例题 · 指数、根式与对数
指数、根式与对数,例题(简单)
四道完整解答的简单指数、根式与对数题:用指数律化简、用同底数解指数方程、合并同类根式、按定义求对数的值。请先自己动手,再逐行核对我们的解答。
如何使用这组例题
这一组收录了四道简单的指数、根式与对数题目,每一题都逐行解答,让你清楚看到每一个数字的来源。它们涵盖本章在 Add Math 里最开头的四项技能:用指数律化简表达式、用同底数解一个基础的指数方程、合并同类根式,以及按对数的定义直接读出它的值。
在看我们的解答之前,请先在纸上做每一道题。把解答遮住,完整地做一遍,然后逐行对照。
这样核对能抓住那些悄悄扣掉步骤分的小错误,丢了一个负指数、根式没有化到最简、看错了底数;同时也养成把每一步都清楚写出来的习惯。
要注意指数、根式与对数其实是同一个概念的三种视角:幂。指数告诉你底数要相乘几次;根式是开方,也就是分数指数;而对数回答的是相反的问题,「底数的几次幂等于这个数?」
。记住这层联系,就能把三个课题变成一项彼此相连的技能,而这几道例题正是为了让这层联系看得见而选。
四道例题
化简 ,答案只用正指数。
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把数字和每个字母分开处理,并用除法律 :同底数相除时,指数相减。先算数字:。
再看 :。然后看 :。
把它们合起来:
题目要求只用正指数,所以用 把 改写成 。负指数只是表示这一项该放到分母里:
所以最简形式是 。用 快速验证:原式为 ,我们的答案为 ,两者相符,说明系数正确。
解指数方程 。
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当两边都能写成同底数的幂时,思路就是先把底数配成一样,再让指数相等。左边已经是 的幂,所以把右边也写成 的幂。
因为 ,所以 。
现在底数相同,指数就必须相等。这就是关键:若 ,则 。
让指数相等得到一个简单的一次方程:
所以 。代回验证:,与右边相符,所以解正确。
化简 ,答案写成一个根式项。
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根式只有在根号下的数相同时才能相加,所以先把每个化简。方法是用 提取最大的完全平方因数。
对 ,整除 的最大完全平方数是 ,所以 。对 ,整除 的最大完全平方数是 ,所以 。
两项现在都带着相同的根式 ,所以把 当作公因式,把前面的数字相加:。
所以 。粗略数值验证:,,约为 ;而 ,结果一致。
不用计算器求 的值。
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对数问的是「底数的几次幂等于这个数?」。
用定义 读每一项,把两个对数分别算出来。
对 :要找 的几次幂等于 。因为 ,所以 。
对 :要找 的几次幂等于 。因为 ,所以 。
所以值是 。每一步都只是把对数还原成它所代表的指数关系,这是手算简单对数最稳妥的办法。
求 的值,答案写成一个分数。
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分别使用零指数律和负指数律,再把结果合并。零指数律指出:任何非零底数的 次幂都等于 ,即 。
负指数律指出 ,所以负指数会把该项送到分母:。
答案
所以 。由于 ,而 是一个很小的正分数,总和应该略大于 , 正好符合这个检验。
把 的分母有理化,答案写成 的形式。
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分母不应留有根号。把分子和分母同时乘以 来有理化,这不会改变分数的值,因为 。
现在分母变成整数 ,因为 。把分子除以 完成化简。
答案
所以 。验证一下:,而 ,两者相符。
不用计算器,求 的值。
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分数指数 表示先取 的 次方根,再把结果的 次方求出:。这里 ,,所以先求 的立方根。
再把这个立方根求 次方。
答案
所以 。反过来验证:先平方得 , 的立方根也是 ,说明这里先开方还是先求幂,结果都一样。
不用计算器,求 的值。
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和 单独都不是整数,所以分开求值行不通。改用对数的除法律 ,先把它们合并成一个对数。
现在直接按定义求 的值:它问的是 的几次幂等于 。因为 ,所以值为 。
答案
所以 。正是除法律让这道题变简单:先合并,再求一个干净的对数值。
关键方法要点
- 指数律:同底数相乘时指数相加,相除时指数相减,把负指数 改写成 。
- 指数方程:把两边写成同底数的幂,再让指数相等,若 ,则 。
- 根式:用 提取最大的完全平方因数;只有根号下的数相同的根式才能相加或相减。
- 对数:把 读作「 的几次幂等于 」,用 。
- 写出每一步,采用按步给分时,即使最终答案失误,正确的方法仍能得分。
常见错误须避免
负指数不会让数变成负数, 是 ,不是 。化简根式时,一定要提取最大的完全平方因数,否则会剩下仍可化简的根式。
只有「同类」根式才能合并:,但 无法合并成一项。还要看清对数的底,,而 。
老师如何帮助你
课堂上,我们的老师会盯住最容易丢分的地方:丢掉的负指数、只化简了一半的根式、看错的对数底数。我们让你在用每一条定律时都大声说出来,相乘就相加,相除就相减,让推理在考试之前就变成本能。
我们也不断指出这三个课题如何相连,让开方变成分数指数,让对数变成一个换了写法的幂。由于 Add Math 采用按步给分,我们训练你把每一行都写得清楚,让方法本身就能得分。
我们以英语授课,并从这里的简单题目开始,一步一步稳扎稳打地往上建立。
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预约试课常见问题
负指数到底是什么意思?
负指数把这一项送到分数的另一边:。所以 ,它的值仍是正的,指数只告诉你它属于分母。
什么时候两个根式才能相加?
只有在化简之后根号下的数相同时才能。,因为两者都是 的倍数;但 保持原样,根号下的数不同。
不用计算器怎么求对数的值?
把它还原成指数关系。 问的是「 的几次幂等于 ?」
;因为 ,答案是 。用 能又快又稳地算简单对数。
如果最终答案错了,我会失去全部分数吗?
不会。Add Math 采用按步给分,所以清楚写出的正确步骤仍能得到方法分,即使后面的失误破坏了最终数值。
来源:SRC-DSKP-EN