2026年学习之友七年级数学下册北师大版第4页答案
1. $(x^{4})^{2}$等于(
B
)

A.$x^{6}$
B.$x^{8}$
C.$x^{16}$
D.$2x^{4}$

答案

1. B

解析

【分析】
这道题考查幂的乘方运算,解题关键是回忆并运用幂的乘方法则。首先明确幂的乘方法则:底数不变,指数相乘。题目给出的是$(x^{4})^{2}$,我们需要对这个式子进行运算,按照法则,保持底数x不变,将指数4和2相乘,计算出结果后再对应选项选出正确答案。
【解析】
根据幂的乘方法则:$(a^m)^n=a^{m× n}$(其中$a≠0$,$m$、$n$为正整数),对原式进行计算:
$(x^{4})^{2}=x^{4×2}=x^{8}$
对比选项,可知正确答案为B选项。
【答案】
B
【知识点】
幂的乘方法则
【点评】
本题是幂的乘方的基础运算题,重点考查对幂的乘方法则的掌握程度。解题时需注意区分幂的乘方(指数相乘)与同底数幂的乘法(指数相加)的运算规则,避免混淆出错,这类题目属于基础必得分题。
【难度系数】
0.9
2. 计算:$(x^{2})^{2}=$
$ x^{4} $
.

答案

2. $ x^{4} $

解析

【分析】
这道题考查幂的乘方运算,首先需要回忆幂的乘方法则:幂的乘方,底数不变,指数相乘。观察题目中的式子$(x^{2})^{2}$,它是幂的乘方形式,底数为$x$,两个指数分别是2和2,接下来按照法则保持底数不变,将两个指数相乘就能得到结果。
【解析】
根据幂的乘方法则:$(a^m)^n = a^{m × n}$($a$为底数,$m$、$n$为正整数),对于$(x^{2})^{2}$,其中$a=x$,$m=2$,$n=2$,代入法则计算:
$(x^{2})^{2} = x^{2 × 2} = x^{4}$
【答案】
$x^{4}$
【知识点】
幂的乘方法则
【点评】
本题是幂的乘方的基础运算题,核心考查对幂的乘方法则的掌握,题目难度低,熟练运用法则即可快速得出答案,能帮助学生巩固幂运算的基础知识点。
【难度系数】
0.9
3. 计算:$(a^{3})^{2}· a^{3}=$
$ a^{9} $
.

答案

3. $ a^{9} $

解析

【分析】
这道题考查幂的运算,解题思路是先利用幂的乘方法则计算$(a^{3})^{2}$,再运用同底数幂的乘法法则计算其与$a^{3}$的乘积。首先明确幂的乘方法则:底数不变,指数相乘;同底数幂的乘法法则:底数不变,指数相加。先处理括号内的幂的乘方运算,再进行同底数幂的乘法运算,逐步推导就能得到结果。
【解析】
1. 计算幂的乘方:根据幂的乘方法则$(a^m)^n=a^{mn}$,可得$(a^{3})^{2}=a^{3×2}=a^6$;
2. 计算同底数幂的乘法:根据同底数幂乘法法则$a^m·a^n=a^{m+n}$,可得$a^6·a^3=a^{6+3}=a^9$。
【答案】
$a^{9}$
【知识点】
幂的乘方法则、同底数幂乘法法则
【点评】
本题是幂运算的基础综合题,核心考查幂的乘方与同底数幂乘法法则的应用,运算时需准确把握指数的运算规则,避免混淆两种法则的指数运算方式,熟练掌握法则即可顺利解答。
【难度系数】
0.9
4. 计算:$-(a^{2})^{3}=$
$ -a^{6} $
.

答案

4. $ -a^{6} $

解析

【分析】
这道题考查幂的乘方运算,解题思路是先运用幂的乘方法则计算括号内的部分,再处理前面的负号。首先回忆幂的乘方法则:幂的乘方,底数不变,指数相乘,即$(a^m)^n=a^{mn}$。先计算$(a^2)^3$,底数a保持不变,指数2和3相乘得到6,得到$a^6$,再加上前面的负号,就能得出最终结果。
【解析】
根据幂的乘方法则:$(a^m)^n=a^{mn}$,
先计算括号内的幂的乘方:$(a^2)^3=a^{2×3}=a^6$,
再加上原式前面的负号,可得:$-(a^2)^3=-a^6$。
【答案】
$-a^6$
【知识点】
幂的乘方法则
【点评】
本题主要考查幂的乘方的基本运算,属于基础题型,解题时需注意不要忽略原式前面的负号,准确运用幂的乘方法则进行计算即可。
【难度系数】
0.9
5. 计算:$x^{2}·(x^{3})^{4}=$
$ x^{14} $
.

