高一上冊數(shù)學(xué)指數(shù)與指數(shù)冪的運算教案

　　政治教案主要是課時計劃和教學(xué)計劃的書面呈現(xiàn)。為了讓大家有進(jìn)一步的了解，下面學(xué)習(xí)啦小編整理了人教版高一上冊數(shù)學(xué)指數(shù)與指數(shù)冪的運算教案以供大家閱讀。

　　人教版高一上冊數(shù)學(xué)指數(shù)與指數(shù)冪的運算教案

　　教學(xué)分析

　　我們在初中的學(xué)習(xí)過程中，已了解了整數(shù)指數(shù)冪的概念和運算性質(zhì).從本節(jié)開始我們將在回顧平方根和立方根的基礎(chǔ)上，類比出正數(shù)的n次方根的定義，從而把指數(shù)推廣到分?jǐn)?shù)指數(shù).進(jìn)而推廣到有理數(shù)指數(shù)，再推廣到實數(shù)指數(shù)，并將冪的運算性質(zhì)由整數(shù)指數(shù)冪推廣到實數(shù)指數(shù)冪.

　　教材為了讓學(xué)生在學(xué)習(xí)之外就感受到指數(shù)函數(shù)的實際背景，先給出兩個具體例子：GDP的增長問題和碳14的衰減問題.前一個問題，既讓學(xué)生回顧了初中學(xué)過的整數(shù)指數(shù)冪，也讓學(xué)生感受到其中的函數(shù)模型，并且還有思想教育價值.后一個問題讓學(xué)生體會其中的函數(shù)模型的同時，激發(fā)學(xué)生探究分?jǐn)?shù)指數(shù)冪、無理數(shù)指數(shù)冪的興趣與欲望，為新知識的學(xué)習(xí)作了鋪墊.

　　本節(jié)安排的內(nèi)容蘊涵了許多重要的數(shù)學(xué)思想方法，如推廣的思想(指數(shù)冪運算律的推廣)、類比的思想、逼近的思想(有理數(shù)指數(shù)冪逼近無理數(shù)指數(shù)冪)、數(shù)形結(jié)合的思想(用指數(shù)函數(shù)的圖象研究指數(shù)函數(shù)的性質(zhì))等，同時，充分關(guān)注與實際問題的結(jié)合，體現(xiàn)數(shù)學(xué)的應(yīng)用價值.

　　根據(jù)本節(jié)內(nèi)容的特點，教學(xué)中要注意發(fā)揮信息技術(shù)的力量，盡量利用計算器和計算機創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，為學(xué)生的數(shù)學(xué)探究與數(shù)學(xué)思維提供支持.

　　教學(xué)目標(biāo)

　　1.通過與初中所學(xué)的知識進(jìn)行類比，理解分?jǐn)?shù)指數(shù)冪的概念，進(jìn)而學(xué)習(xí)指數(shù)冪的性質(zhì).掌握分?jǐn)?shù)指數(shù)冪和根式之間的互化，掌握分?jǐn)?shù)指數(shù)冪的運算性質(zhì).培養(yǎng)學(xué)生觀察分析、抽象類比的能力.

　　2.掌握根式與分?jǐn)?shù)指數(shù)冪的互化，滲透“轉(zhuǎn)化”的數(shù)學(xué)思想.通過運算訓(xùn)練，養(yǎng)成學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)，一絲不茍的學(xué)習(xí)習(xí)慣，讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)來自生活，數(shù)學(xué)又服務(wù)于生活的哲理.

　　3.能熟練地運用有理指數(shù)冪運算性質(zhì)進(jìn)行化簡、求值，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S和科學(xué)正確的計算能力.

　　4.通過訓(xùn)練及點評，讓學(xué)生更能熟練掌握指數(shù)冪的運算性質(zhì).展示函數(shù)圖象，讓學(xué)生通過觀察，進(jìn)而研究指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)，讓學(xué)生體驗數(shù)學(xué)的簡潔美和統(tǒng)一美.

