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LibreTexts Español

8.4: Simplificar exponentes racionales

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Objetivos de aprendizaje

Al final de esta sección, podrás:

  • Simplifique las expresiones cona1n
  • Simplifique las expresiones conamn
  • Utilizar las propiedades de los exponentes para simplificar expresiones con exponentes racionales

Antes de comenzar, toma este cuestionario de preparación.

  1. Agregar:715+512.
    Si te perdiste este problema, revisa el Ejemplo 1.28.
  2. Simplificar:(4x2y5)3.
    Si te perdiste este problema, revisa el Ejemplo 5.18.
  3. Simplificar:53.
    Si te perdiste este problema, revisa el Ejemplo 5.14.

Simplifique las expresiones cona1n

Los exponentes racionales son otra forma de escribir expresiones con radicales. Cuando usamos exponentes racionales, podemos aplicar las propiedades de los exponentes para simplificar expresiones.

La Propiedad de Poder para Exponentes dice que(am)n=amn cuandom yn son números enteros. Supongamos que ahora no estamos limitados a números enteros.

Supongamos que queremos encontrar un númerop tal que(8p)3=8. Utilizaremos la Propiedad de Poder de los Exponentes para encontrar el valor dep.

(8p)3=8

Multiple los exponentes a la izquierda.

83p=8

Escribe el exponente1 a la derecha.

83p=81

Dado que las bases son las mismas, los exponentes deben ser iguales.

3p=1

Resolver parap.

p=13

Entonces(813)3=8. Pero también lo sabemos(38)3=8. Entonces debe ser eso813=38.

Esta misma lógica se puede utilizar para cualquier exponente entero positivon para mostrar esoa1n=na.

Definición8.4.1: Rational Exponent a1n

Sina es un número real yn2, entonces

a1n=na

El denominador del exponente racional es el índice del radical.

Habrá momentos en los que trabajar con expresiones será más fácil si usas exponentes racionales y momentos en los que será más fácil si usas radicales. En los primeros ejemplos, practicarás la conversión de expresiones entre estas dos notaciones.

Ejemplo8.4.1

Escribe como una expresión radical:

  1. x12
  2. y13
  3. z14

Solución:

Queremos escribir cada expresión en la formana.

a.

x12

El denominador del exponente racional es2, así es el índice del radical2. No mostramos el índice cuando es2.

x

b.

y13

El denominador del exponente es3, entonces el índice es3.

3y

c.

z14

El denominador del exponente es\4, entonces el índice es4.

4z

Ejercicio8.4.1

Escribe como una expresión radical:

  1. t12
  2. m13
  3. r14
Responder
  1. t
  2. 3m
  3. 4r
Ejercicio8.4.2

Escribe como una expresión radical:

  1. b16
  2. z15
  3. p14
Responder
  1. 6b
  2. 5z
  3. 4p

En el siguiente ejemplo, escribiremos cada radical usando un exponente racional. Es importante usar paréntesis alrededor de toda la expresión en el radicando ya que toda la expresión se eleva al poder racional.

Ejemplo8.4.2

Escribe con un exponente racional:

  1. 5y
  2. 34x
  3. 345z

Solución:

Queremos escribir cada radical en la formaa1n

a.

5y

No se muestra ningún índice, así es2.

El denominador del exponente será2.

Ponga paréntesis alrededor de toda la expresión5y.

(5y)12

b.

34x

El índice es3, por lo que el denominador del exponente lo es3. Incluir paréntesis(4x).

(4x)13

c.

345z

El índice es4, por lo que el denominador del exponente lo es4. Poner paréntesis solo alrededor de la5z ya que 3 no está bajo el signo radical.

3(5z)14

Ejercicio8.4.3

Escribe con un exponente racional:

  1. 10m
  2. 53n
  3. 346y
Contestar
  1. (10m)12
  2. (3n)15
  3. 3(6y)14
Ejercicio8.4.4

Escribe con un exponente racional:

  1. 73k
  2. 45j
  3. 832a
Contestar
  1. (3k)17
  2. (5j)14
  3. 8(2a)13

En el siguiente ejemplo, puede resultarle más fácil simplificar las expresiones si las reescribe primero como radicales.

Ejemplo8.4.3

Simplificar:

  1. 2512
  2. 6413
  3. 25614

Solución:

a.

2512

Reescribir como una raíz cuadrada.

25

Simplificar.

5

b.

6413

Reescribir como una raíz cubo.

364

Reconocer64 es un cubo perfecto.

343

Simplificar.

4

c.

25614

Reescribir como una cuarta raíz.

4256

Reconocer256 es un perfecto cuarto poder.

444

Simplificar.

4

Ejercicio8.4.5

Simplificar:

  1. 3612
  2. 813
  3. 1614
Contestar
  1. 6
  2. 2
  3. 2
Ejercicio8.4.6

Simplificar:

  1. 10012
  2. 2713
  3. 8114
Contestar
  1. 10
  2. 3
  3. 3

Tenga cuidado con la colocación de los signos negativos en el siguiente ejemplo. Tendremos que usar la propiedadan=1an en un solo caso.

