探索有理数的幂
引入
你是否还在涂涂画画几何图形,无穷数列等等?那么,有理数的乘方是否对你来说老生常谈?但是,这也是数学常见小学题目中考察的必备技能。是否也能像小学生那么轻松的获取这种技能,同时也能意识到乘方的意义呢?
学习
有理数的幂一般分为整数幂和分数幂:
第一部分:整数幂
定义: 乘方 $a^n$ 表示“$n$ 个 $a$ 相乘”,并称 $a$ 为“底数”,$n$ 为“指数”。$a^n$ 中,$a$ 可为正数、负数和0,$n$ 必须是整数。若 $n$ 是正整数,则 $a^n$ 表示 $a$ 与自身连乘 $n$ 次,$a^n=a\imes a\imes \\cdots \imes a$ 。若 $n$ 是负整数,则 $a^n$ 等于其倒数 $a^{-n}$。即:$a^{−n}=\\frac{1}{a^n}$。
接下来请大家完成第一步的例子:$(-2)^4=?,2^4=?,(-2)^{-4}=?,2^{-4}=?$
第二部分:分数幂
定义: 对于正有理数 $a$,$a^{\\frac{1}{n}}=\\sqrt [n] a$ 为 $a$ 的 $n$ 次方根,而 $n$ 即为根次。我们唯一规定 $\\sqrt [n] a$ 所取的值是正的。
接下来请大家完成第二步的例子:$4^{\\frac{1}{2}}=?,4^{\\frac{1}{3}}=?,(−5)^{\\frac{1}{2}}=?,(−5)^{\\frac{1}{3}}=?$
总结与延申
有理数的幂不仅是普通的运算方法,更能引导学生思考数学概念的意义,如正负概念、零的概念、除法概念等等,同时还有缜密的推理思维在其中。因此,在有理数的幂的教学过程中,不仅要让学生掌握方法、加强练习,还要注重启发他们对其应用领域的认识,这些努力不仅能增强学生数学学科的能力,也能驱动学生在数学各领域不断深化其学科体验。
延伸:学有余力者,可以进一步学习无理数的概念和运算
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