8.4: Simplificar exponentes racionales
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
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.
- Agregar:715+512.
Si te perdiste este problema, revisa el Ejemplo 1.28. - Simplificar:(4x2y5)3.
Si te perdiste este problema, revisa el Ejemplo 5.18. - Simplificar:5−3.
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=am⋅n 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(3√8)3=8. Entonces debe ser eso813=3√8.
Esta misma lógica se puede utilizar para cualquier exponente entero positivon para mostrar esoa1n=n√a.
Sin√a es un número real yn≥2, entonces
a1n=n√a
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.
Escribe como una expresión radical:
- x12
- y13
- z14
Solución:
Queremos escribir cada expresión en la forman√a.
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.
3√y
c.
z14
El denominador del exponente es\4, entonces el índice es4.
4√z
Escribe como una expresión radical:
- t12
- m13
- r14
- Responder
-
- √t
- 3√m
- 4√r
Escribe como una expresión radical:
- b16
- z15
- p14
- Responder
-
- 6√b
- 5√z
- 4√p
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.
Escribe con un exponente racional:
- √5y
- 3√4x
- 34√5z
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.
3√4x
El índice es3, por lo que el denominador del exponente lo es3. Incluir paréntesis(4x).
(4x)13
c.
34√5z
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
Escribe con un exponente racional:
- √10m
- 5√3n
- 34√6y
- Contestar
-
- (10m)12
- (3n)15
- 3(6y)14
Escribe con un exponente racional:
- 7√3k
- 4√5j
- 83√2a
- Contestar
-
- (3k)17
- (5j)14
- 8(2a)13
En el siguiente ejemplo, puede resultarle más fácil simplificar las expresiones si las reescribe primero como radicales.
Simplificar:
- 2512
- 6413
- 25614
Solución:
a.
2512
Reescribir como una raíz cuadrada.
√25
Simplificar.
5
b.
6413
Reescribir como una raíz cubo.
3√64
Reconocer64 es un cubo perfecto.
3√43
Simplificar.
4
c.
25614
Reescribir como una cuarta raíz.
4√256
Reconocer256 es un perfecto cuarto poder.
4√44
Simplificar.
4
Simplificar:
- 3612
- 813
- 1614
- Contestar
-
- 6
- 2
- 2
Simplificar:
- 10012
- 2713
- 8114
- Contestar
-
- 10
- 3
- 3
Tenga cuidado con la colocación de los signos negativos en el siguiente ejemplo. Tendremos que usar la propiedada−n=1an en un solo caso.
Simplificar:
- (−16)14
- −1614
- (16)−14
Solución:
a.
(−16)14
Reescribir como una cuarta raíz.
4√−16
4√(−2)4
Simplificar.
Sin solución real
b.
−1614
El exponente sólo aplica a la16. Reescribir como una cuarta raíz.
−4√16
Reescribir16 como24
−4√24
Simplificar.
−2
c.
(16)−14
Reescribir usando la propiedada−n=1an.
1(16)14
Reescribir como una cuarta raíz.
14√16
Reescribir16 como24.
14√24
Simplificar.
12
Simplificar:
- (−64)−12
- −6412
- (64)−12
- Contestar
-
- Sin solución real
- −8
- 18
Simplificar:
- (−256)14
- −25614
- (256)−14
- Contestar
-
- Sin solución real
- −4
- 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=(n√a)m and amn=(am)1n=n√am
Esto nos lleva a la siguiente definición.
Para cualquier número entero positivom yn,
amn=(n√a)m and amn=n√am
¿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.
Escribe con un exponente racional:
- √y3
- (3√2x)4
- √(3a4b)3
Solución:
Queremos usar paraamn=n√am escribir cada radical en la formaamn
a.

b.

c.

