6. 如果$(9^n)^2=3^{12}$,那么$n$的值是(
A.4
B.3
C.2
D.1
B
)A.4
B.3
C.2
D.1
答案
6.B
解析
【分析】
解题的核心思路是把等式两边的幂统一为同底数幂,再利用同底数幂相等时指数相等的性质列方程求解。首先观察到等式左侧底数为9,右侧底数为3,可先将9转化为$3^2$,再运用幂的乘方法则化简左侧式子,最后通过指数相等建立关于n的方程,即可求出n的值。
【解析】
1. 统一底数:因为$9=3^2$,所以将等式左侧的底数替换为3,可得:
$(9^n)^2=[(3^2)^n]^2$
2. 运用幂的乘方法则($(a^m)^n=a^{mn}$,其中$a≠0$,m、n为正整数)逐步化简左侧:
先计算内层:$(3^2)^n=3^{2× n}=3^{2n}$
再计算外层:$(3^{2n})^2=3^{2n×2}=3^{4n}$
3. 此时等式转化为$3^{4n}=3^{12}$,由于底数3不为0也不为1,同底数幂相等时指数相等,因此可得方程:
$4n=12$
解得$n=3$
【答案】
B
【知识点】
1. 幂的乘方运算
2. 同底数幂的性质
【点评】
本题属于幂的乘方相关的基础题型,重点考查底数统一的转化思想,只要熟练掌握幂的乘方运算法则,就能快速完成求解,是幂运算章节的典型基础题。
【难度系数】
0.8
解题的核心思路是把等式两边的幂统一为同底数幂,再利用同底数幂相等时指数相等的性质列方程求解。首先观察到等式左侧底数为9,右侧底数为3,可先将9转化为$3^2$,再运用幂的乘方法则化简左侧式子,最后通过指数相等建立关于n的方程,即可求出n的值。
【解析】
1. 统一底数:因为$9=3^2$,所以将等式左侧的底数替换为3,可得:
$(9^n)^2=[(3^2)^n]^2$
2. 运用幂的乘方法则($(a^m)^n=a^{mn}$,其中$a≠0$,m、n为正整数)逐步化简左侧:
先计算内层:$(3^2)^n=3^{2× n}=3^{2n}$
再计算外层:$(3^{2n})^2=3^{2n×2}=3^{4n}$
3. 此时等式转化为$3^{4n}=3^{12}$,由于底数3不为0也不为1,同底数幂相等时指数相等,因此可得方程:
$4n=12$
解得$n=3$
【答案】
B
【知识点】
1. 幂的乘方运算
2. 同底数幂的性质
【点评】
本题属于幂的乘方相关的基础题型,重点考查底数统一的转化思想,只要熟练掌握幂的乘方运算法则,就能快速完成求解,是幂运算章节的典型基础题。
【难度系数】
0.8
7. 若$8^{2+m}=32^{m+1}$,则$4^{4m}+4^{2m}$的值是(
A.$\dfrac{1}{16}$
B.$16$
C.$20$
D.$24$
C
)A.$\dfrac{1}{16}$
B.$16$
C.$20$
D.$24$
答案
7.C
解析
【分析】
要解决这道题,首先需要将等式两边不同底数的幂统一为相同底数,利用幂的乘方运算法则展开,再根据同底数幂相等时指数相等的性质列方程求出m的值,最后将m代入所求代数式计算结果即可。具体思路:第一步,把8和32都转化为以2为底的幂;第二步,利用幂的乘方法则化简等式左右两边;第三步,根据指数相等列一元一次方程求解m;第四步,将m代入待求式计算结果。