　　重點難點

　　教學(xué)重點

　　(1)分?jǐn)?shù)指數(shù)冪和根式概念的理解.

　　(2)掌握并運用分?jǐn)?shù)指數(shù)冪的運算性質(zhì).

　　(3)運用有理指數(shù)冪的性質(zhì)進(jìn)行化簡、求值.

　　教學(xué)難點

　　(1)分?jǐn)?shù)指數(shù)冪及根式概念的理解.

　　(2)有理指數(shù)冪性質(zhì)的靈活應(yīng)用.

　　課時安排：3課時

　　教學(xué)過程：第1課時

　　作者：路致芳

　　導(dǎo)入新課

　　思路1.同學(xué)們在預(yù)習(xí)的過程中能否知道考古學(xué)家如何判斷生物的發(fā)展與進(jìn)化，又怎樣判斷它們所處的年代?(考古學(xué)家是通過對生物化石的研究來判斷生物的發(fā)展與進(jìn)化的，第二個問題我們不太清楚)考古學(xué)家是按照這樣一條規(guī)律推測生物所處的年代的.教師板書本節(jié)課題：指數(shù)函數(shù)——指數(shù)與指數(shù)冪的運算.

　　思路2.同學(xué)們，我們在初中學(xué)習(xí)了平方根、立方根，那么有沒有四次方根、五次方根…n次方根呢?答案是肯定的，這就是我們本堂課研究的課題：指數(shù)函數(shù)——指數(shù)與指數(shù)冪的運算.

　　推進(jìn)新課

　　新知探究

　　提出問題

　　(1)什么是平方根?什么是立方根?一個數(shù)的平方根有幾個，立方根呢?

　　(2)如x4=a，x5=a，x6=a，根據(jù)上面的結(jié)論我們又能得到什么呢?

　　(3)根據(jù)上面的結(jié)論我們能得到一般性的結(jié)論嗎?

　　(4)可否用一個式子表達(dá)呢?

　　活動：教師提示，引導(dǎo)學(xué)生回憶初中的時候已經(jīng)學(xué)過的平方根、立方根是如何定義的，對照類比平方根、立方根的定義解釋上面的式子，對問題(2)的結(jié)論進(jìn)行引申、推廣，相互交流討論后回答，教師及時啟發(fā)學(xué)生，具體問題一般化，歸納類比出n次方根的概念，評價學(xué)生的思維.

　　討論結(jié)果：(1)若x2=a，則x叫做a的平方根，正實數(shù)的平方根有兩個，它們互為相反數(shù)，如：4的平方根為±2，負(fù)數(shù)沒有平方根，同理，若x3=a，則x叫做a的立方根，一個數(shù)的立方根只有一個，如：-8的立方根為-2.

　　(2)類比平方根、立方根的定義，一個數(shù)的四次方等于a，則這個數(shù)叫a的四次方根.一個數(shù)的五次方等于a，則這個數(shù)叫a的五次方根.一個數(shù)的六次方等于a，則這個數(shù)叫a的六次方根.

　　(3)類比(2)得到一個數(shù)的n次方等于a，則這個數(shù)叫a的n次方根.

　　(4)用一個式子表達(dá)是，若xn=a，則x叫a的n次方根.

　　教師板書n次方根的意義：

　　一般地，如果xn=a，那么x叫做a的n次方根(n th root)，其中n>1且n∈N*.

　　可以看出數(shù)的平方根、立方根的概念是n次方根的概念的特例.

　　提出問題

　　(1)你能根據(jù)n次方根的意義求出下列數(shù)的n次方根嗎?(多媒體顯示以下題目).

　　①4的平方根;②±8的立方根;③16的4次方根;④32的5次方根;⑤-32的5次方根;⑥0的7次方根;⑦a6的立方根.

