指数、根式
整数指数幂概念:
整数指数幂的运算性质:(1) (2)
(3)
其中, .
1.的次方根的概念
一般地,如果一个数的次方等于,那么这个数叫做的次方根,
即: 若,则叫做的次方根,
例如:27的3次方根, 的3次方根,
32的5次方根, 的5次方根.
说明:①若是奇数,则的次方根记作; 若则,若则;
②若是偶数,且则的正的次方根记作,的负的次方根,记作:;(例如:8的平方根 16的4次方根)
③若是偶数,且则没意义,即负数没有偶次方根;
④ ∴;
⑤式子叫根式,叫根指数,叫被开方数。 ∴.
练习:求下列式子的值: .
2.的次方根的性质
一般地,若是奇数,则;
若是偶数,则.
3.例题分析:
例1.求下列各式的值:
(1) (2) (3) (4)解:略。
例2.已知, 化简:.
解:当是奇数时,原式
当是偶数时,原式
所以, .
例3.计算:
解:
例4.求值:.
解:
补充: (1)
(2))
(3)
分数指数幂
1.分数指数幂:
即当根式的被开方数能被根指数整除时,根式可以写成分数指数幂的形式;
如果幂的运算性质(2)对分数指数幂也适用,
例如:若,则,, ∴ .
即当根式的被开方数不能被根指数整除时,根式也可以写成分数指数幂的形式。
规定:(1)正数的正分数指数幂的意义是;
(2)正数的负分数指数幂的意义是.
2.分数指数幂的运算性质:整数指数幂的运算性质对于分数指数幂也同样适用
即
说明:(1)有理数指数幂的运算性质对无理数指数幂同样适用;
(2)0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没意义。
3.例题分析:
例1.求值: ,,, .
例2. 用分数指数幂的形式表示下列各式:
, , .
解: =;
=;
=.
例3.计算下列各式的值(式中字母都是正数).
(1); (2);
解(1)
=
=;
(2) ==.
例4.计算下列各式:
(1) (2).
解:(1)==
==;
(2)=.
例5.化简:.
解: ===.
例6.化简:.
解: .
评述:此题注重了分子、分母指数间的联系,即,由此联想到平方差公式的特点,进而使问题得到解决。
例7.已知,求下列各式的值:(1);(2).
解:(1)
,
∴,
又由得,∴,
所以.
(2)(法一)
,
(法二)
而
∴,
又由得,∴,
所以.
评述:(1)第(1)题注重了已知条件与所求之间的内在联系,但开方时正负的取舍容易被学生所忽视,应强调以引起学生注意;
(2)第(2)题解法一注意了第(1)小题结论的应用,显得颇为简捷,解法二注重的是与已知条件的联系,体现了对立方和公式、平方和公式的灵活运用。
指数函数
(一)复习:
1.幂的运算性质.
2.引例:某种细胞分裂时,由1个分裂成2个,2个分裂成4个……1个这样的细胞分裂次后,得到的细胞个数与的函数关系式是: .
这个函数便是我们将要研究的指数函数,其中自变量作为指数,而底数2是一个大于0且不等于1的常量。
(二)讲解:
1.指数函数定义:
一般地,函数(且)叫做指数函数,其中是自变量,函数定义域是.
练习:判断下列函数是否为指数函数。
① ② ③(且)④
⑤ ⑥ ⑦ ⑧.
2.指数函数(且)的图象:
例1.画的图象(图(1)).
解:列出的对应表,用描点法画出图象
… | -3 | -2 | -1.5 | -1 | -0.5 | 0 | 0.5 | 1 | 1.5 | 2 | 3 | … | |
… | 0.13 | 0.25 | 0.35 | 0.5 | 0.71 | 1 | 1.4 | 2 | 2.8 | 4 | 8 | … | |
例2.画的图象(图(1)).
… | -3 | -2 | -1.5 | -1 | -0.5 | 0 | 0.5 | 1 | 1.5 | 2 | 3 | … | |
… | 8 | 4 | 2.8 | 2 | 1.4 | 1 | 0.71 | 0.5 | 0.35 | 0.25 | 0.13 | … | |
指数函数定义 |
指出函数与图象间的关系?
说明:一般地, 函数与的图象关于轴对称。
3.指数函数在底数及这两种情况下的图象和性质:
图象 | ||
性质 | (1)定义域: | |
(2)值域: | ||
(3)过点,即时 | ||
(4)在上是增函数 | (4)在上是减函数 | |
例3. 说明下列函数的图象与指数函数的图象的关系,并画出它们的示意图:
(1); (2).
解:(1)比较函数与的关系:
与相等,
与相等,
与相等 ,
……
由此可以知道,将指数函数的图象向左平移1个单位长度,就得到函数的图象。
(2)比较函数与的关系:
与相等,
与相等,
与相等 , ……
由此可以知道,将指数函数的图象向右平移2个单位长度,就得到函数的图象。
说明:一般地,当时,将函数的图象向左平移个单位得到的图象;
当时,将函数的图象向右平移个单位,得到的图象。
练习:说出下列函数图象之间的关系:
(1)与; (2)与;(3)与.
补充:1.在同一坐标系画出下列函数图象,并说出它们间的关系,并总结出一般的结论:
(1)与; (2)与.
2.说明函数图象与函数图象的关系;
3.将函数图象的左移2个单位,再下移1个单位所得函数的解析式是 ;
4.画出函数的草图。
例4.某种放射性物质不断变化为其他物质,每经过1年剩留的这种物质是原来的84%,画出这种物质的剩留量随时间变化的图象,并从图象上求出经过多少年,剩量留是原来的一半(结果保留1个有效数字)。
分析:通过恰当假设,将剩留量表示成经过年数的函数,并可列表、描点、作图,进而求得所求。
解:设这种物质量初的质量是1,经过年,剩留量是.
经过1年,剩留量=1×84%=0.841;
经过2年,剩留量=1×84%=0.842;
……
一般地,经过x年,剩留量,
根据这个函数关系式可以列表如下:
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
1 | 0.84 | 0.71 | 0.59 | 0.50 | 0.42 | 0.35 | |
用描点法画出指数函数的图象。从图上看出,只需.
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