答案

5. $ x^{14} $

解析

【分析】
这道题是幂的混合运算,解题时要遵循运算顺序,先算乘方,再算乘法。首先回忆幂的乘方法则:底数不变,指数相乘,先计算$(x^{3})^{4}$;然后再用同底数幂的乘法法则:底数不变,指数相加,计算$x^{2}$与第一步结果的乘积,就能得到最终答案。
【解析】
1. 根据幂的乘方法则:$(a^m)^n=a^{mn}$,计算$(x^{3})^{4}$:
$(x^{3})^{4}=x^{3×4}=x^{12}$
2. 根据同底数幂的乘法法则:$a^m·a^n=a^{m+n}$,计算$x^{2}·x^{12}$:
$x^{2}·x^{12}=x^{2+12}=x^{14}$
【答案】
$x^{14}$
【知识点】
幂的乘方法则、同底数幂的乘法法则
【点评】
本题考查幂的基本运算,属于基础题型,解题关键是熟练掌握幂的乘方和同底数幂乘法的运算法则,注意运算顺序为先乘方后乘法,准确计算指数的运算。
【难度系数】
0.9
6. $(3^{2})^{3}=3^{m}$,则$m=$
6
.

答案

6. 6

解析

【分析】
这道题考查幂的乘方的运算,解题思路是先运用幂的乘方法则计算等式左边的式子,再根据“底数相同的两个幂相等时,指数也相等”的性质求出m的值。首先回忆幂的乘方法则:幂的乘方,底数不变,指数相乘。对$(3^{2})^{3}$,按照法则计算指数的乘积得到左边的结果,再与右边的$3^m$对比,即可得出m的值。
【解析】
根据幂的乘方法则:$(a^n)^m=a^{nm}$($a≠0$,$n$、$m$为正整数),计算等式左边:
$(3^{2})^{3}=3^{2×3}=3^{6}$
已知$(3^{2})^{3}=3^{m}$,所以$3^{6}=3^{m}$。
根据同底数幂相等则指数相等的性质,可得$m=6$。
【答案】
6
【知识点】
幂的乘方法则
【点评】
本题是幂的乘方的基础运算题,熟练掌握幂的乘方法则及同底数幂相等的性质就能快速求解,可帮助巩固幂运算的基础知识。
【难度系数】
0.9
7. 已知$2^{2}×(2^{2})^{n}=2^{4}$,则$n=$
1
.

答案

7. 1

解析

【分析】
要解决这个问题,我们需要利用幂的运算性质将等式左边化简,再根据“同底数幂相等时,指数相等”的规律建立方程求解。首先回忆幂的乘方和同底数幂相乘的法则:幂的乘方,底数不变,指数相乘;同底数幂相乘,底数不变,指数相加。先对左边的$(2^2)^n$运用幂的乘方法则化简,再与$2^2$进行同底数幂的乘法运算,将左边转化为以2为底数的单一幂的形式,然后对比右边的$2^4$,令指数相等,解出$n$的值。
【解析】
1. 根据幂的乘方法则:$(a^m)^n=a^{mn}$,计算$(2^2)^n$:
$(2^2)^n=2^{2× n}=2^{2n}$
2. 根据同底数幂的乘法法则:$a^m× a^n=a^{m+n}$,计算左边的式子:
$2^2×2^{2n}=2^{2+2n}$
3. 已知等式$2^{2+2n}=2^4$,因为底数相同的幂相等时,指数相等,所以可得方程:
$2+2n=4$
4. 解一元一次方程:
$2n=4-2$
$2n=2$
$n=1$
【答案】
1
【知识点】
幂的乘方法则、同底数幂乘法法则
【点评】
本题属于基础的幂运算题目,核心是熟练运用幂的乘方和同底数幂乘法的运算性质,将等式两边转化为同底数幂的形式,通过指数相等建立方程求解,考查学生对幂运算基本法则的掌握程度,只要牢记法则就能轻松解决。
【难度系数】
0.8
8. $(a^{m})^{n}+(a^{n})^{m}=$
$ 2a^{mn} $
.