　　(2)平方根，立方根，4次方根，5次方根，7次方根，分別對應(yīng)的方根的指數(shù)是什么數(shù)，有什么特點?4，±8，16，-32，32，0，a6分別對應(yīng)什么性質(zhì) 的數(shù)，有什么特點?

　　(3)問題(2)中，既然方根有奇次的也有偶次的，數(shù)a有正有負(fù)，還有零，結(jié)論有一個的，也有兩個的，你能否總結(jié)一般規(guī)律呢?

　　(4)任何一個數(shù)a的偶次方根是否存在呢?

　　活動：教師提示學(xué)生切實緊扣n次方根的概念，求一個數(shù)a的n次方根，就是求出的那個數(shù)的n次方等于a，及時點撥學(xué)生，從數(shù)的分類考慮，可以把具體的數(shù)寫出來，觀察數(shù)的 特點，對問題(2)中的結(jié)論，類比推廣引申，考慮要全面，對回答正確的學(xué)生及時表揚，對回答不準(zhǔn)確的學(xué)生提示引導(dǎo)考慮問題的思路.

　　討論結(jié)果：(1)因為±2的平方等于4，±2的立方等于±8，±2的4次方等于16,2的5次方等于32，-2的5次方等于-32,0的7次方等于0，a2的立方等于a6，所 以4的平方根，±8的立方根，16的4次方根，32的5次方根，-32的5次方根，0的7次方根，a6的立方根分別是±2，±2，±2,2，-2,0，a2.

　　(2)方根的指數(shù)是2,3,4,5,7…特點是有奇數(shù)和偶數(shù).總的來看，這些數(shù)包括正數(shù)，負(fù)數(shù)和零.

　　(3)一個數(shù)a的奇次方根只有一個，一個正數(shù)a的偶次方根有兩個，是互為相反數(shù).0的任何次方根都是0.

　　(4)任何一個數(shù)a的偶次方根不一定存在，如負(fù)數(shù)的偶次方根就不存在，因為沒有一個數(shù)的偶次方是一個負(fù)數(shù).

　　類比前面的平方根、立方根，結(jié)合剛才的討論，歸納出一般情形，得到n次方根的性質(zhì)：

　?、佼?dāng)n為偶數(shù)時，正數(shù)a的n次方根有兩個，是互為相反數(shù)，正的n次方根用na表示，如果是負(fù)數(shù)，負(fù)的n次方根用-na表示，正的n次方根與負(fù)的n次方根合并寫成±na(a>0).

　?、趎為奇數(shù)時，正數(shù)的n次方根是一個正數(shù)，負(fù)數(shù)的n次方根是一個負(fù)數(shù)，這時a的n次方根用符號na表示.

　?、圬?fù)數(shù)沒有偶次方根;0的任何次方根都是零.

　　上面的文字語言可用下面的式子表示：

　　a為正數(shù)：n為奇數(shù)，　a的n次方根有一個為na，n為偶數(shù)，　a的n次方根有兩個為±na.

　　a為負(fù)數(shù)：n為奇數(shù)，　a的n次方根只有一個為na，n為偶數(shù)，　a的n次方根不存在.

　　零的n次方根為零，記為n0=0.

　　可以看出數(shù)的平方根、立方根的性質(zhì)是n次方根的性質(zhì)的特例.

　　思考

　　根據(jù)n次方根的性質(zhì)能否舉例說明上述幾種情況?

　　活動：教師提示學(xué)生對方根的性質(zhì)要分類掌握，即正數(shù)的奇偶次方根，負(fù)數(shù)的奇次方根，零的任何次方根，這樣才不重不漏，同時巡視學(xué)生，隨機給出一個數(shù)，我們寫出它的平方根，立方根，四次方根等，看是否有意義，注意觀察方根的形式，及時糾正學(xué)生在舉例過程中的問題.

　　解：答案不唯一，比如，64的立方根是4,16的四次方根為±2，-27的5次方根為5-27，而-27的4次方根不存在等.其中5-27也表示方根，它類似于na的形式，現(xiàn)在我們給式子na一個名稱——根式.

