4.1指数 学案-2023-2024学年高一上学期数学人教A版(2019)必修第一册

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4.1指数 学案-2023-2024学年高一上学期数学人教A版(2019)必修第一册

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4.1指数
1、次方根的定义:
一般地,如果,那么叫做的次方根,其中,且。
性质:当是奇数时,正数的次方根是一个正数,负数的次方根是一个负数。这时,的次方根用符号表示。
当是偶数,正数的次方根有两个,这两个数互为相反数。这时,正数的正的次方根用符号表示,负的次方根用符号表示。正的次方根与负的次方根可以合并写成。
负数没有偶次方根。的任何次方根都是,记作。
2、根式的定义:
式子叫做根式,这里叫做根指数,叫做被开方数。根据次方根的意义,可得。
当为奇数时,;当为偶数时,。
3、分数指数幂:
我们规定,正数的正分数指数幂的意义是且。
我们规定,正数的负分数指数幂的意义是且。
我们规定,0的正分数指数幂等于0;0的负分数指数幂没有意义。
4、实数指数幂的运算性质:
;;
5、指数运算中的平方差、立方和差公式:
;;
;;

【题型1】整式的乘法
1.计算x3 (﹣x2)的结果是(  )
A.x5 B.﹣x5 C.x6 D.﹣x6
2.若a am a3m+1=a14,则m的值为(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.计算(﹣ab2)3的结果是(  )
A.a3b2 B.﹣a3b2 C.a3b6 D.﹣a3b6
4.已知2a=5,4b=7,则2a+2b的值是(  )
A.35 B.19 C.12 D.10
5.若xm=5,xn,则x2m﹣n=(  )
A. B.40 C. D.100
【题型2】二次根式
1.的算术平方根是(  )
A.4 B.2 C.±4 D.±2
2.若,则的值为(  )
A.﹣5 B.15 C.25 D.5
3.下列计算正确的是(  )
A. B.
C. D.
4.下列各式计算正确的是(  )
A. B.2 C.1 D.10
5.化简二次根式的结果为(  )
A.2a B.﹣2 C.2a D.﹣2a
【题型3】负整数指数幂
1.计算的结果是(  )
A.﹣9 B. C. D.9
2.计算(﹣3)0+2﹣1的结果是(  )
A.﹣1 B.﹣2 C. D.2
3.已知2a=3,,则(a+3b+1)3的值是(  )
A.0 B.﹣1 C.1 D.2
4.已知43n 8n=()﹣9,则n的值是(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
【题型4】根式的化简求值
1.(  )
A.π﹣4 B.π﹣3 C.π﹣2 D.π﹣1
2.式子的值为(  )
A.7﹣2π B.2π﹣7 C.﹣1 D.1
3.若2<a<3,化简的结果是(  )
A.5﹣2a B.2a﹣5 C.1 D.﹣1
4.化简,结果是(  )
A.6x﹣6 B.﹣6x+6 C.﹣4 D.4
5.的值是(  )
A.0 B.2(b﹣a) C.0或2(b﹣a) D.不确定
【题型5】分数指数幂
1.(  )
A. B. C.4 D.﹣4
2.计算的结果是(  )
A. B. C. D.
3.计算,结果是(  )
A.1 B. C. D.
4.计算:(  )
A.﹣3 B. C.3 D.
5.(  )
A. B. C. D.
【题型6】分数指数幂与根式的互化
1.化简的结果是(  )
A. B. C. D.x6
2.已知a>0,则(  )
A. B. C. D.
3.化简(  )
A. B. C.1 D.
4.已知a>0,则化为(  )
A. B. C. D.
5.化简(a、b>0)的结果是(  )
A. B.ab C. D.a2b
【题型7】平方差、立方差(和)公式运用
1.已知x+x﹣1=3,则x2+x﹣2等于(  )
A.7 B.9 C.11 D.13
2.若0<a<1,b>0,且,则ab﹣a﹣b等于(  )
A. B.2或﹣2 C.﹣2 D.2
3.已知a4,则等于(  )
A.2 B. C. D.±
4.若,则(  )
A.4 B.6 C.34 D.36
5.已知x+x﹣1=3,则值为(  )
A. B.2 C. D.
当堂检测
一.选择题(共8小题)
1.已知ab=﹣5,则的值是(  )
A. B.0 C. D.
2.已知,则的值是(  )
A.15 B.12 C.16 D.25
3.若x<3,则|x﹣6|的值是(  )
A.﹣3 B.3 C.﹣9 D.9
4.化简()×()÷()的结果(  )
A.6a B.﹣a C.﹣9a D.9a2
5.(  )
A.9 B. C.3 D.
