【幂运算常用的8个公式和例题】在数学学习中,幂运算是基础且重要的内容,广泛应用于代数、指数函数、对数函数等知识点。掌握常见的幂运算公式,不仅能提高解题效率,还能帮助我们更好地理解数学规律。以下是幂运算中常用的8个公式及其对应的例题,以加表格的形式呈现。
一、幂运算常用公式总结
1. 同底数幂相乘
公式:$ a^m \cdot a^n = a^{m+n} $
说明:底数相同,指数相加。
2. 同底数幂相除
公式:$ \frac{a^m}{a^n} = a^{m-n} $($ a \neq 0 $)
说明:底数相同,指数相减。
3. 幂的乘方
公式:$ (a^m)^n = a^{mn} $
说明:幂的乘方,指数相乘。
4. 积的乘方
公式:$ (ab)^n = a^n b^n $
说明:积的乘方等于各因式的乘方之积。
5. 商的乘方
公式:$ \left(\frac{a}{b}\right)^n = \frac{a^n}{b^n} $($ b \neq 0 $)
说明:商的乘方等于分子与分母各自乘方后的商。
6. 零指数幂
公式:$ a^0 = 1 $($ a \neq 0 $)
说明:任何非零数的0次幂都为1。
7. 负指数幂
公式:$ a^{-n} = \frac{1}{a^n} $($ a \neq 0 $)
说明:负指数表示该数的倒数。
8. 分数指数幂
公式:$ a^{\frac{m}{n}} = \sqrt[n]{a^m} $ 或 $ (\sqrt[n]{a})^m $
说明:分数指数表示根号形式。
二、常见例题解析
公式编号 | 公式名称 | 公式表达式 | 例题 | 解答过程 |
1 | 同底数幂相乘 | $ a^m \cdot a^n = a^{m+n} $ | 计算 $ 2^3 \cdot 2^4 $ | $ 2^3 \cdot 2^4 = 2^{3+4} = 2^7 = 128 $ |
2 | 同底数幂相除 | $ \frac{a^m}{a^n} = a^{m-n} $ | 计算 $ \frac{5^6}{5^2} $ | $ \frac{5^6}{5^2} = 5^{6-2} = 5^4 = 625 $ |
3 | 幂的乘方 | $ (a^m)^n = a^{mn} $ | 计算 $ (3^2)^3 $ | $ (3^2)^3 = 3^{2 \times 3} = 3^6 = 729 $ |
4 | 积的乘方 | $ (ab)^n = a^n b^n $ | 计算 $ (2 \cdot 3)^2 $ | $ (2 \cdot 3)^2 = 2^2 \cdot 3^2 = 4 \cdot 9 = 36 $ |
5 | 商的乘方 | $ \left(\frac{a}{b}\right)^n = \frac{a^n}{b^n} $ | 计算 $ \left(\frac{4}{2}\right)^3 $ | $ \left(\frac{4}{2}\right)^3 = \frac{4^3}{2^3} = \frac{64}{8} = 8 $ |
6 | 零指数幂 | $ a^0 = 1 $ | 计算 $ 7^0 $ | $ 7^0 = 1 $ |
7 | 负指数幂 | $ a^{-n} = \frac{1}{a^n} $ | 计算 $ 2^{-3} $ | $ 2^{-3} = \frac{1}{2^3} = \frac{1}{8} $ |
8 | 分数指数幂 | $ a^{\frac{m}{n}} = \sqrt[n]{a^m} $ | 计算 $ 16^{\frac{3}{2}} $ | $ 16^{\frac{3}{2}} = \sqrt{16^3} = \sqrt{4096} = 64 $ |
三、总结
幂运算是数学中的基础工具,熟练掌握其基本公式并能灵活运用是提升数学能力的关键。通过上述8个公式的归纳与例题的练习,可以有效增强对幂运算的理解和应用能力。建议在学习过程中多做相关练习,逐步加深对公式的记忆和理解。
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