MasterSchool

Toán học lớp 7 · KNTT · Chương 1

Lý thuyết Toán 7 Bài 3: Lũy thừa với số mũ tự nhiên của một số hữu tỉ

Chương 1: Số hữu tỉ · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Toán 7 Bài 3: Lũy thừa với số mũ tự nhiên của một số hữu tỉ theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá lý thuyết định nghĩa, định lí, tính chất hình học và đại số, phương pháp giải, hình vẽ minh hoạ, bảng tổng hợp và câu hỏi ôn tập có đáp án chi tiết.

Lớp

I. Lũy thừa với số mũ tự nhiên

• Lũy thừa bậc n của một số hữu tỉ x, kí hiệu xn, là tích của n thừa số x (n là số tự nhiên lớn hơn 1)

xn=x⋅x⋅x⋅ ...⋅x⏟nthừasố (x ∈ℚ, n ∈ℕ, n >1)

xn đọc là x mũ n hoặc x lũy thừa n hoặc lũy thừa bậc n của x.

x gọi là cơ số, n gọi là số mũ.

Quy ước: x0 = 1 (x ≠ 0); x1 = x.

Ví dụ:

Ví dụ:

+ 53 đọc là 5 mũ 3 hoặc 5 lũy thừa 3 hoặc lũy thừa bậc 3 của 5.

Hình 1: Lũy thừa với số mũ tự nhiên của một số hữu tỉ lớp 7 (Lý thuyết Toán 7 Kết nối tri thức)
Hình 1: Lũy thừa với số mũ tự nhiên của một số hữu tỉ lớp 7 (Lý thuyết Toán 7 Kết nối tri thức)

+ Tính −134

−134=−13⋅−13⋅−13⋅−13=−1⋅−1⋅−1⋅−13⋅3⋅3⋅3=181

+ Tính và so sánh: 12262và −1262

12262=14436=4và −1262=−22=4nên 12262=−1262

Chú ý:

Chú ý:

• Lũy thừa của một tích bằng tích các lũy thừa; lũy thừa của một thương bằng thương các lũy thừa.

x⋅yn=xn⋅yn; xyn=xnyn (y ≠ 0).

Ví dụ:

Ví dụ:

3415.415=34.415=315;

253 : 53 = 2553=53=125 .

II. Nhân và chia hai lũy thừa cùng cơ số

• Khi nhân hai lũy thừa cùng cơ số, ta giữ nguyên cơ số và cộng hai số mũ.

xm.xn = xm + n

• Khi chia hai lũy thừa cùng cơ số khác 0, ta giữ nguyên cơ số và lấy số mũ của lũy thừa bị chia trừ số mũ của lũy thừa chia.

xm : xn = xm - n (x ≠ 0, m ≥ n)

Ví dụ:

Ví dụ:

+ Tính 232.235

232.235=232+5=237=1282187

+ Tính (-9)5 : (-9)4

(-9)5 : (-9)4 = (-9)5 - 4 = (-9)1 = -9.

III. Lũy thừa của lũy thừa

• Khi tính lũy thừa của một lũy thừa, ta giữ nguyên cơ số và nhân hai số mũ.

xmn=xm⋅n

Ví dụ:

Ví dụ:

+ Tính [(-3)5]7

[(-3)5]7 = (-3)5.7 = (-3)35.

Mở rộng

Mở rộng

• Lũy thừa với số mũ nguyên âm của một số khác 0.

x−n=1xnvới n là số nguyên dương, x ≠ 0.