6.设,则(  )
A.a>b>c B.c>b>a C.b>c>a D.b>a>c
7.已知实数a满足|2022﹣a|a,则a﹣20222的值为(  )
A.2022 B.2023 C.2024 D.2025
8.计算的结果为(  )
A. B. C. D.
二.多选题(共4小题)
(多选)9.下列计算正确的是(  )
A. B.(﹣a2)3=a6
C. D.
(多选)10.若实数x,y满足4x+4y=2(2x+2y),则2x﹣1+2y﹣1的值可以是(  )
A.1 B. C.2 D.
(多选)11.下列运算正确的是(  )
A. B.
C. D.
(多选)12.下列等式中正确的是(  )
A. B.
C. D.
三.填空题(共4小题)
13.计算   .
14.已知x为实数,且x23,则x3的值是   .
15.已知3m=4,9n=8,则3m﹣2n=   .
16.已知am=9,an=2,则   .
四.解答题(共6小题)
17.完成下列式子的化简:
(Ⅰ) ;
(Ⅱ) .
18.对下列式子化简求值
(1)求值:;
(2)已知(a>0且a≠1),求的值.
19.(1)计算:;
(2)已知,求的值.
20.(1)计算:;
(2)已知,求的值.
21.(1)化简:;
(2)已知a+a﹣1=7,分别求,的值.
22.(1)计算:;
(2)已知:10x=2,10y=8,求的值.
课后作业
一.选择题(共8小题)
1.方程的解是(  )
A.﹣2 B.﹣1 C.2 D.1
2.已知m>0,则化为(  )
A. B. C.m D.1
3.()化成分数指数幂为(  )
A. B. C. D.
4.已知4,则x等于(  )
A. B.±8 C. D.
5.(  )
A.a﹣1 B. C.a D.
6.已知a>0,b>0,则(  )
A.ab3 B.b﹣3 C.ab﹣3 D.a2b﹣5
7.计算()﹣2()0的值为(  )
A. B. C. D.0
8.若0<a<1,b>0,且ab﹣a﹣b=﹣2,则ab+a﹣b的值为(  )
A. B. C. D.
二.多选题(共4小题)
(多选)9.下列各组数既符合分数指数幂的定义,值又相等的是(  )
A.和 B.0﹣2和
C.和 D.和
(多选)10.已知x+y=1,y>0,x≠0,则的值可能是(  )
A. B. C. D.
(多选)11.已知实数a满足a+a﹣1=4,下列选项中正确的是(  )
A.a2+a﹣2=14 B. C. D.
(多选)12.下列根式与分数指数幂的互化正确的是(  )
A. B.
C. D.
三.填空题(共4小题)
13.设a2x=2,a>0,则   .
14.化简   .
15.将化成有理数指数幂的形式为    .
16.方程4x﹣2x+1﹣3=0的解是   .
四.解答题(共6小题)
17.(1)计算:;
(2)化简:.
18.(1)若x+x﹣1=5,求x2+x﹣2的值;
(2)计算:.
19.化简或求值.
(1);
(2).
20.(1)计算:(﹣9.6)0;
(2)已知3,求的值.
21.化简求值:
(1);
(2).
22.(1)化简:;
(2)计算..
