底数幂的乘法。

  师:对,就是(10^{9}\times10^{3}\div10^{9})。这样分子分母约分,两种方法结果一样。这就是最简单的同底数幂的除法。

  师:我们增大一点点难度,把指数换成字母,感受一下逐渐一般化的过程。同学们仿照刚才的办法,猜想一下第一小题的结果。

  生:底数(10)不变,指数相减。

  师:第二小题大家做做看。

  生:底数(( - 3))不变,指数(m)减(n)。

  师:同学们能不能仿照同底数幂的乘法,把底数也换成字母,用字母表示同底数幂除法运算的法则?

  生:(a^{m}\div a^{n}=a^{m - n})。

  师:中间推理过程我们再学习一遍,这是严密的推理。首先把除号改写成分数线,方便约分,分子(a^{m})根据幂的意义写成(m)个(a)相乘,分母写成(n)个(a)相乘。这里有个前提,(m)要大于(n)。分子分母约分后,分子还剩((m - n))个(a),根据幂的意义,就成功推导出同底数幂的除法法则。注意括号条件。同学们把数学书翻到第(9)页,最下面蓝色方框有两个填空,试着填一填:同底数幂相除,底数怎么样,指数相减?

  生:底数不变,指数相减。

  师:同学们感受一下,在这个公式中隐含着转化思想,左边是除法,到右边转化成了指数相减,除法转化成了减法。这里括号的要求稍微多一些,(a)不等于(0),(m)、(n)都是正整数,且(m)大于(n)。我们看看等会是不是有办法让要求简单一些。老师和大家再来理一下法则推导过程。大家看数学书第(9)页中间,这个推导过程体现了什么?

  生:类比数的运算,得到字母为底的幂的运算,这是类比方法;从数的运算过渡到字母运算,是从特殊到一般的归纳方法。

  师:法则有了,我们来练练。看这(4)小题,首先对号入座,看是不是满足法则左边底数相同,中间是除号连接,同底数幂相除,这样就可以用法则,“底数不变,指数相减”这(8)个字。第一小题很简单。

  生:(完成第一小题)

  师:第二小题有个小麻烦,底数是(-x),做到这步以后,建议再多一步。因为负数的奇次幂还是负的,所以可以把括号去掉,最终结果写成(-x^{3})更简单。

  生:(完成第二小题)

  师:第三小题要注意,底数是(xy)这个整体,指数相减。做到这做完了吗?结果是不是最简结果?

  生:这是昨天学的积的乘方,还要再来一步,等于每个因式乘方的积。

  师:第四小题指数相减,最后最终结果(b^{n})。这是同底数幂的除法运算。提醒两点,首先最终结果,尤其是(2)、(3)两小题,必须是最简的。另外,通过这(4)小题,和前面几个公式一样,同学们要感受公式中底数(a)的广泛含义,它可以代表数字、字母、单项式,也可以是复杂的多项式。同学们把数学书翻到第(10)页,快速完成第(10)页中间“做一做”左边竖列(4)小题,就是屏幕上的,先填这(4)小题。

  生:(完成(4)小题,(10^{3}),(100 = 10^{2}),(10 = 10^{1}))

  师:如果觉得这(4)小题简单,注意观察数列的四个等式,左边结果有什么特点,等号右边乘方形式又有什么特点?大胆猜想一下,这(4)小空该怎么填?

  生:左边从上往下相邻两个数缩小为上一个的(\frac{1}{10}),右边底数都是(10),前(4)小题指数由(4)到(3)到(2)到(1)依次减少(1),猜想这(4)小空依次是(0),(-1),(-2),(-3)。

  师:大家看猜想有没有道理。先看左边每下一个数比上一个数缩小为它的(\frac{1}{10}),再看右边底数相同,指数依次减少(1)。再来一组,底数变成(2)了。前三空很简单,直接写(2^{3}),(2^{2}),(2^{1})。同学们大胆猜想后面的空。

  生:还是观察(8)个等式,左边每下一个比上一个缩小为它的(\frac{1}{2}),右边乘方底数相同,指数前四个(4)、(3)、(2)、(1)依次减少,猜想后面依次填(0),(-1),(-2),(-3)。

  师:完成这一堆式子后,找一找隐含的规律。先观察这两个算式,有什么发现?

  生:(10^{0}=1),(2^{0}=1)。

  师:所以我们规定(a^{0}=1),当然有个要求,底数(a)不能为(0)。继续观察这三个算式,老师多写一步,(0.1)写成分数是(\frac{1}{10}),(10)右上角指数省略不写,实际指数是(1);(0.01)写成分数是(\frac{1}{100}),(100)是(10)的(2)次方;(0.001)写成分数是(\frac{1}{1000}),(1000)是(10)的(3)次方。大家有什么猜想结果吗?再看这(3)小题,(2^{-1}=\frac{1}{2}),分母(2)是(2)的一次方;(2^{-2}=\frac{1}{4}),分母(4)可以写成(2)的平方;(2^{-3}=\frac{1}{8}),分母(8)是(2)的(3)次方。

  生:好像任何不等于(0)的数的负整数次幂,等于它的正整数次幂的倒数。

  师:对,我们直接给出规定。规定(a^{0}=1),条件是底数(a)不为(0),用文字叙述就是任何不等于(0)的数的(0)次幂都等于(1)。第二个规定,(a^{-p}=\frac{1}{a^{p}}),其中(a)不等于(0),(p)是正整数。用文字叙述比较绕口,大家不用死记硬背,记住公式会用就行,也就是任何不等于(0)的数的负整数次幂,等于它的正整数次幂的倒数。第一个规定习惯称为(0)指数幂,第二个规定习惯称为负整数指数幂。记住两个公式并会用就(OK)。接着我们来用一用,准备好练习本,用小数或分数表示下列个数。

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《7年级下册北师大版数学 1.3同底数幂的除法(1) 逐字稿-5,816字 第3版》.docx
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