答案

8. $ 2a^{mn} $

解析

【分析】
首先回忆幂的乘方法则:幂的乘方,底数不变,指数相乘。对于题目中的两个项,分别运用该法则计算,再将结果合并同类项即可得到答案。具体思考步骤:第一步,计算$(a^{m})^{n}$,根据法则,底数a不变,指数m与n相乘,得到$a^{mn}$;第二步,计算$(a^{n})^{m}$,同理可得$a^{mn}$;第三步,两个相同的项相加,合并同类项得到最终结果。
【解析】
根据幂的乘方法则:$(a^p)^q=a^{pq}$(其中$a≠0$,$p$、$q$为整数),
1. 计算$(a^{m})^{n}$:
$(a^{m})^{n}=a^{m× n}=a^{mn}$;
2. 计算$(a^{n})^{m}$:
$(a^{n})^{m}=a^{n× m}=a^{mn}$;
3. 合并同类项:
$a^{mn}+a^{mn}=2a^{mn}$。
【答案】
$2a^{mn}$
【知识点】
幂的乘方法则、合并同类项
【点评】
本题考查幂的乘方的基本运算及同类项的合并,属于基础题型。解题关键是熟练掌握幂的乘方法则,准确进行指数运算,同时注意同类项的合并规则,只要牢记法则就能轻松得分。
【难度系数】
0.9
9. 计算:
(1)$[(-2)^{2}]^{3}$;
(2)$-(x^{3})^{5}$;
(3)$x^{2}· x^{4}+(x^{3})^{2}$;
(4)$(x^{n - 2})^{3}· x^{n + 2}$($n$是大于$2$的整数).

答案

9. (1)64 (2)$ -x^{15} $ (3)$ 2x^{6} $ (4)$ x^{4n - 4} $

解析

【分析】
这道题主要考查幂的相关运算,解题时需要根据不同的运算类型选择对应的法则:
1. 对于(1),是幂的乘方运算,可直接运用幂的乘方法则,也可先计算内层乘方再算外层;
2. 对于(2),属于带负号的幂的乘方运算,只需对幂的乘方部分计算后保留负号即可;
3. 对于(3),包含同底数幂的乘法和幂的乘方两种运算,需分别计算后再合并同类项;
4. 对于(4),先进行幂的乘方运算,再进行同底数幂的乘法运算,计算指数时要注意整式的加减运算。
【解析】
(1)根据幂的乘方法则:$(a^m)^n=a^{mn}$,可得:
$[(-2)^{2}]^{3}=(-2)^{2×3}=(-2)^6=64$;
(2)根据幂的乘方法则计算:
$-(x^{3})^{5}=-x^{3×5}=-x^{15}$;
(3)分步计算:
①同底数幂相乘,底数不变、指数相加:$x^{2}· x^{4}=x^{2+4}=x^6$;
②幂的乘方运算:$(x^{3})^{2}=x^{3×2}=x^6$;
③合并同类项:$x^6+x^6=2x^6$;
(4)分步计算:
①幂的乘方运算:$(x^{n - 2})^{3}=x^{3(n-2)}=x^{3n-6}$;
②同底数幂相乘,底数不变、指数相加:
$x^{3n-6}· x^{n + 2}=x^{(3n-6)+(n+2)}=x^{4n-4}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{64}$;(2) $\boldsymbol{-x^{15}}$;(3) $\boldsymbol{2x^{6}}$;(4) $\boldsymbol{x^{4n - 4}}$
【知识点】
幂的乘方法则、同底数幂的乘法法则、合并同类项
【点评】
本题是幂运算的基础综合题,涵盖了幂的乘方、同底数幂乘法及合并同类项的核心知识点,解题时需准确运用对应法则,注意符号处理和指数运算的准确性,尤其是含字母指数的运算,要仔细计算指数的加减,避免出错。
【难度系数】
0.8
10. 已知$5^{m}=5$,求$25^{m}$的值.