4.1 指数
1、次方根的定义:
一般地,如果,那么叫做的次方根,其中,且。
性质:当是奇数时,正数的次方根是一个正数,负数的次方根是一个负数。这时,的次方根用符号表示。
当是偶数,正数的次方根有两个,这两个数互为相反数。这时,正数的正的次方根用符号表示,负的次方根用符号表示。正的次方根与负的次方根可以合并写成。
负数没有偶次方根。的任何次方根都是,记作。
2、根式的定义:
式子叫做根式,这里叫做根指数,叫做被开方数。根据次方根的意义,可得。
当为奇数时,;当为偶数时,。
3、分数指数幂:
我们规定,正数的正分数指数幂的意义是且。
我们规定,正数的负分数指数幂的意义是且。
我们规定,0的正分数指数幂等于0;0的负分数指数幂没有意义。
4、实数指数幂的运算性质:
;;
5、指数运算中的平方差、立方和差公式:
;;
;;

【题型1】整式的乘法
1.计算x3 (﹣x2)的结果是(  )
A.x5 B.﹣x5 C.x6 D.﹣x6
【解答】解:x3 (﹣x2)=﹣x5.
故选:B.
2.若a am a3m+1=a14,则m的值为(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解答】解:∵a×am×a3m+1=a1+m+3m+1=a4m+2=a14,∴4m+2=14.∴m=3.
故选:C.
3.计算(﹣ab2)3的结果是(  )
A.a3b2 B.﹣a3b2 C.a3b6 D.﹣a3b6
【解答】解:(﹣ab2)3=﹣a3b6,
故选:D.
4.已知2a=5,4b=7,则2a+2b的值是(  )
A.35 B.19 C.12 D.10
【解答】解:∵2a=5,4b=7,∴2a+2b=2a 22b=2a (22)b=2a 4b=5×7=35,
故选:A.
5.若xm=5,xn,则x2m﹣n=(  )
A. B.40 C. D.100
【解答】解:∵xm=5,xn,∴x2m﹣n=(xm)2÷xn=25=100.
故选:D.
【题型2】二次根式
1.的算术平方根是(  )
A.4 B.2 C.±4 D.±2
【解答】解:∵4,4的算术平方根为2,∴的算术平方根是2,
故选:B.
2.若,则的值为(  )
A.﹣5 B.15 C.25 D.5
【解答】解:由题意得,x﹣5=0,y+25=0,解得x=5,y=﹣25,
∴ =﹣5,故选:A.
3.下列计算正确的是(  )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、,故A不符合题意;
B、,故B不符合题意;
C、,故C符合题意;
D、,故D不符合题意;
故选:C.
4.下列各式计算正确的是(  )
A. B.2 C.1 D.10
【解答】解:A. 与不能合并,所以A选项不符合题意;
B.原式,所以B选项不符合题意;
C.原式,所以C选项不符合题意;
D.原式=2×5=10,所以D项符合题意.
故选:D.
5.化简二次根式的结果为(  )
A.2a B.﹣2 C.2a D.﹣2a
【解答】解:∵8a3≥0,∴a≥0, ∴2a,
故选:D.
【题型3】负整数指数幂
1.计算的结果是(  )
A.﹣9 B. C. D.9
【解答】解:9;
故选:D.
2.计算(﹣3)0+2﹣1的结果是(  )
A.﹣1 B.﹣2 C. D.2
【解答】解:(﹣3)0+2﹣1=1.
故选:C.
3.已知2a=3,,则(a+3b+1)3的值是(  )
A.0 B.﹣1 C.1 D.2
【解答】解:∵,∴8b=(23)b=23b,
∵2a=3,∴2a+3b=2a 23b32﹣1,∴a+3b=﹣1,∴原式=(﹣1+1)3=0.
故选:A.
4.已知43n 8n=()﹣9,则n的值是(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解答】解:∵43n 8n=()﹣9,∴26n 23n=29,∴29n=29,∴9n=9,解得:n=1.
故选:A.
【题型4】根式的化简求值
1.(  )
A.π﹣4 B.π﹣3 C.π﹣2 D.π﹣1
【解答】解:.
故选:C.
2.式子的值为(  )
A.7﹣2π B.2π﹣7 C.﹣1 D.1
【解答】解:∵4﹣π+3﹣π=7﹣2π,
故选:A.
3.若2<a<3,化简的结果是(  )
A.5﹣2a B.2a﹣5 C.1 D.﹣1
【解答】解:由2<a<3,则2﹣a+|3﹣a|=2﹣a+3﹣a=5﹣2a,
故选:A.
4.化简,结果是(  )
A.6x﹣6 B.﹣6x+6 C.﹣4 D.4
【解答】解:∵,∴,∴x,
∴()2=3x﹣1﹣(3x﹣5)=4.
