2026年长江全能学案同步练习册八年级数学上册人教版第157页答案
例1 (1)$(-\dfrac{3}{2})^{-2}$;(2)$(a^{-2})^{-3}· (bc^{-1})^{3}$。
【思路导析】将负整数指数幂转化成正整数指数幂进行运算。
【请你解答】

答案

解:
(1)
$\begin{aligned}(-\dfrac{3}{2})^{-2}&=\dfrac{1}{(-\dfrac{3}{2})^2}\\&=\dfrac{1}{\dfrac{9}{4}}\\&=\dfrac{4}{9}\end{aligned}$
(2)
$\begin{aligned}(a^{-2})^{-3} · (bc^{-1})^{3}&=a^{(-2)×(-3)} · b^3 · (c^{-1})^3\\&=a^6 · b^3 · c^{-3}\\&=\dfrac{a^6b^3}{c^3}\end{aligned}$

解析

【分析】
解决这两道题的核心是熟练运用整数指数幂的相关运算法则:①负整数指数幂法则:$a^{-p}=\frac{1}{a^p}$($a≠0$,$p$为正整数),可将负指数幂转化为正指数幂计算;②幂的乘方法则:$(a^m)^n=a^{mn}$($m、n$为整数);③积的乘方法则:$(ab)^n=a^nb^n$($n$为整数)。第(1)题直接套用负整数指数幂法则,转化后计算平方再求倒数即可;第(2)题先分别用幂的乘方、积的乘方法则化简,再将负指数幂转化为正指数幂形式即可。
【解析】
(1)
$\begin{aligned}(-\dfrac{3}{2})^{-2}&=\dfrac{1}{(-\dfrac{3}{2})^2}\\&=\dfrac{1}{\dfrac{9}{4}}\\&=\dfrac{4}{9}\end{aligned}$
(2)
$\begin{aligned}(a^{-2})^{-3} · (bc^{-1})^{3}&=a^{(-2)×(-3)} · b^3 · (c^{-1})^3\\&=a^6 · b^3 · c^{-3}\\&=\dfrac{a^6b^3}{c^3}\end{aligned}$
【答案】
(1)$\dfrac{4}{9}$;(2)$\dfrac{a^6b^3}{c^3}$
【知识点】
负整数指数幂运算,幂的乘方运算,积的乘方运算
【点评】
本题是整数指数幂运算的基础题型,解题关键是牢记各类幂的运算性质,运算时注意指数的符号变化,避免出现指数计算错误、负指数转化错误的问题。
【难度系数】
0.8
例2 计算:
(1)$(a^{-1}b^{2}c^{-3})^{3}$;
(2)$a^{-2}b^{3}· (a^{2}b^{-2})^{-3}$;
(3)$(2ab^{2}c^{-3})^{-2}÷ (a^{-2}b)^{2}$;
(4)$(3× 10^{-5})^{2}÷ (3× 10^{-2})^{2}$。
【思路导析】1. 先乘方,再乘除,然后再加减。
2. 最后结果化为正整数指数幂的形式。
【请你解答】
互动探究 探究解题规律 总结方法技巧
典例探究 利用负整数指数幂与完全平方公式求值

答案

解:
(1) 原式$=(a^{-1})^3 · (b^2)^3 · (c^{-3})^3$
$=a^{-3}b^6c^{-9}$
$=\dfrac{b^6}{a^3c^9}$
(2) 原式$=a^{-2}b^3 · (a^2)^{-3} · (b^{-2})^{-3}$
$=a^{-2}b^3 · a^{-6}b^6$
$=a^{-2-6}b^{3+6}$
$=a^{-8}b^9$
$=\dfrac{b^9}{a^8}$
(3) 原式$=2^{-2}a^{-2}b^{-4}c^{6} ÷ (a^{-4}b^2)$
$=\dfrac{1}{4}a^{-2-(-4)}b^{-4-2}c^6$
$=\dfrac{1}{4}a^2b^{-6}c^6$
$=\dfrac{a^2c^6}{4b^6}$
(4) 原式$=(9× 10^{-10}) ÷ (9× 10^{-4})$
$=(9÷9)×(10^{-10}÷10^{-4})$
$=1× 10^{-6}$
$=\dfrac{1}{10^6}$