答案

10. 解:方法一:因为 $ 25^{m} = (5^{2})^{m} = (5^{m})^{2} $
而 $ 5^{m} = 5 $
所以 $ (5^{m})^{2} = 5^{2} = 25 $
方法二:由 $ 5^{m} = 5 $,得 $ m = 1 $,则 $ 25^{m} = 25 $

解析

【分析】
要解决这个问题,我们可以从两个角度思考:
1. 转化法:观察到25是5的平方,因此可以将$25^{m}$转化为与$5^{m}$相关的形式,利用幂的乘方法则,把$25^{m}$写成$(5^{2})^{m}=(5^{m})^{2}$,再代入已知的$5^{m}=5$进行计算。
2. 直接求$m$法:根据$5^{m}=5$,因为$5^1=5$,所以可以得出$m=1$,再将$m=1$代入$25^{m}$中计算出结果。
【解析】
方法一:
因为 $25^{m} = (5^{2})^{m}$,根据幂的乘方法则$(a^n)^m=a^{nm}$,可得$(5^{2})^{m}=(5^{m})^{2}$。
已知$5^{m}=5$,将其代入上式得:$(5^{m})^{2}=5^{2}=25$。
方法二:
由$5^{m}=5$,因为$5^1=5$,所以可得$m=1$。
将$m=1$代入$25^{m}$,得$25^{1}=25$。
【答案】
25
【知识点】
1. 幂的乘方法则
2. 有理数乘方运算
【点评】
本题主要考查幂的运算性质的灵活运用,通过两种方法都能快速求解,既可以利用幂的乘方进行整体代入计算,也可以先求出指数$m$的值再计算,解题关键是掌握幂的乘方法则以及有理数乘方的基本运算。
【难度系数】
0.9
1. 计算:$[(-\frac{1}{2})^{2}]^{3}=$
$ \frac{1}{64} $
.

答案

1. $ \frac{1}{64} $

解析

【分析】
这是一道幂的乘方运算题,解题思路是利用幂的乘方法则进行计算。首先回忆幂的乘方法则:幂的乘方,底数不变,指数相乘,即$(a^m)^n=a^{mn}$;同时要注意负数的偶次幂为正数。我们可以先计算内层的乘方,再计算外层的乘方,也可以直接运用幂的乘方法则一步计算,两种方法都能得到正确结果。
【解析】
方法一:分步计算
1. 先计算内层乘方:$(-\frac{1}{2})^2 = \frac{1}{4}$(负数的偶次幂为正数);
2. 再计算外层乘方:$(\frac{1}{4})^3 = \frac{1}{4×4×4} = \frac{1}{64}$。
方法二:直接运用幂的乘方法则
根据幂的乘方法则$(a^m)^n=a^{mn}$,可得:
$[(-\frac{1}{2})^{2}]^{3}=(-\frac{1}{2})^{2×3}=(-\frac{1}{2})^6$
因为6是偶数,负数的偶次幂为正数,所以$(-\frac{1}{2})^6=(\frac{1}{2})^6=\frac{1}{2^6}=\frac{1}{64}$。
【答案】
$\frac{1}{64}$
【知识点】
幂的乘方运算,负数乘方符号法则
【点评】
本题考查幂的运算基础知识点,重点考查幂的乘方法则的应用以及负数乘方的符号判断,题目难度较低,熟练掌握幂的运算规则即可轻松解答。
【难度系数】
0.9
2. 计算:$[(-m)^{2}]^{5}=$
$ m^{10} $
.

答案

2. $ m^{10} $

解析

【分析】
要解决这个问题,我们需要分两步进行运算:首先处理内层的乘方运算,再利用幂的乘方法则计算外层的乘方。首先回忆负数的偶次幂性质,负数的偶次幂是正数,所以先计算$(-m)^2$;然后根据幂的乘方法则“底数不变,指数相乘”,计算得到最终结果。
【解析】
1. 先计算内层的$(-m)^2$:
根据负数的偶次幂为正数的性质,$(-m)^2 = m^2$;
2. 再计算$(m^2)^5$:
根据幂的乘方法则$(a^m)^n = a^{mn}$(其中$a$为整式,$m$、$n$为正整数),可得:
$(m^2)^5 = m^{2×5} = m^{10}$。
【答案】
$m^{10}$
【知识点】
幂的乘方法则、负数的偶次幂性质
【点评】
本题主要考查幂的运算及负数乘方的符号性质,属于基础运算题。解题时需注意先处理内层乘方的符号,再准确应用幂的乘方法则,避免混淆指数的运算规则。
【难度系数】
0.9
3. 写出一个运算结果是$a^{6}$的算式
如 $ (a^{2})^{3},a^{4} · a^{2} $ 等(答案不唯一)
.