【解析】
首先将等式两边的底数统一为2:
∵ $8=2^3$,$32=2^5$
∴ 原等式$8^{2+m}=32^{m+1}$可变形为:
$(2^3)^{2+m}=(2^5)^{m+1}$
根据幂的乘方法则“底数不变,指数相乘”,得:
$2^{3(2+m)}=2^{5(m+1)}$
∵ 同底数幂相等,且底数$2≠0、2≠1$,因此指数相等,即:
$3(2+m)=5(m+1)$
展开得:$6+3m=5m+5$
移项合并同类项得:$2m=1$
解得:$m=\frac{1}{2}$
接下来计算$4^{4m}+4^{2m}$的值,代入$m=\frac{1}{2}$:
先算指数:$4m=4×\frac{1}{2}=2$,$2m=2×\frac{1}{2}=1$
∴ $4^{4m}+4^{2m}=4^2 + 4^1=16+4=20$
【答案】
C
【知识点】
幂的乘方运算;同底数幂的性质;代数式求值
【点评】
本题是幂的运算的常规考题,解题核心是通过统一底数建立关于参数的方程,掌握幂的乘方运算法则是解题的基础,整体计算量小,解题思路清晰。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,首先需要将等式两边不同底数的幂统一为相同底数,利用幂的乘方运算法则展开,再根据同底数幂相等时指数相等的性质列方程求出m的值,最后将m代入所求代数式计算结果即可。具体思路:第一步,把8和32都转化为以2为底的幂;第二步,利用幂的乘方法则化简等式左右两边;第三步,根据指数相等列一元一次方程求解m;第四步,将m代入待求式计算结果。
【解析】
首先将等式两边的底数统一为2:
∵ $8=2^3$,$32=2^5$
∴ 原等式$8^{2+m}=32^{m+1}$可变形为:
$(2^3)^{2+m}=(2^5)^{m+1}$
根据幂的乘方法则“底数不变,指数相乘”,得:
$2^{3(2+m)}=2^{5(m+1)}$
∵ 同底数幂相等,且底数$2≠0、2≠1$,因此指数相等,即:
$3(2+m)=5(m+1)$
展开得:$6+3m=5m+5$
移项合并同类项得:$2m=1$
解得:$m=\frac{1}{2}$
接下来计算$4^{4m}+4^{2m}$的值,代入$m=\frac{1}{2}$:
先算指数:$4m=4×\frac{1}{2}=2$,$2m=2×\frac{1}{2}=1$
∴ $4^{4m}+4^{2m}=4^2 + 4^1=16+4=20$
【答案】
C
【知识点】
幂的乘方运算;同底数幂的性质;代数式求值
【点评】
本题是幂的运算的常规考题,解题核心是通过统一底数建立关于参数的方程,掌握幂的乘方运算法则是解题的基础,整体计算量小,解题思路清晰。
【难度系数】
0.7
8. 若$a^m = a^n(a>0且a≠1,m,n都是正整数)$,则$m=n$。
请你利用上面的结论解决下列问题.
(1)如果$2×8^x×16^x = 2^{22}$,求$x$的值;
(2)如果$(27^x)^2 = 3^{12}$,求$x$的值.
请你利用上面的结论解决下列问题.
(1)如果$2×8^x×16^x = 2^{22}$,求$x$的值;
(2)如果$(27^x)^2 = 3^{12}$,求$x$的值.
