第四章 指数函数与对数函数
4.1 指数
知识点一 n次方根及根式
如果x2=4,x3=8中的x可以是多少?
知识梳理 (1)n次方根
定义 | 一般地,如果xn=a,那么x叫做a的n次方根,其中n>1,且n∈N+. | |||
个 数 | n是奇数 | a>0 | x>0 | x仅有一个值,记为 |
a<0 | x<0 | |||
n是偶数 | a>0 | x有两个值,且互为相反数,记为± | ||
a<0 | x不存在 | |||
,
(2)根式
①定义:式子叫做根式,这里n叫做根指数,a叫做被开方数.
②性质:(n>1,且n∈N+)
(ⅰ)()n=a.
(ⅱ)=
知识点二 指数幂及运算
知识梳理 (1)分数指数幂的意义
①规定正数的正分数指数幂的意义是:
a=(a>0,m,n∈N+,且n>1).
②规定正数的负分数指数幂的意义是:
a-==(a>0,m,n∈N+,且n>1).
③0的正分数指数幂等于0,0的负分数指数幂没有意义.
(2)有理数指数幂的运算性质
①aras=ar+s;
②(ar)s=ars;
③(ab)r=arbr.
(3)无理数指数幂
无理数指数幂aα(a>0,α是无理数)是一个确定的实数,有理数指数幂的运算性质对于无理数指数幂同样适用.
解题方法探究
探究一 利用根式的性质化简求值
[例1] (1)化简a+的结果是( )
A.1 B.2a-1
C.1或2a-1 D.0
(2)当a、b∈R时,下列各式总能成立的是( )
A.(-)6=指数函数定义a-b B.=a2+b2
C.-=a-b D.=a+b
(3)设-3<x<3,求-的值.
[解析] (1)a+=a+|1-a|=1或2a-1,故选C.
(2)取a=0,b=1,A不成立.
取a=0,b=-1,C、D不成立.
∵a2+b2≥0,∴B正确,故选B.
(3)原式=-
=|x-1|-|x+3|.
∵-3<x<3,
∴当-3<x<1时,
原式=-(x-1)-(x+3)=-2x-2;
当1≤x<3时,
原式=(x-1)-(x+3)=-4,
∴原式=
[答案] (1)C (2)B (3)见解析
(1)开偶次方根时,往往涉及绝对值问题.
(2)在含有多个绝对值的式子中,常利用零点分段法,结合数轴完成,去绝对值,如图所示:
从而把数轴分成(-∞,-3),[-3,1),[1,+∞)三段来研究.由于-3<x<3,因此只研究(-3,1)及[1,3)两个区间便可.
探究二 根式与分数幂的转化
[例2] 用分数指数幂形式表示下列各式(式中a>0):
(1)a2·;(2)a3·;(3) ;(4).
[解析] (1)a2·=a2·a=a2+=a.
(2)a3·=a3·a=a3+=a.
(3) =(a·a)=(a)=a.
(4)=====y=y.
(1)当所求根式含有多重根号时,要按照由里向外用分数指数幂写出,然后借助运算性质化简.
(2)化简过程中,要明确字母的范围,以防错解.
探究三 指数幂的运算
[例3] 计算:(1)[125+-+343];
(2)-.
[解析] (1)原式=[(53)+(2-4)-+(73)]=(52+22+7)=36=6.
(2)原式=-=
-=
-=-=
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