答案

3. 如 $ (a^{2})^{3},a^{4} · a^{2} $ 等(答案不唯一)

解析

【分析】
要写出运算结果为$a^{6}$的算式,我们可以从幂的相关运算法则入手思考:
1. 同底数幂相乘法则:同底数幂相乘,底数不变,指数相加。只要找到两个指数之和为6的同底数幂相乘即可,比如指数4和2,$a^4·a^2$,因为$4+2=6$,运算后就是$a^6$;
2. 幂的乘方法则:幂的乘方,底数不变,指数相乘。找两个整数相乘等于6的,比如2和3,$(a^2)^3$,因为$2×3=6$,运算后得到$a^6$;
此外还可以考虑同底数幂相除(如$a^8÷a^2$)等,只要符合幂的运算法则,结果为$a^6$即可,答案不唯一。
【解析】
根据幂的运算法则构造算式:
利用幂的乘方法则:$(a^{2})^{3}=a^{2×3}=a^{6}$;
利用同底数幂乘法法则:$a^{4} · a^{2}=a^{4+2}=a^{6}$;
(也可写出如$a^9÷a^3$、$a·a^5$等符合要求的算式)
【答案】
如 $ (a^{2})^{3},a^{4} · a^{2} $ 等(答案不唯一)
【知识点】
幂的乘方运算,同底数幂乘法运算
【点评】
本题考查幂的运算法则的逆用,答案具有开放性,需要学生熟练掌握同底数幂的乘除、幂的乘方等运算规则,能够灵活运用法则构造符合要求的算式。
【难度系数】
0.9
4. 计算:$[(-x)^{3}]^{4}·[(-x)^{4}]^{3}=$
$ x^{24} $
.

答案

4. $ x^{24} $

解析

【分析】
这道题是幂的混合运算,解题思路是先利用幂的乘方法则分别计算两个幂的乘方,再利用同底数幂的乘法法则计算乘积,同时要注意负数的偶次幂为正,正确处理符号。首先回忆幂的乘方法则:底数不变,指数相乘;同底数幂的乘法法则:底数不变,指数相加。先对每个括号里的幂进行乘方运算,再将结果相乘即可。
【解析】
1. 计算幂的乘方:
根据幂的乘方法则$(a^m)^n=a^{mn}$,
$[(-x)^{3}]^{4}=(-x)^{3×4}=(-x)^{12}$,因为12是偶数,所以$(-x)^{12}=x^{12}$;
$[(-x)^{4}]^{3}=(-x)^{4×3}=(-x)^{12}=x^{12}$;
2. 计算同底数幂的乘法:
根据同底数幂的乘法法则$a^m·a^n=a^{m+n}$,
$x^{12}·x^{12}=x^{12+12}=x^{24}$。
【答案】
$x^{24}$
【知识点】
幂的乘方法则、同底数幂的乘法法则
【点评】
本题考查幂的运算性质的综合应用,运算时需遵循“先乘方,再乘法”的顺序,同时要注意负数的偶次幂为正,准确处理符号是避免错误的关键,属于基础运算题。
【难度系数】
0.8
5. $2(y^{6})^{2}-(y^{4})^{3}=$
$ y^{12} $
.

答案

5. $ y^{12} $

解析

【分析】
这道题是幂的运算与整式加减的综合题,解题思路如下:首先回忆幂的乘方法则,即幂的乘方,底数不变,指数相乘;然后分别对式子中的两个幂的乘方项进行计算,将它们转化为同底数同指数的幂;最后根据合并同类项的法则,把同类项进行合并,得到最终结果。具体来说,先计算$(y^6)^2$和$(y^4)^3$,再计算2倍的前者减去后者,合并同类项即可。
【解析】
根据幂的乘方法则:$(a^m)^n=a^{mn}$($a≠0$,$m$、$n$为正整数),对原式进行计算:
$\begin{aligned}2(y^{6})^{2}-(y^{4})^{3}&=2y^{6×2}-y^{4×3}\\&=2y^{12}-y^{12}\\&=y^{12}\end{aligned}$
【答案】
$y^{12}$
【知识点】
幂的乘方法则、合并同类项
【点评】
本题主要考查幂的乘方运算及同类项的合并,属于基础运算题。解题关键是准确掌握幂的乘方法则,注意指数运算的正确性,合并同类项时只需将系数相加减,底数和指数保持不变。
【难度系数】
0.9
6. 若$a^{2n}=3$,则$(a^{3n})^{4}=$
729
.