Escribe con un exponente racional:
- √x5
- (4√3y)3
- √(2m3n)5
- Contestar
-
- x52
- (3y)34
- (2m3n)52
Escribe con un exponente racional:
- 5√a2
- (3√5ab)5
- √(7xyz)3
- Contestar
-
- a25
- (5ab)53
- (7xyz)32
Recuerden esoa−n=1an. El signo negativo en el exponente no cambia el signo de la expresión.
Simplificar:
- 12523
- 16−32
- 32−25
Solución:
Vamos a reescribir la expresión como un radical primero usando la definición,amn=(n√a)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.
(3√125)2
Simplificar.
(5)2
25
b. Primero reescribiremos cada expresión usandoa−n=1an y luego cambiaremos a forma radical.
16−32
Reescribir usandoa−n=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.
32−25
Reescribir usandoa−n=1an
13225
Cambio a forma radical.
1(5√32)2
Reescribir el radicando como un poder.
1(5√25)2
Simplificar.
122
14
Simplificar:
- 2723
- 81−32
- 16−34
- Contestar
-
- 9
- 1729
- 18
Simplificar:
- 432
- 27−23
- 625−34
- Contestar
-
- 8
- 19
- 1125
Simplificar:
- −2532
- −25−32
- (−25)32
Solución:
a.
−2532
Reescribir en forma radical.
−(√25)3
Simplifica lo radical.
−(5)3
Simplificar.
−125
b.
−25−32
Reescribir usandoa−n=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 sea−25.
No es un número real.
Simplificar:
- −1632
- −16−32
- (−16)−32
- Contestar
-
- −64
- −164
- No es un número real
Simplificar:
- −8132
- −81−32
- (−81)−32
- Contestar
-
- −729
- −1729
- 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
am⋅an=am+n
Propiedad de energía
(am)n=am⋅n
Producto a una potencia
(ab)m=ambm
Propiedad del cociente
aman=am−n,a≠0
Definición de exponente cero
a0=1,a≠0
Cociente a una propiedad de energía
(ab)m=ambm,b≠0
Propiedad de exponente negativo
a−n=1an,a≠0
Aplicaremos estas propiedades en el siguiente ejemplo.
Simplificar:
- x12⋅x56
- (z9)23
- x13x53
Solución
a. La Propiedad del Producto nos dice que cuando multiplicamos la misma base, agregamos los exponentes.
x12⋅x56
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.
z9⋅23
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.
1x53−13
Simplificar.
1x43
Simplificar:
- x16⋅x43
- (x6)43
- x23x53
- Contestar
-
- x32
- x8
- 1x
Simplificar:
- y34⋅y58
- (m9)29
- d15d65
- Contestar
-
- y118
- m2
- 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.
Simplificar:
- (27u12)23
- (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
Simplificar:
- (32x13)35
- (x34y12)23
- Contestar
-
- 8x15
- x12y13
Simplificar:
- (81n25)32
- (a32b12)43
- Contestar
-
- 729n35
- a2b23
Utilizaremos tanto la Propiedad del Producto como la Propiedad del Cociente en el siguiente ejemplo.
Simplificar:
- x34⋅x−14x−64
- (16x43y−56x−23y16)12
Solución:
a.
x34⋅x−14x−64
Utilice la Propiedad del Producto en el numerador, agregue los exponentes.
x24x−64
Usa la Propiedad Cociente, resta los exponentes.
x84
Simplificar.
x2
b.
(16x43y−56x−23y16)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
Simplificar:
- m23⋅m−13m−53
- (25m16n116m23n−16)12
- Contestar
-
- m2
- 5nm14
Simplificar:
- u45⋅u−25u−135
- (27x45y16x15y−56)13
- Contestar
-
- u3
- 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
- Sin√a es un número real yn≥2, entoncesa1n=n√a.
- Exponente racionalamn
- Para cualquier número entero positivom yn,
amn=(n√a)m and amn=n√am
- Para cualquier número entero positivom yn,
- Propiedades de los Exponentes
- Sia,b son números reales ym,n son números racionales, entonces
- Propiedad del productoam⋅an=am+n
- Propiedad Power(am)n=am⋅n
- Producto a una potencia(ab)m=ambm
- Propiedad del cocienteaman=am−n,a≠0
- Definición de exponente ceroa0=1,a≠0
- Cociente a una propiedad de energía(ab)m=ambm,b≠0
- Propiedad de exponente negativoa−n=1an,a≠0
- Sia,b son números reales ym,n son números racionales, entonces