wanlufei 的题本
初一数学·约 7 分钟·二维图解

第2题 · m 个 2 相乘,除以 n 个 3 相加

先圈出两行的运算符号,再数因数或加数。m 个 2 连乘写成 2 的 m 次方,n 个 3 连加写成 3n;整个 3n 是分母,选 A。

题目

2×2×⋯×2⏞m个23+3+⋯+3⏟n个3=\frac{\overbrace{2\times 2\times\cdots\times 2}^{m\text{个}2}}{\underbrace{3+3+\cdots+3}_{n\text{个}3}}=(  )。

A. 2m3n\frac{2^m}{3n}  B. 2m3n\frac{2^m}{3^n}  C. 2m3n\frac{2m}{3^n}  D. 2m3n\frac{2m}{3n}

答案:A。 分子是 m 个 2 相乘,分母是 n 个 3 相加:

2m3n\frac{2^m}{3n}

分数线下面的 3n 整体是分母。先认两行的运算符号,再分别写出简短记号。

先分清:数的个数,与连接号的个数

2×2×2 中有 3 个因数 2,连接它们的乘号只有 2 个。因数就是参加相乘的数。

3+3 中有 2 个加数 3,连接它们的加号只有 1 个。加数就是参加相加的数。

原题的 m 记录因数 2 的个数,n 记录加数 3 的个数;它们在这里都是正整数,彼此独立。

第一步:分子是连乘,指数记录因数的个数

先取 m=3 作例子:

2×2×2=23=82\times2\times2=2^3=8

三个相同因数 2 连乘,写成 2³,读作“2 的三次方”。2 是底数,指出重复的因数;3 是指数,指出因数有几个。

因此,m 个 2 连乘就写成 2ᵐ。m 记录有几个 2,不是与 2 相乘的另一个因数。

这根据乘方记号的定义成立。例子 2×2×2=8 帮助看清意思,不能只凭这一组数代替定义。

第二步:分母是连加,写成“每个数 × 个数”

再取 n=2 作例子:

3+3=3×2=63+3=3\times2=6

每个加数都是 3,有 n 个这样的加数,总和就是 3×n,省略乘号写成 3n。

如果写成 3ⁿ,就表示 n 个 3 相乘。它改变了原题的加号,所以不能这样写。

举例:m=3,n=2。先分别读两行,再合起来。

分子有 3 个 2,之间是乘号。

2×2×2=23=82 \times 2 \times 2=2^{3}=8

分母有 2 个 3,之间是加号。

3+3=3×2=63 + 3=3\times 2=6
这里的 3、2 是举例选的个数。回到原题,用 m、n 分别记录两行的个数,得到 2m3n\frac{2^m}{3n}。

第三步:保留分数线,把两行合起来

原题用“m 个 2 连乘的积”除以“n 个 3 连加的和”,所以:

2m3n=2m÷(3n)\frac{2^m}{3n}=2^m\div(3n)

例如 m=3、n=2,分子是 8,分母是 6,得到:

233×2=86=43\frac{2^3}{3\times2}=\frac86=\frac43

这里用具体数核对了两行的含义。回到原题,对所有符合个数含义的 m、n,都应保留“上面连乘、下面连加”的结构,因此选 A。

其他选项分别改错了哪里

  • B:分子正确,分母错误。 它的分子同样是 2ᵐ;错在把分母的连加写成了乘方 3ⁿ。
  • C:两行都错误。 分子 2m 表示 m 个 2 连加,分母 3ⁿ 表示 n 个 3 连乘,均与原题符号不符。
  • D:分母正确,分子错误。 3n 保留了下面的连加;2m 把上面的连乘改成了连加。

检查自己是否看懂

  1. 把分子改成 4 个 3 相加,分母改成 3 个 5 相乘。先说出两行各用什么记号,再写分式。
  2. 当 m=2、n=1 时,四个选项碰巧都得到同一个数。为什么仍不能说四个选项都表示原题的一般写法?
展开核对答案与理由

1. 上面连加,用乘法 3×4;下面连乘,用乘方 5³。所以是 3×453=12125\frac{3\times4}{5^3}=\frac{12}{125}。运算符号变了,写法也应跟着变。

2. 这一组数中,2²=2×2=4,3¹=3×1=3,所以四项数值都是 43\frac43。这是个别取值的巧合。换成 m=3、n=2,四项依次为 86, 89, 69, 66\frac86,\ \frac89,\ \frac69,\ \frac66,已经不同;一般写法仍由原题的乘号和加号决定。

这类题的做法是:先认运算符号 → 分别数因数或加数 → 按定义写短 → 保留原有分数结构。 本题 m、n 表示正整数个数;这里没有讨论零次方或负指数。

真题迁移:括号里的整体,也是一个因数

2023·江西·第 4 题

仍从“指数记录相同因数的个数”入手。外面的指数 3 表示把整个括号作因数,重复三次。这道真题里的 m 表示一个数,作用与原题中“记录个数的 m”不同。

计算 (2m2)3(2m^2)^3 的结果为(  )。

A. 8m68m^6  B. 6m66m^6  C. 2m62m^6  D. 2m52m^5

展开真题答案与解析

答案:A。先按乘方的定义,把三个相同因数完整写出:

(2m2)3=(2m2)×(2m2)×(2m2)(2m^2)^3=(2m^2)\times(2m^2)\times(2m^2)

每个括号中,m² 又表示 m×m。三个括号合起来,有三个因数 2、六个因数 m。根据乘法交换律、结合律,将相同的因数放在一起:

(2×2×2)×(m×m×m×m×m×m)=8m6(2\times2\times2)\times(m\times m\times m\times m\times m\times m)=8m^6

只看括号外的 3,不能把前面的 2 直接乘以 3;三个 2 相乘应得 8。

来源:2023 年江西中考数学原卷第 1 页第 4 题,题干与四个选项已对照原卷图逐项核验。

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