故选:D.
5.的值是(  )
A.0 B.2(b﹣a) C.0或2(b﹣a) D.不确定
【解答】解:原式=|a﹣b|+b﹣a,
当a≤b时,原式=b﹣a+b﹣a=2(b﹣a),
当a>b时,原式=a﹣b+b﹣a=0,
故选:C.
【题型5】分数指数幂
1.(  )
A. B. C.4 D.﹣4
【解答】解:.
故选:B.
2.计算的结果是(  )
A. B. C. D.
【解答】解:.
故选:B.
3.计算,结果是(  )
A.1 B. C. D.
【解答】解:

故选:B.
4.计算:(  )
A.﹣3 B. C.3 D.
【解答】解:=[(﹣3)3]
=(﹣3)2×3﹣3=9.
故选:D.
5.(  )
A. B. C. D.
【解答】解:aa.
故选:C.
【题型6】分数指数幂与根式的互化
1.化简的结果是(  )
A. B. C. D.x6
【解答】解:.
故选:A.
2.已知a>0,则(  )
A. B. C. D.
【解答】解:,
故选:B.
3.化简(  )
A. B. C.1 D.
【解答】解:原式.
故选:D.
4.已知a>0,则化为(  )
A. B. C. D.
【解答】解:原式.
故选:B.
5.化简(a、b>0)的结果是(  )
A. B.ab C. D.a2b
【解答】解:ab﹣1.
故选:C.
【题型7】平方差、立方差(和)公式运用
1.已知x+x﹣1=3,则x2+x﹣2等于(  )
A.7 B.9 C.11 D.13
【解答】解:∵x+x﹣1=3,
则x2+x﹣2=(x+x﹣1)2﹣2=32﹣2=7.
故选:A.
2.若0<a<1,b>0,且,则ab﹣a﹣b等于(  )
A. B.2或﹣2 C.﹣2 D.2
【解答】解:∵,
∴a2b+a﹣2b=8﹣2=6.
∴(ab﹣a﹣b)2=a2b+a﹣2b﹣2=4.
∵0<a<1,b>0,
∴ab<a﹣b,
则ab﹣a﹣b=﹣2.
故选:C.
3.已知a4,则等于(  )
A.2 B. C. D.±
【解答】解:∵a4,
∴()2=a2=4﹣2=2,
∴.
故选:D.
4.若,则(  )
A.4 B.6 C.34 D.36
【解答】解:由题意()2=4,
即x﹣24,
x6,而x2(x)2﹣2=36﹣2=34.
故选:C.
5.已知x+x﹣1=3,则值为(  )
A. B.2 C. D.
【解答】解:∵x+x﹣1=3,∴,
∴()(x+x﹣1﹣1)
=2.
故选:B.
当堂检测
一.选择题(共8小题)
1.已知ab=﹣5,则的值是(  )
A. B.0 C. D.
【解答】解:∵ab=﹣5,∴a与b异号,
∴ababab0,
故选:B.
2.已知,则的值是(  )
A.15 B.12 C.16 D.25
【解答】解:∵,∴m+m﹣1=()2﹣2=14,
∴m+m﹣1+1=15.故选:A.
3.若x<3,则|x﹣6|的值是(  )
A.﹣3 B.3 C.﹣9 D.9
【解答】解:若x<3,则x﹣3<0,x﹣6<0,
∴|x﹣6|=|x﹣3|﹣|x﹣6|=3﹣x+x﹣6=﹣3,
故选:A.
4.化简()×()÷()的结果(  )
A.6a B.﹣a C.﹣9a D.9a2
【解答】解:9a
故选:C.
5.(  )
A.9 B. C.3 D.
【解答】解:.
故选:B.
6.设,则(  )
A.a>b>c B.c>b>a C.b>c>a D.b>a>c
【解答】解:由题意得,aπ﹣3∈(0,1),b1,c=1,
故b>c>a.
故选:C.
7.已知实数a满足|2022﹣a|a,则a﹣20222的值为(  )
A.2022 B.2023 C.2024 D.2025
【解答】解:由题意可得a﹣2023≥0,解得a≥2023,
则a﹣2022,所以,
则a﹣2023=20222,所以a﹣20222=2023.