　　根式的概念：

　　式子na叫做根式，其中a叫做被開方數(shù)，n叫做根指數(shù).

　　如3-27中，3叫根指數(shù)，-27叫被開方數(shù).

　　思考

　　nan表示an的n次方根，式子nan=a一定成立嗎?如果不一定成立，那么nan等于什么?

　　活動：教師讓學(xué)生注意討論n為奇偶數(shù)和a的符號，充分讓學(xué)生多舉實例，分組討論.教師點撥，注意歸納整理.

　　〔如3(-3)3=3-27=-3，4(-8)4=|-8|=8〕.

　　解答：根據(jù)n次方根的意義，可得：(na)n=a.

　　通過探究得到：n為奇數(shù)，nan=a.

　　n為偶數(shù)，nan=|a|=a，-a，a≥0，a<0.

　　因此我們得到n次方根的運算性質(zhì)：

　　①(na)n=a.先開方，再乘方(同次)，結(jié)果為被開方數(shù).

　?、趎為奇數(shù)，nan=a.先奇次乘方，再開方(同次)，結(jié)果為被開方數(shù).

　　n為偶數(shù)，nan=|a|=a，-a，a≥0，a<0.先偶次乘方，再開方(同次)，結(jié)果為被開方數(shù)的絕對值.

　　應(yīng)用示例

　　思路1

　　例 求下列各式的值：

　　(1)3(-8)3;(2)(-10)2;(3)4(3-π)4;(4)(a-b)2(a>b).

　　活動：求某些式子的值，首先考慮的應(yīng)是什么，明確題目的要求是什么，都用到哪些知識，關(guān)鍵是啥，搞清這些之后，再針對每一個題目仔細(xì)分析.觀察學(xué)生的解題情況，讓學(xué)生展示結(jié)果，抓住學(xué)生在解題過程中出現(xiàn)的問題并對癥下藥.求下列各式的值實際上是求數(shù)的方根，可按方根的運算性質(zhì)來解，首先要搞清楚運算順序，目的是把被開方數(shù)的符號定準(zhǔn)，然后看根指數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)，如果是奇數(shù)，無需考慮符號，如果是偶數(shù)，開方的結(jié)果必須是非負(fù)數(shù).

　　解：(1)3(-8)3=-8;

　　(2)(-10)2=10;

　　(3)4(3-π)4=π-3;

　　(4)(a-b)2=a-b(a>b).

　　點評：不注意n的奇偶性對式子nan的值的影響 ，是導(dǎo)致問題出現(xiàn)的一個重要原因，要在理解的基礎(chǔ)上，記準(zhǔn)，記熟，會用，活用.

　　變式訓(xùn)練

　　求出下列各式的值：

　　(1)7(-2)7;

　　(2)3(3a-3)3(a≤1);

　　(3)4(3a-3)4.

　　解：(1)7(-2)7=-2，

　　(2)3(3a-3)3(a≤1)=3a-3，

　　(3)4(3a-3)4=

　　點評：本題易錯的是第(3)題，往往忽視a與1大小的討論，造成錯解.

　　思路2

　　例1 下列各式中正確的是(　　)

　　A.4a4=a

　　B.6(-2)2=3-2

　　C.a0=1

　　D.10(2-1)5=2-1

　　活動：教師提示，這是一道選擇題，本題考查n次方根的運算性質(zhì)，應(yīng)首先考慮根據(jù)方根的意義和運算性質(zhì)來解，既要考慮被開方數(shù)，又要考慮根指數(shù)，嚴(yán)格按求方根的步驟，體會方根運算的實質(zhì)，學(xué)生先思考哪些地方容易出錯，再回答.

　　解析：(1)4a4=a，考查n次方根的運算性質(zhì)，當(dāng)n為偶數(shù)時，應(yīng)先寫nan=|a|，故A項錯.