答案
8.(1)$x=3$ (2)$x=2$
解析
【分析】
解题核心是利用题给结论“同底数幂相等则指数相等”求解,步骤为:①先运用幂的乘方法则,将等式中不同底数的幂转化为和等式另一侧底数相同的幂;②再用同底数幂的乘法法则将等式左侧合并为单个同底数幂;③根据结论让左右两边指数相等,列出关于x的一元一次方程,解方程即可得到x的值。
【解析】
(1) 先将等式左侧各项转化为以2为底的幂,再合并:
∵8=2³,16=2⁴
∴$2×8^x×16^x = 2×(2³)^x×(2⁴)^x$
根据幂的乘方法则$(a^m)^n=a^{mn}$,可得:
原式$=2×2^{3x}×2^{4x}$
根据同底数幂的乘法法则$a^m·a^n=a^{m+n}$,可得:
原式$=2^{1+3x+4x}=2^{1+7x}$
结合已知$2×8^x×16^x = 2^{22}$,由题给结论得:
$1+7x=22$
解得:$x=3$
(2) 先将等式左侧转化为以3为底的幂,再化简:
∵27=3³
∴$(27^x)^2=[(3³)^x]^2$
根据幂的乘方法则$(a^m)^n=a^{mn}$,可得:
原式$=(3^{3x})^2=3^{6x}$
结合已知$(27^x)^2 = 3^{12}$,由题给结论得:
$6x=12$
解得:$x=2$
【答案】
(1)$x=3$;(2)$x=2$
【知识点】
幂的乘方运算;同底数幂的乘法;一元一次方程求解
【点评】
本题是幂的运算性质的基础综合题,解题关键是通过幂的运算法则将不同底数的幂统一为同底数幂,再结合对应性质列方程求解,重点考查对幂的运算法则的掌握程度和转化思想的应用。
【难度系数】
0.8
解题核心是利用题给结论“同底数幂相等则指数相等”求解,步骤为:①先运用幂的乘方法则,将等式中不同底数的幂转化为和等式另一侧底数相同的幂;②再用同底数幂的乘法法则将等式左侧合并为单个同底数幂;③根据结论让左右两边指数相等,列出关于x的一元一次方程,解方程即可得到x的值。
【解析】
(1) 先将等式左侧各项转化为以2为底的幂,再合并:
∵8=2³,16=2⁴
∴$2×8^x×16^x = 2×(2³)^x×(2⁴)^x$
根据幂的乘方法则$(a^m)^n=a^{mn}$,可得:
原式$=2×2^{3x}×2^{4x}$
根据同底数幂的乘法法则$a^m·a^n=a^{m+n}$,可得:
原式$=2^{1+3x+4x}=2^{1+7x}$
结合已知$2×8^x×16^x = 2^{22}$,由题给结论得:
$1+7x=22$
解得:$x=3$
(2) 先将等式左侧转化为以3为底的幂,再化简:
∵27=3³
∴$(27^x)^2=[(3³)^x]^2$
根据幂的乘方法则$(a^m)^n=a^{mn}$,可得:
原式$=(3^{3x})^2=3^{6x}$
结合已知$(27^x)^2 = 3^{12}$,由题给结论得:
$6x=12$
解得:$x=2$
【答案】
(1)$x=3$;(2)$x=2$
【知识点】
幂的乘方运算;同底数幂的乘法;一元一次方程求解
【点评】
本题是幂的运算性质的基础综合题,解题关键是通过幂的运算法则将不同底数的幂统一为同底数幂,再结合对应性质列方程求解,重点考查对幂的运算法则的掌握程度和转化思想的应用。
【难度系数】
0.8
9. (1)若$128×8^{3}=2^{n}$,求$n$的值;
(2)若$2^{x+3}×3^{x+3}=36^{x-2}$,求$x$的值.
(2)若$2^{x+3}×3^{x+3}=36^{x-2}$,求$x$的值.