x−n=1xn

Ví dụ: 1100=1102=10−2

Ví dụ: 1100=1102=10−2

IV. Bảng 5 công thức lũy thừa cốt lõi của số hữu tỉ

Nội dung trọng tâm Công thức / Kí hiệu Quy tắc / Định nghĩa Ví dụ minh họa
Định nghĩa lũy thừaxn=x⋅x⋅...⋅xx^n = x \cdot x \cdot ... \cdot xTích của nn thừa số xx (n∈N∗n \in \mathbb{N}^*)(−12)3=−18(\frac{-1}{2})^3 = \frac{-1}{8}
Quy ước mũ 0 và mũ 1x1=xx^1 = x và x0=1x^0 = 1 (x≠0x \ne 0)Lũy thừa bậc 0 của mọi số khác 0 đều bằng 1(−3,5)0=1(-3,5)^0 = 1; (23)1=23(\frac{2}{3})^1 = \frac{2}{3}
Nhân, chia cùng cơ sốxm⋅xn=xm+nx^m \cdot x^n = x^{m+n}; xm:xn=xm−nx^m : x^n = x^{m-n}Nhân cộng số mũ; chia trừ số mũ (x≠0,m≥nx \ne 0, m \ge n)(13)2⋅(13)3=(13)5(\frac{1}{3})^2 \cdot (\frac{1}{3})^3 = (\frac{1}{3})^5
Lũy thừa của lũy thừa(xm)n=xm⋅n(x^m)^n = x^{m \cdot n}Giữ nguyên cơ số, nhân hai số mũ với nhau[(−12)2]3=(−12)6=164[(\frac{-1}{2})^2]^3 = (\frac{-1}{2})^6 = \frac{1}{64}
Lũy thừa tích & thương(x⋅y)n=xn⋅yn(x \cdot y)^n = x^n \cdot y^n; (xy)n=xnyn(\frac{x}{y})^n = \frac{x^n}{y^n}Nâng từng thừa số hoặc tử/mẫu lên lũy thừa(23)3=2333=827(\frac{2}{3})^3 = \frac{2^3}{3^3} = \frac{8}{27}

V. Ghi nhớ trọng tâm "Em đã học"

📌 Các điểm then chốt cần ghi nhớ:

  • Kiến thức then chốt 1: Lũy thừa bậc nn của một số hữu tỉ xx (kí hiệu xnx^n) là tích của nn thừa số bằng nhau, mỗi thừa số bằng xx: xn=x⋅x⋅...⋅x⏟n thừa soˆˊx^n = \underbrace{x \cdot x \cdot ... \cdot x}_{n \text{ thừa số}} (x∈Q,n∈N∗x \in \mathbb{Q}, n \in \mathbb{N}^*).
  • Kiến thức then chốt 2: Quy ước lũy thừa đặc biệt: x1=xx^1 = x và x0=1x^0 = 1 (với mọi x≠0x \ne 0). Nếu x=abx = \frac{a}{b} thì (ab)n=anbn(\frac{a}{b})^n = \frac{a^n}{b^n}.
  • Kiến thức then chốt 3: Nhân và chia hai lũy thừa cùng cơ số: Khi nhân hai lũy thừa cùng cơ số, giữ nguyên cơ số và cộng các số mũ: xm⋅xn=xm+nx^m \cdot x^n = x^{m+n}. Khi chia hai lũy thừa cùng cơ số (x≠0,m≥nx \ne 0, m \ge n), giữ nguyên cơ số và trừ các số mũ: xm:xn=xm−nx^m : x^n = x^{m-n}.
  • Kiến thức then chốt 4: Lũy thừa của một lũy thừa: Khi tính lũy thừa của một lũy thừa, ta giữ nguyên cơ số và nhân các số mũ: (xm)n=xm⋅n(x^m)^n = x^{m \cdot n}.
  • Kiến thức then chốt 5: Lũy thừa của một tích và một thương: Lũy thừa của một tích bằng tích các lũy thừa: (x⋅y)n=xn⋅yn(x \cdot y)^n = x^n \cdot y^n. Lũy thừa của một thương bằng thương các lũy thừa: (xy)n=xnyn(\frac{x}{y})^n = \frac{x^n}{y^n} (y≠0y \ne 0).