Ejemplo8.4.4

Simplificar:

  1. (16)14
  2. 1614
  3. (16)14

Solución:

a.

(16)14

Reescribir como una cuarta raíz.

416

4(2)4

Simplificar.

Sin solución real

b.

1614

El exponente sólo aplica a la16. Reescribir como una cuarta raíz.

416

Reescribir16 como24

424

Simplificar.

2

c.

(16)14

Reescribir usando la propiedadan=1an.

1(16)14

Reescribir como una cuarta raíz.

1416

Reescribir16 como24.

1424

Simplificar.

12

Ejercicio8.4.7

Simplificar:

  1. (64)12
  2. 6412
  3. (64)12
Contestar
  1. Sin solución real
  2. 8
  3. 18
Ejercicio8.4.8

Simplificar:

  1. (256)14
  2. 25614
  3. (256)14
Contestar
  1. Sin solución real
  2. 4
  3. 14

Simplifique las expresiones conamn

Podemos mirar de dosamn maneras. Recuerda que la Propiedad de Poder nos dice multiplicar los exponentes y así(a1n)m y(am)1n ambos igualesamn. Si escribimos estas expresiones en forma radical, obtenemos

amn=(a1n)m=(na)m and amn=(am)1n=nam

Esto nos lleva a la siguiente definición.

Definición8.4.2: Rational Exponent amn

Para cualquier número entero positivom yn,

amn=(na)m and amn=nam

¿Qué forma utilizamos para simplificar una expresión? Normalmente echamos la raíz primero, de esa manera mantenemos los números en el radical más pequeños, antes de elevarlo al poder indicado.

Ejemplo8.4.5

Escribe con un exponente racional:

  1. y3
  2. (32x)4
  3. (3a4b)3

Solución:

Queremos usar paraamn=nam escribir cada radical en la formaamn

a.

.
Figura 8.3.1

b.

.
Figura 8.3.2

c.

.
Figura 8.3.3
Ejercicio8.4.9

Escribe con un exponente racional:

  1. x5
  2. (43y)3
  3. (2m3n)5
Contestar
  1. x52
  2. (3y)34
  3. (2m3n)52
Ejercicio8.4.10

Escribe con un exponente racional:

  1. 5a2
  2. (35ab)5
  3. (7xyz)3
Contestar
  1. a25
  2. (5ab)53
  3. (7xyz)32

Recuerden esoan=1an. El signo negativo en el exponente no cambia el signo de la expresión.

Ejemplo8.4.6

Simplificar:

  1. 12523
  2. 1632
  3. 3225

Solución:

Vamos a reescribir la expresión como un radical primero usando la definición,amn=(na)m. Esta forma nos permite tomar la raíz primero y así mantenemos los números en el radical más pequeños que si usáramos la otra forma.

a.

12523

El poder del radical es el numerador del exponente,2. El índice del radical es el denominador del exponente,3.

(3125)2

Simplificar.

(5)2

25

b. Primero reescribiremos cada expresión usandoan=1an y luego cambiaremos a forma radical.

1632

Reescribir usandoan=1an

11632

Cambio a forma radical. El poder del radical es el numerador del exponente,3. El índice es el denominador del exponente,2.

1(16)3

Simplificar.

143

164

c.

3225

Reescribir usandoan=1an

13225

Cambio a forma radical.

1(532)2

Reescribir el radicando como un poder.

1(525)2

Simplificar.

122

14

Ejercicio8.4.11

Simplificar:

  1. 2723
  2. 8132
  3. 1634
Contestar
  1. 9
  2. 1729
  3. 18
Ejercicio8.4.12

Simplificar:

  1. 432
  2. 2723
  3. 62534
Contestar
  1. 8
  2. 19
  3. 1125
Ejemplo8.4.7

Simplificar:

  1. 2532
  2. 2532
  3. (25)32

Solución:

a.

2532

Reescribir en forma radical.

(25)3

Simplifica lo radical.

(5)3

Simplificar.

125

b.

2532

Reescribir usandoan=1an.

(12532)

Reescribir en forma radical.

(1(25)3)

Simplifica lo radical.

(1(5)3)

Simplificar.

1125

c.

(25)32

Reescribir en forma radical.

(25)3

No hay un número real cuya raíz cuadrada sea25.

No es un número real.

Ejercicio8.4.13

Simplificar:

  1. 1632
  2. 1632
  3. (16)32
Contestar
  1. 64
  2. 164
  3. No es un número real
Ejercicio8.4.14

Simplificar:

  1. 8132
  2. 8132
  3. (81)32
Contestar
  1. 729
  2. 1729
  3. No es un número real

Utilice las propiedades de los exponentes para simplificar expresiones con exponentes racionales

Las mismas propiedades de los exponentes que ya hemos utilizado también se aplican a los exponentes racionales. Vamos a enumerar las Propiedades de los Exponentes aquí para tenerlos como referencia a medida que simplificamos las expresiones.