答案
9.(1)$16$ (2)$7$
解析
【分析】
本题考查幂的运算性质的应用,解题思路如下:
(1) 首先将等式左侧的128和8都转化为以2为底的幂的形式,再根据同底数幂的乘法法则计算,最后利用“同底数幂相等时指数相等”即可求出n的值;
(2) 首先逆用积的乘方公式将等式左侧变形为以6为底的幂,再将右侧的36转化为6的平方,利用幂的乘方法则变形为以6为底的幂,最后根据同底数幂相等时指数相等列方程求解x即可。
【解析】
(1) 先将左侧各数化为以2为底的幂:
$128=2^7$,$8=2^3$,因此$8^3=(2^3)^3=2^{3×3}=2^9$
左侧计算:$128×8^3=2^7×2^9=2^{7+9}=2^{16}$
因为$128×8^3=2^n$,所以$2^{16}=2^n$,故$n=16$
(2) 先逆用积的乘方法则处理左侧:
$2^{x+3}×3^{x+3}=(2×3)^{x+3}=6^{x+3}$
再将右侧36化为以6为底的幂:
$36=6^2$,因此$36^{x-2}=(6^2)^{x-2}=6^{2(x-2)}$
因为$2^{x+3}×3^{x+3}=36^{x-2}$,所以$6^{x+3}=6^{2(x-2)}$
同底数幂相等则指数相等,列方程:
$x+3=2(x-2)$
解方程:$x+3=2x-4$,移项得$2x-x=3+4$,解得$x=7$
【答案】
(1)$16$;(2)$7$
【知识点】
同底数幂的乘法,幂的乘方,积的乘方
【点评】
本题核心是灵活运用幂的三类运算公式,解题的关键是将不同底数的幂统一为相同底数的幂,进而通过指数相等建立等式求解,熟练掌握幂的运算公式是解决此类问题的基础。
【难度系数】
0.8
本题考查幂的运算性质的应用,解题思路如下:
(1) 首先将等式左侧的128和8都转化为以2为底的幂的形式,再根据同底数幂的乘法法则计算,最后利用“同底数幂相等时指数相等”即可求出n的值;
(2) 首先逆用积的乘方公式将等式左侧变形为以6为底的幂,再将右侧的36转化为6的平方,利用幂的乘方法则变形为以6为底的幂,最后根据同底数幂相等时指数相等列方程求解x即可。
【解析】
(1) 先将左侧各数化为以2为底的幂:
$128=2^7$,$8=2^3$,因此$8^3=(2^3)^3=2^{3×3}=2^9$
左侧计算:$128×8^3=2^7×2^9=2^{7+9}=2^{16}$
因为$128×8^3=2^n$,所以$2^{16}=2^n$,故$n=16$
(2) 先逆用积的乘方法则处理左侧:
$2^{x+3}×3^{x+3}=(2×3)^{x+3}=6^{x+3}$
再将右侧36化为以6为底的幂:
$36=6^2$,因此$36^{x-2}=(6^2)^{x-2}=6^{2(x-2)}$
因为$2^{x+3}×3^{x+3}=36^{x-2}$,所以$6^{x+3}=6^{2(x-2)}$
同底数幂相等则指数相等,列方程:
$x+3=2(x-2)$
解方程:$x+3=2x-4$,移项得$2x-x=3+4$,解得$x=7$
【答案】
(1)$16$;(2)$7$
【知识点】
同底数幂的乘法,幂的乘方,积的乘方
【点评】
本题核心是灵活运用幂的三类运算公式,解题的关键是将不同底数的幂统一为相同底数的幂,进而通过指数相等建立等式求解,熟练掌握幂的运算公式是解决此类问题的基础。
【难度系数】
0.8
10. 计算:
(1) $(-2 \dfrac{1}{3})^3 × (\dfrac{3}{7})^3$;
(2) $(1 \dfrac{1}{2})^{12} × (-\dfrac{4}{9})^6$。
(1) $(-2 \dfrac{1}{3})^3 × (\dfrac{3}{7})^3$;
(2) $(1 \dfrac{1}{2})^{12} × (-\dfrac{4}{9})^6$。
答案
10.(1)$-1$ (2)$1$
解析
【分析】
这两道题均可以利用幂的运算性质简化计算,无需直接计算高次幂结果:
1. 对于第(1)题,观察到两个幂的指数都是3,首先将带分数化为假分数,再逆用积的乘方公式$a^n · b^n=(ab)^n$,先计算底数的乘积,再计算乘方即可。
2. 对于第(2)题,两个幂的指数分别是12和6,可先利用幂的乘方公式$(a^m)^n=a^{mn}$,将指数为12的幂转化为指数为6的幂,再逆用积的乘方公式计算,注意偶次幂的符号为正。
【解析】
(1) 先将带分数化为假分数,再逆用积的乘方公式计算:
$\begin{aligned}\mathrm{原式}&=(-\frac{7}{3})^3 × (\frac{3}{7})^3\\&=[(-\frac{7}{3})× \frac{3}{7}]^3\\&=(-1)^3\\&=-1\end{aligned}$
(2) 先统一指数,再逆用积的乘方公式计算:
$\begin{aligned}\mathrm{原式}&=(\frac{3}{2})^{12} × (-\frac{4}{9})^6\\&=[(\frac{3}{2})^2]^6 × (-\frac{4}{9})^6\\&=(\frac{9}{4})^6 × (-\frac{4}{9})^6\\&=[\frac{9}{4}× (-\frac{4}{9})]^6\\&=(-1)^6\\&=1\end{aligned}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{-1}$;(2) $\boldsymbol{1}$
【知识点】
1. 积的乘方的逆运算
2. 幂的乘方运算
3. 有理数乘方运算
【点评】
本题核心考查幂的运算性质的灵活运用,解题的关键是观察幂的指数特征,将不同指数的幂转化为同指数幂后,逆用积的乘方公式简化计算,计算时需注意带分数化假分数的正确性,以及乘方运算的符号规则。
【难度系数】
0.8
这两道题均可以利用幂的运算性质简化计算,无需直接计算高次幂结果:
1. 对于第(1)题,观察到两个幂的指数都是3,首先将带分数化为假分数,再逆用积的乘方公式$a^n · b^n=(ab)^n$,先计算底数的乘积,再计算乘方即可。
2. 对于第(2)题,两个幂的指数分别是12和6,可先利用幂的乘方公式$(a^m)^n=a^{mn}$,将指数为12的幂转化为指数为6的幂,再逆用积的乘方公式计算,注意偶次幂的符号为正。
【解析】
(1) 先将带分数化为假分数,再逆用积的乘方公式计算:
$\begin{aligned}\mathrm{原式}&=(-\frac{7}{3})^3 × (\frac{3}{7})^3\\&=[(-\frac{7}{3})× \frac{3}{7}]^3\\&=(-1)^3\\&=-1\end{aligned}$
(2) 先统一指数,再逆用积的乘方公式计算:
$\begin{aligned}\mathrm{原式}&=(\frac{3}{2})^{12} × (-\frac{4}{9})^6\\&=[(\frac{3}{2})^2]^6 × (-\frac{4}{9})^6\\&=(\frac{9}{4})^6 × (-\frac{4}{9})^6\\&=[\frac{9}{4}× (-\frac{4}{9})]^6\\&=(-1)^6\\&=1\end{aligned}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{-1}$;(2) $\boldsymbol{1}$
【知识点】
1. 积的乘方的逆运算
2. 幂的乘方运算
3. 有理数乘方运算
【点评】
本题核心考查幂的运算性质的灵活运用,解题的关键是观察幂的指数特征,将不同指数的幂转化为同指数幂后,逆用积的乘方公式简化计算,计算时需注意带分数化假分数的正确性,以及乘方运算的符号规则。
【难度系数】
0.8
11. 将幂的运算逆向思维可以得到 $a^{m+n}=a^m · a^n, a^{mn}=(a^m)^n, a^m b^m=(ab)^m$,在解题过程中,根据算式的结构特征,逆向运用幂的运算法则,常可化繁为简,化难为易,使问题巧妙获解.
(1) 计算:$5^{2023} × (\frac{1}{5})^{2023} = \_\_\_\_\_\_$.
(2) 若 $3 × 9^m × 27^m = 3^{11}$,求 $m$ 的值;
(3) 比较大小:$a=2^{55}, b=3^{44}, c=5^{33}, d=6^{22}$,则 $a,b,c,d$ 的大小关系是什么?
(1) 计算:$5^{2023} × (\frac{1}{5})^{2023} = \_\_\_\_\_\_$.
(2) 若 $3 × 9^m × 27^m = 3^{11}$,求 $m$ 的值;
(3) 比较大小:$a=2^{55}, b=3^{44}, c=5^{33}, d=6^{22}$,则 $a,b,c,d$ 的大小关系是什么?