答案

6. 729

解析

【分析】
首先观察所求式子与已知条件的联系,已知$a^{2n}=3$,需要将$(a^{3n})^{4}$转化为含$a^{2n}$的形式。根据幂的乘方法则,先对$(a^{3n})^{4}$进行化简,再通过指数变形,把指数转化为2n的倍数,最后代入已知值计算即可。具体思路为:先利用幂的乘方运算化简所求式子的指数,再将指数拆分为2n的整数倍,进而转化为以$a^{2n}$为底数的幂,代入已知数值求解。
【解析】
根据幂的乘方法则:$(a^m)^n = a^{mn}$,对$(a^{3n})^{4}$化简:
$(a^{3n})^{4} = a^{3n × 4} = a^{12n}$
将$12n$变形为$6 × 2n$,结合幂的乘方逆运算$a^{mn}=(a^m)^n$可得:
$a^{12n} = a^{6 × 2n} = (a^{2n})^6$
已知$a^{2n}=3$,代入上式计算:
$(a^{2n})^6 = 3^6 = 729$
【答案】
729
【知识点】
幂的乘方法则
【点评】
本题考查幂的乘方法则的灵活运用,解题核心是通过指数变形实现整体代入,将未知式子转化为与已知条件相关的形式,需要熟练掌握幂的运算性质,体会整体思想在代数运算中的应用。
【难度系数】
0.6
7. 已知$a^{2}=3$,则$a^{6}-7=$
20
.

答案

7. 20

解析

【分析】
首先观察题目,已知$a^2=3$,要求$a^6 - 7$的值。我们可以利用幂的乘方的运算法则,将$a^6$转化为$(a^2)^3$,这样就能把已知的$a^2=3$代入计算,先求出$a^6$的值,再减去7得到最终结果。
【解析】
根据幂的乘方公式:$(a^m)^n = a^{mn}$,可得:
$a^6 = (a^2)^3$
因为$a^2=3$,代入上式:
$(a^2)^3 = 3^3 = 27$
则$a^6 - 7 = 27 - 7 = 20$
【答案】
20
【知识点】
幂的乘方
【点评】
本题主要考查幂的乘方运算法则的逆用,通过将高次幂转化为已知低次幂的形式,代入数值计算即可,属于基础题型,掌握幂的乘方公式是解题关键。
【难度系数】
0.8
8. 已知$a^{x}=m$,$a^{y}=n$,则$a^{2x + 3y}$的值是
$ m^{2}n^{3} $
.

答案

8. $ m^{2}n^{3} $

解析

【分析】
要计算$a^{2x + 3y}$的值,首先回忆幂的运算性质。我们可以利用同底数幂的乘法法则,将指数相加的形式拆分为同底数幂相乘,即$a^{2x+3y}=a^{2x} · a^{3y}$;再根据幂的乘方法则,将$a^{2x}$转化为$(a^x)^2$,$a^{3y}$转化为$(a^y)^3$,最后代入已知的$a^x=m$,$a^y=n$,就能求出结果。
【解析】
根据幂的运算性质:
1. 由同底数幂的乘法法则$a^{m+n}=a^m · a^n$,可得:
$a^{2x + 3y}=a^{2x} · a^{3y}$
2. 由幂的乘方法则$(a^m)^n=a^{mn}$,可得:
$a^{2x}=(a^x)^2$,$a^{3y}=(a^y)^3$
3. 将$a^x=m$,$a^y=n$代入上式:
$(a^x)^2 · (a^y)^3=m^2 · n^3=m^2n^3$
【答案】
$m^{2}n^{3}$
【知识点】
同底数幂的乘法,幂的乘方
【点评】
本题主要考查幂的运算性质的综合应用,解题关键是熟练掌握同底数幂的乘法法则和幂的乘方法则,学会将所求代数式转化为已知条件的形式,属于基础题型。
【难度系数】
0.8
9. 若$3×9^{m}×27^{m}=3^{11}$,则$m$的值为
2
.