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

  • Lũy thừa bậc nn của một số hữu tỉ xx (kí hiệu xnx^n) là tích của nn thừa số bằng nhau, mỗi thừa số bằng xx: xn=x⋅x⋅...⋅x⏟n thừa soˆˊx^n = \underbrace{x \cdot x \cdot ... \cdot x}_{n \text{ thừa số}} (x∈Q,n∈N∗x \in \mathbb{Q}, n \in \mathbb{N}^*).
  • Quy ước lũy thừa đặc biệt: x1=xx^1 = x và x0=1x^0 = 1 (với mọi x≠0x \ne 0). Nếu x=abx = \frac{a}{b} thì (ab)n=anbn(\frac{a}{b})^n = \frac{a^n}{b^n}.
  • Nhân và chia hai lũy thừa cùng cơ số: Khi nhân hai lũy thừa cùng cơ số, giữ nguyên cơ số và cộng các số mũ: xm⋅xn=xm+nx^m \cdot x^n = x^{m+n}. Khi chia hai lũy thừa cùng cơ số (x≠0,m≥nx \ne 0, m \ge n), giữ nguyên cơ số và trừ các số mũ: xm:xn=xm−nx^m : x^n = x^{m-n}.
  • Lũy thừa của một lũy thừa: Khi tính lũy thừa của một lũy thừa, ta giữ nguyên cơ số và nhân các số mũ: (xm)n=xm⋅n(x^m)^n = x^{m \cdot n}.
  • Lũy thừa của một tích và một thương: Lũy thừa của một tích bằng tích các lũy thừa: (x⋅y)n=xn⋅yn(x \cdot y)^n = x^n \cdot y^n. Lũy thừa của một thương bằng thương các lũy thừa: (xy)n=xnyn(\frac{x}{y})^n = \frac{x^n}{y^n} (y≠0y \ne 0).

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Lũy thừa bậc nn của số hữu tỉ xx được định nghĩa như thế nào? Nêu quy ước mũ 0 và mũ 1?
Lũy thừa bậc nn của số hữu tỉ xx (kí hiệu xnx^n) là tích của nn thừa số bằng nhau, mỗi thừa số bằng xx: xn=x⋅x⋅...⋅x⏟n thừa soˆˊx^n = \underbrace{x \cdot x \cdot ... \cdot x}_{n \text{ thừa số}} (x∈Q,n∈N∗x \in \mathbb{Q}, n \in \mathbb{N}^*). Quy ước: - x1=xx^1 = x với mọi x∈Qx \in \mathbb{Q}. - x0=1x^0 = 1 với mọi x≠0x \ne 0. Biểu thức 000^0 không xác định.
Nêu các công thức nhân, chia hai lũy thừa cùng cơ số và lũy thừa của một lũy thừa?
- Nhân cùng cơ số: Giữ nguyên cơ số, cộng các số mũ: xm⋅xn=xm+nx^m \cdot x^n = x^{m+n}. - Chia cùng cơ số (x≠0,m≥nx \ne 0, m \ge n): Giữ nguyên cơ số, trừ các số mũ: xm:xn=xm−nx^m : x^n = x^{m-n}. - Lũy thừa của một lũy thừa: Giữ nguyên cơ số, nhân các số mũ: (xm)n=xm⋅n(x^m)^n = x^{m \cdot n}.
Nêu công thức lũy thừa của một tích và lũy thừa của một thương? Cho ví dụ.
- Lũy thừa của một tích: (x⋅y)n=xn⋅yn(x \cdot y)^n = x^n \cdot y^n. - Lũy thừa của một thương: (xy)n=xnyn\left(\frac{x}{y}\right)^n = \frac{x^n}{y^n} (y≠0y \ne 0). Ví dụ: (−23)3=(−2)333=−827\left(\frac{-2}{3}\right)^3 = \frac{(-2)^3}{3^3} = \frac{-8}{27}; (2⋅5)3=23⋅53=8⋅125=1000(2 \cdot 5)^3 = 2^3 \cdot 5^3 = 8 \cdot 125 = 1000.
Tính giá trị biểu thức: M=42⋅2326M = \frac{4^2 \cdot 2^3}{2^6} và tìm xx biết x2=49x^2 = \frac{4}{9}?
- Tính MM: Đưa về cùng cơ số 2: 42=(22)2=244^2 = (2^2)^2 = 2^4. M=24⋅2326=24+326=2726=27−6=21=2M = \frac{2^4 \cdot 2^3}{2^6} = \frac{2^{4+3}}{2^6} = \frac{2^7}{2^6} = 2^{7-6} = 2^1 = 2. - Tìm xx biết x2=49x^2 = \frac{4}{9}: Vì (23)2=49\left(\frac{2}{3}\right)^2 = \frac{4}{9} và (−23)2=49\left(-\frac{2}{3}\right)^2 = \frac{4}{9} nên x=23x = \frac{2}{3} hoặc x=−23x = -\frac{2}{3}.