答案
11.(1)$1$ (2)$2$
(3)$c>b>d>a$
(3)$c>b>d>a$
解析
【分析】
(1)观察算式发现两个幂的指数相同,可逆向运用积的乘方法则$a^mb^m=(ab)^m$,先将底数相乘,再计算乘方即可简化运算。
(2)先将等式左侧的$9^m$、$27^m$转化为底数为3的幂,再利用同底数幂的乘法法则合并,最后根据“同底数幂相等时指数相等”列方程求解m的值。
(3)观察四个数的指数,发现均为11的倍数,可逆向运用幂的乘方法则$a^{mn}=(a^m)^n$,将四个数转化为指数均为11的幂,只需比较底数的大小即可判断原数的大小关系。
【解析】
(1)逆向运用积的乘方法则:
原式$=(5×\frac{1}{5})^{2023}=1^{2023}=1$。
(2)先统一底数为3:
$9^m=(3^2)^m=3^{2m}$,$27^m=(3^3)^m=3^{3m}$,
则等式左侧$=3×3^{2m}×3^{3m}=3^{1+2m+3m}=3^{1+5m}$,
已知左侧等于$3^{11}$,可得$1+5m=11$,
解方程得:$5m=10$,$m=2$。
(3)将四个数转化为指数为11的幂:
$a=2^{55}=(2^5)^{11}=32^{11}$,
$b=3^{44}=(3^4)^{11}=81^{11}$,
$c=5^{33}=(5^3)^{11}=125^{11}$,
$d=6^{22}=(6^2)^{11}=36^{11}$,
当指数相同时,底数越大幂越大,因为$125>81>36>32$,所以$125^{11}>81^{11}>36^{11}>32^{11}$,即$c>b>d>a$。
【答案】
(1)$1$;(2)$2$;(3)$c>b>d>a$
【知识点】
积的乘方逆运算,幂的乘方逆运算,同底数幂的乘法
【点评】
本题考查幂的运算法则的灵活运用,核心是逆向使用幂的相关运算性质简化计算,解题时要注意观察算式的结构特征,选择合适的变形方式,体现了转化的数学思想。
【难度系数】
0.7
(1)观察算式发现两个幂的指数相同,可逆向运用积的乘方法则$a^mb^m=(ab)^m$,先将底数相乘,再计算乘方即可简化运算。
(2)先将等式左侧的$9^m$、$27^m$转化为底数为3的幂,再利用同底数幂的乘法法则合并,最后根据“同底数幂相等时指数相等”列方程求解m的值。
(3)观察四个数的指数,发现均为11的倍数,可逆向运用幂的乘方法则$a^{mn}=(a^m)^n$,将四个数转化为指数均为11的幂,只需比较底数的大小即可判断原数的大小关系。
【解析】
(1)逆向运用积的乘方法则:
原式$=(5×\frac{1}{5})^{2023}=1^{2023}=1$。
(2)先统一底数为3:
$9^m=(3^2)^m=3^{2m}$,$27^m=(3^3)^m=3^{3m}$,
则等式左侧$=3×3^{2m}×3^{3m}=3^{1+2m+3m}=3^{1+5m}$,
已知左侧等于$3^{11}$,可得$1+5m=11$,
解方程得:$5m=10$,$m=2$。
(3)将四个数转化为指数为11的幂:
$a=2^{55}=(2^5)^{11}=32^{11}$,
$b=3^{44}=(3^4)^{11}=81^{11}$,
$c=5^{33}=(5^3)^{11}=125^{11}$,
$d=6^{22}=(6^2)^{11}=36^{11}$,
当指数相同时,底数越大幂越大,因为$125>81>36>32$,所以$125^{11}>81^{11}>36^{11}>32^{11}$,即$c>b>d>a$。
【答案】
(1)$1$;(2)$2$;(3)$c>b>d>a$
【知识点】
积的乘方逆运算,幂的乘方逆运算,同底数幂的乘法
【点评】
本题考查幂的运算法则的灵活运用,核心是逆向使用幂的相关运算性质简化计算,解题时要注意观察算式的结构特征,选择合适的变形方式,体现了转化的数学思想。
【难度系数】
0.7
登录