故选:B.
8.计算的结果为(  )
A. B. C. D.
【解答】解:.
故选:C.
二.多选题(共4小题)
(多选)9.下列计算正确的是(  )
A. B.(﹣a2)3=a6
C. D.
【解答】解:,所以A选项正确.
(﹣a2)3=﹣a6,所以B选项错误.
,a为负数时,结果为﹣a,a为非负数时,结果为a,
所以C选项错误.
,所以C选项正确.
故选:AD.
(多选)10.若实数x,y满足4x+4y=2(2x+2y),则2x﹣1+2y﹣1的值可以是(  )
A.1 B. C.2 D.
【解答】解:4x+4y=(2x+2y)2﹣2×2x×2y,,
设2x+2y=t(t>0),则由题意得t2﹣2×2x×2y=2t,即2×2x×2y=t2﹣2t,
因为,即,当且仅当2x=2y,即x=y=1时等号成立,解得2<t≤4,
所以2x﹣1+2y﹣1的取值范围是(1,2].
故选:BC.
(多选)11.下列运算正确的是(  )
A. B.
C. D.
【解答】解:A:因为8,故A正确;
B:因为10,故B错误;
C:因为π﹣3,故C正确;
D:因为|a﹣b|,故D错误,
故选:AC.
(多选)12.下列等式中正确的是(  )
A. B.
C. D.
【解答】解:,故A正确;
,故B正确;
,故C错误;

则a<0,
故,故D正确.
故选:ABD.
三.填空题(共4小题)
13.计算 4 .
【解答】解:原式=2﹣11+3=4.
故答案为:4.
14.已知x为实数,且x23,则x3的值是  .
【解答】解:∵x23,
∴,
又∵x32(x),
∴x3,
故答案为:.
15.已知3m=4,9n=8,则3m﹣2n=  .
【解答】解:因为3m=4,9n=8,
所以.
16.已知am=9,an=2,则  .
【解答】解:因为am=9,an=2,则,
所以.
四.解答题(共6小题)
17.完成下列式子的化简:
(Ⅰ) ;
(Ⅱ) .
【解答】解:(Ⅰ)原式=﹣18ab18ab;
(Ⅱ)原式=()6+1﹣4π﹣2=216+1﹣7+π﹣2=208+π.
18.对下列式子化简求值
(1)求值:;
(2)已知(a>0且a≠1),求的值.
【解答】解:(1)原式36﹣9+1=28;
(2)∵,∴,
∴a2x+a﹣2x=(ax+a﹣x)2﹣2=34,∴;
19.(1)计算:;
(2)已知,求的值.
【解答】解:(1)原式;
(2)由,则7,
则a2+a﹣2=(a+a﹣1)2﹣2=47,则a3+a﹣3=(a+a﹣1)(a2+a﹣2﹣1)=322,
即.
20.(1)计算:;
(2)已知,求的值.
【解答】解:(1).
(2)因为,所以,
所以a2+a﹣2=(a+a﹣1)2﹣2=47,
所以65.
21.(1)化简:;
(2)已知a+a﹣1=7,分别求,的值.
【解答】解:(1)6a;
(2)a+a﹣1=7,
则a+a﹣1+2=9,
∵a>0,
∴3,
∴()(a+a﹣1﹣1)=18.
22.(1)计算:;
(2)已知:10x=2,10y=8,求的值.
【解答】解:(1) 24﹣21 .
(2)∵10x=2,10y=8,
∴(10x)24÷2=2.
课后作业
一.选择题(共8小题)
1.方程的解是(  )
A.﹣2 B.﹣1 C.2 D.1
【解答】解:∵方程,∴3x﹣1=3﹣2,∴x﹣1=﹣2,∴x=﹣1,因此方程的解是x=﹣1.
故选:B.
2.已知m>0,则化为(  )
A. B. C.m D.1
【解答】解:原式.
故选:C.
3.()化成分数指数幂为(  )
A. B. C. D.
【解答】解:

故选:B.
4.已知4,则x等于(  )
A. B.±8 C. D.
【解答】解:由4,得,即,∴,得x.
故选:A.
