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解:原式​$=(-2)²a^2b^{2×2}$​
​$=4a^2b^4$​
解:原式​$=(-\frac {1}{3})^3·(a^2)^3·b^3$​
​$= -\frac {1}{27}a^6b^3$​
解:原式$=-(-3)²×{10}^{3×2}$
$ =-9×{10}^6$
解:原式​$=-8a^3b^3+3a^{1+2}b^{1+2}$​
​$=-8a^3b^3+3a^3b^3$​
​$=-5a^3b^3$​
解:原式​$=x^{2×4}y^{3×4}+x^8×y^{6×2}$​
​$=x^8y^{12}+x^8y^{12}$​
​$=2x^8y^{12}$​
解:原式​$=-27a^6×a^3+16a^2×a^7-125a^{3×3}$​
​$=-27a^9+16a^9-125a^9$​
​$=-136a^9$​
解:原式​$=a^3b^{2×3}-a^3b^3×b^3$​
​$=a^3b^6-a^3b^{3+3}$​
​$=0$​
解:原式​$=3^{14}×{(-1)}^7×[{(\frac 13)²}]^7$​
​$=-3^{14}×{(\frac 13)}^{14}$​
​$=-{(3×\frac 13)}^{14}$​
​$=-1$​
解:原式​$={(\frac 18)}^5×2^{18}$​
​$={(\frac 12)}^{15}×2^{18}$​
​$={(\frac 12)}^{15}×2^{15}×2^3$​
​$={(\frac 12×2)}^{15}×2^3$​
​$=1×8$​
​$=8$​
解:原式​$=x^{3m+m}y^{n+5n}$​
​$=x^{4m}y^{6n}$​
​$=(x^{2m}y^{3n})²$​
​$=8²$​
​$=64$​
解: (1)方法一:$(abc)^n = [(ab)c]^n = (ab)^n c^n = a^n b^n c^n;$
方法二:根据乘方的意义,$(abc)^n = \underbrace{abc \cdot abc \cdot \ldots \cdot abc}_{n个} = a^n b^n c^n;$
(2)$(a_1a_2\ldots a_k)^n = a_1^n a_2^n \ldots a_k^n$(n是正整数)
【分析】
这几道题均考查积的乘方相关运算,解题核心是运用积的乘方法则:积的乘方,等于把积的每一个因式分别乘方,再把所得的幂相乘,即$(ab)^n=a^nb^n$($n$为正整数)。同时要注意符号处理:负数的偶次幂为正,奇次幂为负;还要区分括号外的负号与因式本身的负号。解题时,先将积中的每个因式(系数、字母及其指数)分别乘方,再结合有理数乘方和幂的乘方法则($(a^m)^n=a^{mn}$)计算,最后将结果相乘。
【解析】
(1) 根据积的乘方法则,将$2$和$a$分别乘方:
$(2a)^{3}=2^{3} · a^{3} = 8a^{3}$
(2) 同理,将$\frac{1}{2}$和$a$分别乘方:
$(\frac{1}{ 2}a)^{4}=(\frac{1}{2})^{4} · a^{4}=\frac{1}{16}a^{4}$
(3) 将$-1$、$a$、$b^2$分别乘方,其中$(b^2)^2$运用幂的乘方法则计算:
$(-ab^{2})^{2}=(-1)^{2} · a^{2} · (b^{2})^{2}=1·a^2·b^{4}=a^{2}b^{4}$
(4) 将$-2$、$a$、$b^2$分别乘方:
$(-2ab^{2})^{2}=(-2)^{2} · a^{2} · (b^{2})^{2}=4·a^2·b^{4}=4a^{2}b^{4}$
(5) 将$-\frac{1}{3}$、$a^2$、$b$分别乘方,$(a^2)^3$运用幂的乘方法则计算:
$(-\frac{1}{3}a^{2}b)^{3}=(-\frac{1}{3})^{3} · (a^{2})^{3} · b^{3}=-\frac{1}{27}·a^{6}·b^3=-\frac{1}{27}a^{6}b^{3}$
(6) 先计算括号内的积的乘方,再处理括号外的负号:
$-(-3×10^{3})^{2}=-[(-3)^{2}×(10^{3})^{2}]=-(9×10^{6})=-9×10^{6}$
【答案】
(1) $8a^{3}$;
(2) $\frac{1}{16}a^{4}$;
(3) $a^{2}b^{4}$;
(4) $4a^{2}b^{4}$;
(5) $-\frac{1}{27}a^{6}b^{3}$;
(6) $-9×10^{6}$
【知识点】
积的乘方运算,幂的乘方运算,有理数乘方
【点评】
本题是积的乘方运算的基础题型,重点考查对积的乘方法则的掌握与应用,解题时需注意符号的判断以及幂的乘方中指数的运算,区分括号外负号与因式负号的不同影响,通过练习可巩固幂的运算基础。
【难度系数】
0.8
【分析】
这四道小题均考查幂的运算法则与合并同类项的综合应用,解题思路一致:
1. 先根据积的乘方、幂的乘方法则对式子中的乘方项进行化简,积的乘方需将每个因式分别乘方,幂的乘方则底数不变、指数相乘;
2. 再根据同底数幂的乘法法则计算乘法项,即底数不变、指数相加;
3. 最后识别同类项,将同类项的系数相加减,字母和字母的指数保持不变,完成合并。
需注意符号的处理,比如负数的偶次幂为正、奇次幂为负,避免符号错误。
【解析】
(1) 原式$=-(2^3a^3b^3)+3a^{1+2}b^{1+2}$
$=-8a^3b^3+3a^3b^3$
$=-5a^3b^3$