Propiedades de los Exponentes

Sia yb son números reales ym yn son números racionales, entonces

Propiedad del producto

aman=am+n

Propiedad de energía

(am)n=amn

Producto a una potencia

(ab)m=ambm

Propiedad del cociente

aman=amn,a0

Definición de exponente cero

a0=1,a0

Cociente a una propiedad de energía

(ab)m=ambm,b0

Propiedad de exponente negativo

an=1an,a0

Aplicaremos estas propiedades en el siguiente ejemplo.

Ejemplo8.4.8

Simplificar:

  1. x12x56
  2. (z9)23
  3. x13x53

Solución

a. La Propiedad del Producto nos dice que cuando multiplicamos la misma base, agregamos los exponentes.

x12x56

Las bases son las mismas, por lo que sumamos los exponentes.

x12+56

Añadir las fracciones.

x86

Simplifica el exponente.

x43

b. La Propiedad del Poder nos dice que cuando elevamos una potencia a una potencia, multiplicamos los exponentes.

(z9)23

Para elevar una potencia a una potencia, multiplicamos los exponentes.

z923

Simplificar.

z6

c. La Propiedad Cociente nos dice que cuando dividimos con la misma base, restamos los exponentes.

x13x53

Para dividir con la misma base, restamos los exponentes.

1x5313

Simplificar.

1x43

Ejercicio8.4.15

Simplificar:

  1. x16x43
  2. (x6)43
  3. x23x53
Contestar
  1. x32
  2. x8
  3. 1x
Ejercicio8.4.16

Simplificar:

  1. y34y58
  2. (m9)29
  3. d15d65
Contestar
  1. y118
  2. m2
  3. 1d

A veces necesitamos usar más de una propiedad. En el siguiente ejemplo, usaremos tanto el Producto a una Propiedad de Potencia como luego la Propiedad de Potencia.

Ejemplo8.4.9

Simplificar:

  1. (27u12)23
  2. (m23n12)32

Solución:

a.

(27u12)23

Primero usamos el Producto a una Propiedad de Potencia.

(27)23(u12)23

Reescribir27 como un poder de3.

(33)23(u12)23

Para elevar una potencia a una potencia, multiplicamos los exponentes.

(32)(u13)

Simplificar.

9u13

b.

(m23n12)32

Primero usamos el Producto a una Propiedad de Potencia.

(m23)32(n12)32

Para elevar una potencia a una potencia, multiplicamos los exponentes.

mn34

Ejercicio8.4.17

Simplificar:

  1. (32x13)35
  2. (x34y12)23
Contestar
  1. 8x15
  2. x12y13
Ejercicio8.4.18

Simplificar:

  1. (81n25)32
  2. (a32b12)43
Contestar
  1. 729n35
  2. a2b23

Utilizaremos tanto la Propiedad del Producto como la Propiedad del Cociente en el siguiente ejemplo.

Ejemplo8.4.10

Simplificar:

  1. x34x14x64
  2. (16x43y56x23y16)12

Solución:

a.

x34x14x64

Utilice la Propiedad del Producto en el numerador, agregue los exponentes.

x24x64

Usa la Propiedad Cociente, resta los exponentes.

x84

Simplificar.

x2

b.

(16x43y56x23y16)12

Usa la Propiedad Cociente, resta los exponentes.

(16x63y66)12

Simplificar.

(16x2y)12

Usa el Producto a una Propiedad de Potencia, multiplica los exponentes.

4xy12

Ejercicio8.4.19

Simplificar:

  1. m23m13m53
  2. (25m16n116m23n16)12
Contestar
  1. m2
  2. 5nm14
Ejercicio8.4.20

Simplificar:

  1. u45u25u135
  2. (27x45y16x15y56)13
Contestar
  1. u3
  2. 3x15y13

Acceda a estos recursos en línea para obtener instrucción y práctica adicionales con exponentes racionales simplificadores.

  • Revision-Exponentes racionales
  • Uso de leyes de exponentes sobre radicales: propiedades de exponentes racionales

Conceptos clave

  • Exponente racionala1n
    • Sina es un número real yn2, entoncesa1n=na.
  • Exponente racionalamn
    • Para cualquier número entero positivom yn,
      amn=(na)m and amn=nam
  • Propiedades de los Exponentes
    • Sia,b son números reales ym,n son números racionales, entonces
      • Propiedad del productoaman=am+n
      • Propiedad Power(am)n=amn
      • Producto a una potencia(ab)m=ambm
      • Propiedad del cocienteaman=amn,a0
      • Definición de exponente ceroa0=1,a0
      • Cociente a una propiedad de energía(ab)m=ambm,b0
      • Propiedad de exponente negativoan=1an,a0

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