解析

【分析】
这组题目考查整数指数幂的运算,解题时遵循“先乘方,再乘除”的运算顺序:①计算乘方时,利用积的乘方法则,将积中每个因式分别乘方,再结合幂的乘方法则“底数不变,指数相乘”计算;②计算乘除时,利用同底数幂的运算法则:同底数幂相乘,底数不变指数相加;同底数幂相除,底数不变指数相减;③最后根据负整数指数幂的意义$a^{-p}=\frac{1}{a^p}(a≠0,p$为正整数$)$,将结果化为正整数指数幂的形式即可。
【解析】
(1) 先利用积的乘方法则展开,再计算幂的乘方,最后转化为正指数幂:
原式$=(a^{-1})^3 · (b^2)^3 · (c^{-3})^3$
$=a^{-3}b^6c^{-9}$
$=\dfrac{b^6}{a^3c^9}$
(2) 先算乘方,再算同底数幂的乘法,最后转化为正指数幂:
原式$=a^{-2}b^3 · (a^2)^{-3} · (b^{-2})^{-3}$
$=a^{-2}b^3 · a^{-6}b^6$
$=a^{-2-6}b^{3+6}$
$=a^{-8}b^9$
$=\dfrac{b^9}{a^8}$
(3) 先分别计算前后两个乘方,再算同底数幂的除法,最后转化为正指数幂:
原式$=2^{-2}a^{-2}b^{-4}c^{6} ÷ (a^{-4}b^2)$
$=\dfrac{1}{4}a^{-2-(-4)}b^{-4-2}c^6$
$=\dfrac{1}{4}a^2b^{-6}c^6$
$=\dfrac{a^2c^6}{4b^6}$
(4) 先分别计算乘方,再将系数和同底数幂分别相除,最后转化为正指数幂:
原式$=(9× 10^{-10}) ÷ (9× 10^{-4})$
$=(9÷9)×(10^{-10}÷10^{-4})$
$=1× 10^{-6}$
$=\dfrac{1}{10^6}$
【答案】
(1)$\dfrac{b^6}{a^3c^9}$;(2)$\dfrac{b^9}{a^8}$;(3)$\dfrac{a^2c^6}{4b^6}$;(4)$\dfrac{1}{10^6}$
【知识点】
整数指数幂运算;负整数指数幂转化;幂的乘方与积的乘方
【点评】
本题是整数指数幂运算的基础题型,核心是熟练掌握整数指数幂的各类运算法则,运算时要注意运算顺序,尤其要注意指数运算时的符号处理,最后结果需统一为正整数指数幂的形式,熟练运用法则可快速准确解题。
【难度系数】
0.7
例3 已知$x^2 - 3x + 1 = 0$,求$x^2 + x^{-2}$的值.
【思路导析】由$x^2 - 3x + 1 = 0$,得$x + \frac{1}{x} = 3$,两边同时平方,得$x^2 + \frac{1}{x^2} + 2 = 9$,进而求解.
【示范解答】$x^2 - 3x + 1 = 0$移项,得$x^2 + 1 = 3x$,两边同除以$x$,得$x + \frac{1}{x} = 3$.
所以$(x + \frac{1}{x})^2 = 3^2$,即$x^2 + \frac{1}{x^2} + 2 = 9$,
所以$x^2 + \frac{1}{x^2} = 7$,即$x^2 + x^{-2} = 7$.

答案

解:
由$x^2 - 3x + 1 = 0$,可知$x ≠ 0$,
移项得$x^2 + 1 = 3x$,
两边同时除以$x$,得$x + \frac{1}{x} = 3$。
将等式两边同时平方,得$(x + \frac{1}{x})^2 = 3^2$,
展开完全平方公式得$x^2 + 2· x· \frac{1}{x} + \frac{1}{x^2} = 9$,
化简得$x^2 + \frac{1}{x^2} + 2 = 9$,
整理得$x^2 + \frac{1}{x^2} = 7$。
根据负整数指数幂的定义,$x^{-2} = \frac{1}{x^2}$,
因此$x^2 + x^{-2} = 7$。