5.(  )
A.a﹣1 B. C.a D.
【解答】解:原式.
故选:B.
6.已知a>0,b>0,则(  )
A.ab3 B.b﹣3 C.ab﹣3 D.a2b﹣5
【解答】解:因为a>0,b>0,则ab﹣3.
故选:C.
7.计算()﹣2()0的值为(  )
A. B. C. D.0
【解答】解:()﹣2()0 (2﹣1)﹣21
=22﹣221 1,
故选:A.
8.若0<a<1,b>0,且ab﹣a﹣b=﹣2,则ab+a﹣b的值为(  )
A. B. C. D.
【解答】解:根据题意,ab﹣a﹣b=﹣2,则(ab﹣a﹣b)2=a2b+a﹣2b﹣2=4,则有a2b+a﹣2b=6,
又由(ab+a﹣b)2=a2b+a﹣2b+2=6+2=8,则有ab+a﹣b=±2,
又由0<a<1,b>0,ab+a﹣b>0,则有ab+a﹣b=2,
故选:A.
二.多选题(共4小题)
(多选)9.下列各组数既符合分数指数幂的定义,值又相等的是(  )
A.和 B.0﹣2和
C.和 D.和
【解答】解:对于A:值不相等,
对于B:0﹣2无意义,
对于C:符合且都等于相等,
对于D:符合且都等于相等,
故选:CD.
(多选)10.已知x+y=1,y>0,x≠0,则的值可能是(  )
A. B. C. D.
【解答】解:已知x+y=1,y>0,x≠0,
所以x<1,
①当0<x<1时,(当且仅当x时,等号成立).
②当x<0时,(当且仅当x=﹣2时,等号成立).
故选:CD.
(多选)11.已知实数a满足a+a﹣1=4,下列选项中正确的是(  )
A.a2+a﹣2=14
B.
C.
D.
【解答】解:∵a+a﹣1=4,∴(a+a﹣1)2=a2+a﹣2+2=16,∴a2+a﹣2=14,故选项A正确,
∵(a﹣a﹣1)2=(a+a﹣1)2﹣4=12,∴a﹣a﹣1,故选项B错误,
∵a+2+a﹣1=6,∴,故选项C正确,
∵3,∴3,
∴3,故选项D正确,
故选:ACD.
(多选)12.下列根式与分数指数幂的互化正确的是(  )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:对于A:,故A错误;
对于B:,x>0,故B正确;
对于C:,x≠0,故C错误;
对于D:,x>0,故D正确.
故选:BD.
三.填空题(共4小题)
13.设a2x=2,a>0,则  .
【解答】解:a2x=2,a>0,则ax,
原式a2x﹣1+a﹣2x=2﹣1,
14.化简 214 .
【解答】解:原式=2×()6×()641=2×4×27+2﹣3﹣2+1=214.
故答案为:214.
15.将化成有理数指数幂的形式为   .
【解答】解:.
故答案为:.
16.方程4x﹣2x+1﹣3=0的解是 x=log23 .
【解答】解:∵4x﹣2x+1﹣3=0
∴(2x)2﹣2×2x﹣3=0
∴(2x﹣3)(2x+1)=0
∵2x>0
∴2x﹣3=0
∴x=log23
故答案为x=log23
四.解答题(共6小题)
17.(1)计算:;
(2)化简:.
【解答】解:(1)原式=0.3﹣1

(2)原式.
18.(1)若x+x﹣1=5,求x2+x﹣2的值;
(2)计算:.
【解答】解:(1)x2+x﹣2=(x+x﹣1)2﹣2=52﹣2=23.
(2)原式.
19.化简或求值.
(1);
(2).
【解答】解:(1)原式 .
(2)原式101.
20.(1)计算:(﹣9.6)0;
(2)已知3,求的值.
【解答】解:(1)原式11,
(2)∵3,
∴a+a﹣1=()2﹣2=7,
∴a2+a﹣2=(a+a﹣1)2﹣2=47,
∴原式.
21.化简求值:
(1);
(2).
【解答】解:(1)原式8+1﹣8+22×33=109.
(2)原式 a0 b0=1.
22.(1)化简:;
(2)计算..
【解答】解:(1)原式;
(2)原式.

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