幂的运算是整式乘法的基础,主要包括三类基本法则:
同底数幂相乘:当两个幂的底数相同,指数相加。例如 (其中 , 为正整数)。这是因为 表示 个 相乘, 表示 个 相乘,合起来就是 个 相乘。
幂的乘方:一个幂再取幂,指数相乘。即 。比如 ,因为先算括号内 ,再连乘三次,相当于 自乘了6次。
积的乘方:几个因式的积整体取幂,等于每个因式分别取幂后再相乘。即 。例如 。注意这里必须是“整个积”被乘方,不能只对部分因式操作。
这些法则适用于整数指数(初中阶段主要为正整数),是后续学习因式分解、分式运算等知识的重要工具。
同底数幂相乘:
示例:
幂的乘方:
示例:
积的乘方:
示例:
例题1:计算 。
解: 这是同底数幂相乘,底数都是 ,指数分别为 2 和 5。 根据法则 , 所以 。
例题2:化简 。
解: 第一步:先处理积的乘方 。 根据 ,得 。
第二步:再与后面的 相乘,即 。 这是同底数幂相乘,系数不变,指数相加:。
最终结果为 。
混淆幂的乘方与同底数幂相乘:如误认为 (正确应为 )。记住:乘方是“指数相乘”,相乘才是“指数相加”。
积的乘方漏掉某个因式:如 错写成 。正确做法是每个因式都要乘方:。
底数不同时强行套用同底数法则:如 不能合并为某一个幂,因为底数不同。只有底数相同时才能用 。
负号处理错误:如 (错误!)。实际上 ;而 表示的是 ,两者不同。注意括号的作用。
小 Wendy 解完新题目后,休息一下,不学数学了。她没有新的读物,有点坐不住。她开始觉得小 Michael 散落在家用车里的纸张很碍眼。好几张纸都撕破了,碎纸片撒了一地。小 Wendy 厌倦了一直提醒小 Michael 自己收拾,就花几分钟把他的散页全扔进了垃圾桶。“我觉得这样挺公平的。”小 Hannah 鼓励地说。 小 Wendy 在收拾小 Michael 的碎纸时,
由韦达定理,若是该多项式的根,则有和。 由方程,两边平方并代入得
为求的最小值,需先求的最小值。该二次函数的最小值为,因此平方和的最小值的绝对值为。