　　(2)6(-2)2=3-2，本質(zhì)上與上題相同，是一個正數(shù)的偶次方根，根據(jù)運算順序也應(yīng)如此，結(jié)論為6(-2)2=32，故B項錯.

　　(3)a0=1是有條件的，即a≠0，故C項也錯.

　　(4)D項是一個正數(shù)的偶次方根，根據(jù)運算順序也應(yīng)如此，故D項正確.所以答案選D.

　　答案：D

　　點評：本題由于考查n次方根的運算性質(zhì)與運算順序，有時極易選錯，選四個答案的情況都會有，因此解題時千萬要細(xì)心.

　　例2 3+22+3-22=__________.

　　活動：讓同學(xué)們積極思考，交流討論，本題乍一看內(nèi)容與本節(jié)無關(guān)，但仔細(xì)一想，我們學(xué)習(xí)的內(nèi)容是方根，這里是帶有雙重根號的式子，去掉一層根號，根據(jù)方根的運算求出結(jié)果是解題的關(guān)鍵，因此將根號下面的式子化成一個完全平方式就更為關(guān)鍵了，從何處入手?需利用和的平方公式與差的平方公式化為完全平方式.正確分析題意是關(guān)鍵，教師提示，引導(dǎo)學(xué)生解題的思路.

　　解析：因為3+22=1+22+(2)2=(1+2)2=2+1，

　　3-22=(2)2-22+1=(2-1)2=2-1，

　　所以3+22+3-22=22.

　　答案：22

　　點評：不難看出3-22與3+22形式上有些特點，即是對稱根式，是A±2B形式的式子，我們總能找到辦法把其化成一個完全平方式.

　　思考

　　上面的例2還有別的解法嗎?

　　活動：教師引導(dǎo)，去根號常常利用完全平方公式，有時平方差公式也可，同學(xué)們觀察兩個式子的特點，具有對稱性，再考慮并交流討論，一個是“+”，一個是“-”，去掉一層根號后，相加正好抵消.同時借助平方差，又可去掉根號，因此把兩個式子的和看成一個整體，兩邊平方即可，探討得另一種解法.

　　另解：利用整體思想，x=3+22+3-22，

　　兩邊平方，得x2=3+22+3-22+2(3+22)(3-22)=6+232-(22)2=6+2=8，所以x=22.

　　點評：對雙重二次根式，特別是A±2B形式的式子，我們總能找到辦法將根號下面的式子化成一個完全平方式，問題迎刃而解，另外對A+2B±A-2B的式子，我們可以把它們看成一個整體利用完全平方公式和平方差公式去解.

　　變式訓(xùn)練

　　若a2-2a+1=a-1，求a的取值范圍.

　　解：因為a2-2a+1=a-1，而a2-2a+1=(a-1)2=|a-1|=a-1，

　　即a-1≥0，

　　所以a≥1.

　　點評：利用方根的運算性質(zhì)轉(zhuǎn)化為去絕對值符號，是解題的關(guān)鍵.

　　知能訓(xùn)練

　　(教師用多媒體顯示在屏幕上)

　　1.以下說法正確的是(　　)

　　A.正數(shù)的n次方根是一個正數(shù)

　　B.負(fù)數(shù)的n次方根是一個負(fù)數(shù)

　　C.0的n次方根是零

　　D.a的n次方根用na表示(以上n>1且n∈N*)

　　答案：C

　　2.化簡下列各式：

　　(1)664;(2)4(-3)2;(3)4x8;(4)6x6y3;(5)(x-y)2.

　　答案：(1)2;(2)3;(3)x2;(4)|x|y;(5)|x-y|.

　　3.計算7+40+7-40=__________.

　　解析：7+40+7-40

　　=(5)2+25•2+(2)2+(5)2-25•2+(2)2

　　=(5+2)2+(5-2)2

　　=5+2+5-2

　　=25.

　　答案：25

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