解析

【分析】
待求式$x^2 + x^{-2}$可转化为$x^2 + \frac{1}{x^2}$,这类含x和其倒数的平方和问题,通常先求$x+\frac{1}{x}$的值,再利用完全平方公式变形求解。首先判断x的取值:若x=0,代入已知方程左边得1≠0,因此x≠0,可将已知方程两边同时除以x得到$x+\frac{1}{x}$的数值,再将该式两边平方,展开整理后即可得到待求式的值。
【解析】
由$x^2 - 3x + 1 = 0$,可知$x ≠ 0$,
移项得$x^2 + 1 = 3x$,
两边同时除以$x$,得$x + \frac{1}{x} = 3$。
将等式两边同时平方,得$(x + \frac{1}{x})^2 = 3^2$,
展开完全平方公式得$x^2 + 2· x· \frac{1}{x} + \frac{1}{x^2} = 9$,
化简得$x^2 + \frac{1}{x^2} + 2 = 9$,
整理得$x^2 + \frac{1}{x^2} = 7$。
根据负整数指数幂的定义,$x^{-2} = \frac{1}{x^2}$,
因此$x^2 + x^{-2} = 7$。
【答案】
$7$
【知识点】
1. 负整数指数幂运算 2. 完全平方公式 3. 等式的性质
【点评】
本题是代数式求值的常考题型,解题核心是运用整体思想,对已知等式合理变形构造出与待求式匹配的结构,避免了直接解方程求x的繁琐,很好地考查了公式变形能力和整体代入思想。
【难度系数】
0.7
计算:
(1)$2^{-4} × (-2^{4})$; (2)$(-\dfrac{1}{2})^{-3} × 3^{-1}$;
(3)$(\dfrac{3y}{2x})^{-2}$; (4)$4ab^{2} ÷ (-2a^{-2}b)^{3}$.

答案

解:
(1) 原式$=\dfrac{1}{2^4} × (-2^4)$
$=\dfrac{1}{16} × (-16)$
$=-1$
(2) 原式$=\dfrac{1}{(-\dfrac{1}{2})^3} × \dfrac{1}{3}$
$=\dfrac{1}{-\dfrac{1}{8}} × \dfrac{1}{3}$
$=-8 × \dfrac{1}{3}$
$=-\dfrac{8}{3}$
(3) 原式$=(\dfrac{2x}{3y})^2$
$=\dfrac{(2x)^2}{(3y)^2}$
$=\dfrac{4x^2}{9y^2}$
(4) 原式$=4ab^2 ÷ [(-2)^3 · (a^{-2})^3 · b^3]$
$=4ab^2 ÷ (-8a^{-6}b^3)$
$=\dfrac{4}{-8} · a^{1-(-6)} · b^{2-3}$
$=-\dfrac{1}{2}a^7b^{-1}$
$=-\dfrac{a^7}{2b}$

解析

【分析】
本题考查整数指数幂的相关运算,解题核心是牢记负整数指数幂的运算规则:$a^{-p}=\frac{1}{a^p}$($a≠0$,$p$为正整数),同时结合幂的乘方、积的乘方、同底数幂的乘除法则分步计算即可。
(1) 先将负指数幂转化为正指数幂,再计算乘法,注意符号的处理;
(2) 分别将两个负指数幂转化为正指数幂,先算乘方再算乘法;
(3) 分式的负指数幂等于将分式的分子、分母颠倒位置后取正指数幂,再分别计算分子、分母的乘方;
(4) 先按照积的乘方法则计算除式的乘方,再按照单项式除以单项式的规则计算,系数相除,同底数幂的指数相减,最后将结果转化为仅含正整数指数幂的形式。
【解析】
(1) 原式$=\dfrac{1}{2^4} × (-2^4)$
$=\dfrac{1}{16} × (-16)$
$=-1$
(2) 原式$=\dfrac{1}{(-\dfrac{1}{2})^3} × \dfrac{1}{3}$
$=\dfrac{1}{-\dfrac{1}{8}} × \dfrac{1}{3}$
$=-8 × \dfrac{1}{3}$
$=-\dfrac{8}{3}$
(3) 原式$=(\dfrac{2x}{3y})^2$
$=\dfrac{(2x)^2}{(3y)^2}$
$=\dfrac{4x^2}{9y^2}$
(4) 原式$=4ab^2 ÷ [(-2)^3 · (a^{-2})^3 · b^3]$
$=4ab^2 ÷ (-8a^{-6}b^3)$
$=\dfrac{4}{-8} · a^{1-(-6)} · b^{2-3}$
$=-\dfrac{1}{2}a^7b^{-1}$
$=-\dfrac{a^7}{2b}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{-1}$;(2) $\boldsymbol{-\dfrac{8}{3}}$;(3) $\boldsymbol{\dfrac{4x^2}{9y^2}}$;(4) $\boldsymbol{-\dfrac{a^7}{2b}}$
【知识点】
负整数指数幂运算,幂的乘方与积的乘方,整式的乘除
【点评】
本题是整数指数幂运算的基础训练题,既考查了负指数幂的转化规则,也检验了幂的各类运算法则的熟练应用程度,计算时需格外注意符号判断,最终结果要统一化为正整数指数幂的形式。
【难度系数】
0.75