答案

9. 2

解析

【分析】
要解决这个问题,首先观察等式左右两边的底数,左边的9和27都可以转化为以3为底数的幂,这样就能将等式左边转化为同底数幂相乘的形式。根据同底数幂相乘的法则,底数不变,指数相加,此时等式两边底数相同,那么指数必然相等,由此可列出关于m的一元一次方程,解方程就能求出m的值。
【解析】
第一步:将等式左边的幂转化为以3为底数的幂
因为$9 = 3^2$,$27 = 3^3$,所以:
$9^m = (3^2)^m = 3^{2m}$,$27^m = (3^3)^m = 3^{3m}$
第二步:计算等式左边的同底数幂相乘
根据同底数幂乘法法则:$a^m × a^n = a^{m+n}$,可得:
$3×9^m×27^m = 3×3^{2m}×3^{3m} = 3^{1 + 2m + 3m} = 3^{1 + 5m}$
第三步:根据等式两边底数相同,指数相等列方程求解
已知等式右边为$3^{11}$,所以:
$1 + 5m = 11$
移项得:$5m = 11 - 1 = 10$
解得:$m = 2$
【答案】
2
【知识点】
同底数幂乘法,幂的乘方
【点评】
本题主要考查幂的运算性质的综合应用,解题关键是将不同底数的幂统一为同底数幂,再利用指数相等建立方程求解,需要熟练掌握幂的乘方和同底数幂乘法的运算法则,属于基础题型。
【难度系数】
0.8
10. 若$x + 4y = 2$,则$4^{x}×16^{2y}$的值是
16
.

答案

10. 16

解析

【分析】
要解决这个问题,我们的思路是先将式子中的底数统一,再利用幂的运算性质将式子转化为含有已知条件$x + 4y = 2$的形式,最后代入计算。首先观察到$16$是$4$的平方,所以可以把$16^{2y}$转化为以$4$为底数的幂,这样原式就变成同底数幂相乘的形式,根据同底数幂乘法法则,底数不变指数相加,就能得到含有$x + 4y$的表达式,再代入已知值即可求出结果。
【解析】
$\begin{aligned}4^{x}×16^{2y}&=4^{x}×(4^{2})^{2y}\\&=4^{x}×4^{4y}\\&=4^{x + 4y}\\\end{aligned}$
已知$x + 4y = 2$,将其代入上式:
$4^{x + 4y}=4^{2}=16$
【答案】
16
【知识点】
幂的乘方运算、同底数幂的乘法、整体代入思想
【点评】
本题考查幂的运算性质的综合应用,解题核心是通过幂的乘方实现底数统一,再结合同底数幂的乘法法则将待求式转化为与已知条件相关的形式,整体代入求值。题目注重对基础运算公式的考查,有助于巩固幂的运算知识点。
【难度系数】
0.8
11. 若$2^{n}=5$,则$8^{2n}$的值为
$ 5^{6} $
.

答案

11. $ 5^{6} $

解析

【分析】
要计算$8^{2n}$的值,首先观察到8是2的3次方,可将原式转化为以2为底数的幂,再利用幂的乘方法则进行变形,最后代入已知条件$2^n=5$求解。具体思路如下:先把8改写为$2^3$,则$8^{2n}=(2^3)^{2n}$;根据幂的乘方法则$(a^m)^n=a^{mn}$,可将其转化为$2^{6n}$;而$2^{6n}$又可变形为$(2^n)^6$,此时代入$2^n=5$即可得到结果。
【解析】
1. 将8转化为以2为底数的幂:$8=2^3$;
2. 代入原式得:$8^{2n}=(2^3)^{2n}$;
3. 根据幂的乘方法则$(a^m)^n=a^{mn}$,计算指数:$(2^3)^{2n}=2^{3×2n}=2^{6n}$;
4. 逆用幂的乘方法则,将$2^{6n}$变形为:$2^{6n}=(2^n)^6$;
5. 代入$2^n=5$,得:$(2^n)^6=5^6$。
【答案】
$5^6$
【知识点】
幂的乘方法则
【点评】
本题考查幂的乘方法则的灵活运用,核心是通过底数转化将未知幂与已知条件建立联系,解题时需熟练掌握幂的运算性质,注意法则的正用与逆用。
【难度系数】
0.8
12. 计算:
(1)$x^{2}·(x^{4})^{9}$;
(2)$(-x)^{3}·(x^{2})^{2}·(-x)$;
(3)$(x^{n - 1})^{2}·(-x^{3})·(-x^{n})$.