(2) 原式$=(x^2)^4(y^3)^4+(-x)^8(y^6)^2$
$=x^8y^{12}+x^8y^{12}$
$=2x^8y^{12}$
(3) 原式$=(-3)^3(a^2)^3·a^3+(-4)^2a^2·a^7-5^3(a^3)^3$
$=-27a^6·a^3+16a^9-125a^9$
$=-27a^9+16a^9-125a^9$
$=-136a^9$
(4) 原式$=a^3(b^2)^3-(a^3b^3)·b^3$
$=a^3b^6-a^3b^6$
$=0$
【答案】
(1) $\boldsymbol{-5a^3b^3}$;(2) $\boldsymbol{2x^8y^{12}}$;(3) $\boldsymbol{-136a^9}$;(4) $\boldsymbol{0}$
【知识点】
积的乘方运算、幂的乘方运算、合并同类项
【点评】
本题是幂的运算法则的基础综合题,涵盖积的乘方、幂的乘方、同底数幂的乘法及合并同类项,解题时需严格遵循运算顺序,注意符号的判断与同类项的准确识别,熟练掌握各类幂的运算法则是快速准确解题的关键。
【难度系数】
0.7
【分析】
这两道题均考查幂的运算的简便计算,解题核心是将不同底数转化为相同底数,再利用幂的乘方和同底数幂的乘法法则进行计算。
(1) 观察到9是3的平方,先将$(-\frac{1}{9})^7$转化为以3为底数的幂,同时注意符号处理,再利用幂的乘方法则化简,最后结合同底数幂的乘法法则计算。
(2) 先将0.125转化为$\frac{1}{8}$,而$\frac{1}{8}$是2的负3次幂,将原式统一为以2为底数的幂的运算,再依次运用幂的乘方和同底数幂的乘法法则计算。
【解析】
(1) 原式$=3^{14}×[-( \frac{1}{9})^{7}]$
$=-3^{14}×(3^{-2})^{7}$
$=-3^{14}×3^{-14}$
$=-3^{14+(-14)}$
$=-3^{0}$
$=-1$
(2) 原式$=( \frac{1}{8})^{5}×2^{18}$
$=(2^{-3})^{5}×2^{18}$
$=2^{-15}×2^{18}$
$=2^{-15+18}$
$=2^{3}$
$=8$
【答案】
(1) $\boldsymbol{-1}$;(2) $\boldsymbol{8}$
【知识点】
幂的乘方运算、同底数幂的乘法运算、负整数指数幂
【点评】
本题重点考查幂的运算法则的灵活运用,解题关键是通过底数的转化,将异底数幂运算转化为同底数幂运算,从而简化计算过程,需要学生熟练掌握幂的相关运算法则及负整数指数幂的意义。
【难度系数】
0.7
解:
$x^{3m}y^{n}·x^{m}y^{5n}$
$=x^{3m+m}y^{n+5n}$(同底数幂相乘,底数不变,指数相加)
$=x^{4m}y^{6n}$
$=(x^{2m})^2·(y^{3n})^2$(幂的乘方:$(a^m)^n=a^{mn}$)
$=(x^{2m}y^{3n})^2$(积的乘方:$(ab)^n=a^nb^n$)
已知$x^{2m}y^{3n}=8$,代入上式得:
原式$=8^2=64$
【分析】
对于(1),我们可以从两个角度思考:
角度一:从乘方的定义出发,乘方表示n个相同因数的乘积,先将$(abc)^n$展开成n个abc相乘,再利用乘法交换律和结合律,把相同字母的因数分别结合,转化为每个字母的n次方相乘,进而得到结果;
角度二:借助已学的两个数乘积的乘方运算性质,把abc看作(ab)与c的乘积,先对$(ab)c$应用积的乘方性质得到$(ab)^n c^n$,再对$(ab)^n$再次应用积的乘方性质,最终推导出结果。
对于(2),根据(1)中三个数乘积的乘方的结论,进行归纳推广,即可得到若干个数乘积的乘方的运算性质。
【解析】
(1) 方法一:根据乘方定义展开,结合乘法运算律分组计算:
$(abc)^n=\underbrace{(abc)·(abc)·····(abc)}_{n个}=\underbrace{a· a····· a}_{n个}·\underbrace{b· b····· b}_{n个}·\underbrace{c· c····· c}_{n个}=a^n b^n c^n$
方法二:利用两个数乘积的乘方性质逐步推导:
$(abc)^n=[(ab)c]^n=(ab)^n c^n=a^n b^n c^n$
(2) 归纳(1)的结论,若干个数乘积的乘方运算性质为:
$(a_1a_2··· a_k)^n=a_1^n a_2^n··· a_k^n$($n$是正整数,$k$是大于1的整数)
【答案】
(1) 方法一:$\boldsymbol{(abc)^n=\underbrace{(abc)·(abc)·····(abc)}_{n个}=\underbrace{a· a····· a}_{n个}·\underbrace{b· b····· b}_{n个}·\underbrace{c· c····· c}_{n个}=a^n b^n c^n}$;
方法二:$\boldsymbol{(abc)^n=[(ab)c]^n=(ab)^n c^n=a^n b^n c^n}$;
(2) $\boldsymbol{(a_1a_2··· a_k)^n=a_1^n a_2^n··· a_k^n}$($n$是正整数,$k$是大于1的整数)
【知识点】
积的乘方运算性质、乘方的定义、乘法运算律
【点评】
本题通过两种方法推导三个数乘积的乘方结果,既巩固了乘方的定义和乘法运算律,又深化了对积的乘方运算性质的理解,还通过归纳推广得到若干个数乘积的乘方性质,培养了归纳推理能力,为后续幂的运算学习奠定基础。
【难度系数】
0.8