
第4章 指数与对数 4.1 指数 4.1.1 根式 ▍教学目标 理解次方根和根式的概念,学会用符号表示一个数的次方根. 理解一个数的奇次方根和偶次方根的性质. 正确运用根式运算性质化简、求值. 引导学生学会观察、分析、抽象、概括,发展学生的核心素养. 数学抽象:用数学语言表示根式的概念. 逻辑推理:理解一个数的奇次方根和偶次方根的性质. 数学运算:利用根式进行式子的化简与求值. ▍情境设置 【问题1】 某种细胞分裂时,由1个分裂成2个,2个分裂成4个,4个分裂成8个……如果分裂一次需要10分钟,那么,1个细胞1小时后分裂成多少个细胞? [教师引导] 假设细胞分裂的次数为,相应的细胞个数为,则, 由题中条件可知,,那么,当时,,即一个细胞一个小时后分裂成个细胞. 在上述例子中,只能取正整数,可以规定和,使得对取负整数和0也是有意义的. 那么,中的能取分数甚至无理数吗? [教师引导] 当生物死亡后,它机体内原有的碳14会按确定的规律衰减,大约每经过5730年衰减为原来的一半,这个时间称为“半衰期”. 根据此规律,人们获得了生物体内碳14含量与死亡年数之间的关系. 当生物死亡了,,,……年后,它体内碳14的含量分别为,,,……是正整数指数幂.它们的值分别为,,,…… 当生物死亡6000年,10000年,100000年后,它体内碳14的含量分别为,,,这些式子的意义又是什么呢?我们一起将指数的取值范围从整数推广到实数.为此,需要先学习根式的知识.这些正是本节课要学习的内容. ▍概念的探究与建构 【问题2】 若,则叫的 .能否举一个实例? [学生活动] 初中的时候学的平方根,如:是的平方根. 【问题3】 若,则叫的 .能否举一个实例? [学生活动] 初中的时候学的立方根,如:是的立方根,是的立方根. [教师引导] 一个正数的平方根有 两 个,它们互为 相反 数;负数没有平方根;零的平方根是 0. 一个正数的立方根是一个 正 数,一个负数的立方根是一个 负 数,0的立方根是 0 . 【问题4】 类比平方根、立方根的定义,你认为,一个数的四次方等于,则这个数叫的 ;一个数的五次方等于,则这个数叫的 ;一个数的六次方等于,则这个数叫的 ;……;一个数的次方等于,则这个数叫的 . [学生活动] 四次方根,五次方根,六次方根,……,次方根.由特殊到一般归纳次方根的概念. 形成知识 次方根: 一般地,如果(,),那么称为的次方根. 【问题5】 的次方根为( ) 的次方根为( ) 的次方根为( ) 的次方根为( ) 的次方根为( ) 的次方根为( ) 的次方根为( ) 的次方根为( ) 的次方根为( ) [学生活动] 学生快速口答以上问题,由开方和立方进去类比. 【问题6】 一个正数的次方根有几个?一个负数的次方根有几个?的次方根是多少? [学生活动] 给学生留点时间进行探究. [教师引导] 通过特殊数的次方根,进行数学抽象形成知识.一个数到底有没有次方根,我们一定先考虑被开方数到底是正数还是负数,还要分清为奇数和偶数两种情况. 形成知识 任意一个实数的方根: 一个正数的偶次方根有两个,这两个数互为相反数;负数没有偶次方根. 一个正数的奇次方根是一个正数,一个负数的奇次方根是一个负数. 0的任何次方根都是0. 即 为正数: 为负数: 零的次方根为零,记为. 注意:正数的正的次方根叫作的次算术根. 根式:式子叫作根式,这里叫根指数,叫被开方数. 【探究1】 ;= ; . 从(1)你有何发现? 一定成立吗?为什么? [学生活动] 肯定成立.我们可以根据根式的定义来说明它是恒成立的(作解释). 形成知识 根式性质一:. [教师引导] 表示的次方根,等式一定成立吗?如果不一定成立,那么等于什么? 【探究2】 ; ; ; . 由(1)你发现了什么结论? ;= ; ; . ; ; ; . 由( ... ...
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