答案

12. (1)$ x^{38} $ (2)$ x^{8} $ (3)$ x^{3n + 1} $

解析

【分析】
这三道题均为幂的混合运算,解题关键是熟练运用幂的相关运算法则,并准确处理符号问题:
(1)题:先利用幂的乘方法则计算括号内的幂运算,再通过同底数幂相乘法则合并结果;
(2)题:先分别计算各项的幂运算,重点关注含负号的幂的符号,再整合所有项,先确定整体符号,最后用同底数幂相乘法则计算指数;
(3)题:先计算幂的乘方,再处理负号相乘的符号,最后运用同底数幂相乘法则合并,计算指数时需注意整式的加减运算。
【解析】
(1)$x^{2}·(x^{4})^{9}$
根据幂的乘方法则:$(a^m)^n=a^{mn}$,计算括号内的幂运算:$(x^4)^9=x^{4×9}=x^{36}$,
再根据同底数幂相乘法则:$a^m·a^n=a^{m+n}$,合并得:$x^2·x^{36}=x^{2+36}=x^{38}$;
(2)$(-x)^{3}·(x^{2})^{2}·(-x)$
分别计算各项:
$(-x)^3=-x^3$,$(x^2)^2=x^{2×2}=x^4$,$(-x)=-x$,
整合相乘:$(-x^3)·x^4·(-x)=(-1)×(-1)×x^{3+4+1}=x^8$;
(3)$(x^{n - 1})^{2}·(-x^{3})·(-x^{n})$
先计算幂的乘方:$(x^{n-1})^2=x^{2(n-1)}=x^{2n-2}$,
处理符号:$(-x^3)·(-x^n)=x^{3+n}$,
再进行同底数幂相乘:$x^{2n-2}·x^{n+3}=x^{(2n-2)+(n+3)}=x^{3n+1}$;
【答案】
(1)$x^{38}$;(2)$x^{8}$;(3)$x^{3n + 1}$
【知识点】
幂的乘方法则,同底数幂相乘法则,整式指数运算
【点评】
本题聚焦幂的混合运算,核心是区分幂的乘方与同底数幂相乘的运算法则,同时需重视含负号的幂运算的符号判断,避免因符号处理失误导致结果错误。
【难度系数】
0.6
1. 比较大小:$2^{75}\_\_\_\_\_\_3^{50}$.(填“$>$”“$<$”或“$=$”)

答案

1. $ < $

解析

【分析】
要比较两个底数和指数均不同的幂的大小,通常可通过转化为同指数幂来比较。先观察指数75和50,它们的最大公约数是25,因此可利用幂的乘方公式的逆用,将两个幂转化为指数为25的形式,再通过比较底数大小判断幂的大小。
【解析】
1. 转化$2^{75}$:
根据幂的乘方公式$(a^m)^n=a^{mn}$,可得$2^{75}=2^{3×25}=(2^3)^{25}=8^{25}$;
2. 转化$3^{50}$:
同理,$3^{50}=3^{2×25}=(3^2)^{25}=9^{25}$;
3. 比较大小:
因为$8<9$,且指数25为正整数,当指数为正整数时,底数越大,正整数指数幂的值越大,所以$8^{25}<9^{25}$,即$2^{75}<3^{50}$。
【答案】
$<$
【知识点】
幂的乘方,有理数大小比较
【点评】
本题核心是运用幂的乘方公式的逆用实现幂的形式转化,将不同指数的幂转化为同指数幂,通过比较底数快速得出大小关系,考查了转化思想的应用。
【难度系数】
0.6
2. 已知$x^{3}=m$,$x^{5}=n$,试用含$m$,$n$的代数式表示$x^{28}$.

答案

2. 解:$ x^{28} = x^{3} · x^{25} $
$ = x^{3} · (x^{5})^{5} $
$ = mn^{5} $(方法不唯一)

解析

【分析】
要想用含$m$、$n$的代数式表示$x^{28}$,需结合幂的运算性质,将指数$28$拆分为含有已知指数$3$和$5$的形式。观察可知$28 = 3 + 25$,其中$25$是$5$的$5$倍,这样就能利用同底数幂的乘法法则和幂的乘方法则,把$x^{28}$转化为含$x^3$和$x^5$的形式,再代入$m$、$n$即可,拆分方式不唯一。
【解析】
$\begin{aligned}x^{28}&=x^{3} · x^{25}\\&=x^{3} · (x^{5})^{5}\\&=mn^{5}\end{aligned}$
(方法不唯一,例如也可将$28$拆分为$3×6 + 5×2$,得到$x^{28}=(x^3)^6·(x^5)^2=m^6n^2$)
【答案】
$mn^5$
【知识点】
同底数幂的乘法,幂的乘方
【点评】
本题主要考查幂的运算性质的灵活运用,解题核心是根据已知指数的特点,合理分解所求式子的指数,将未知幂转化为已知幂的组合,考验学生对幂运算法则的理解与灵活应用能力。
【难度系数】
0.6