9.8: Exponentes racionales
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
Al final de esta sección, podrás:
- Simplifica expresiones cona1n
- Simplifica expresiones conamn
- Usa las leyes de los exponentes para simplemente expresiones con exponentes racionales
Simplifique 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 las expresiones.
La Propiedad de Poder para Exponentes dice que(am)n=am·n cuando m y n son números enteros. Supongamos que ahora no estamos limitados a números enteros.
Supongamos que queremos encontrar un número p tal que(8p)3=8. Utilizaremos la Propiedad de Poder de los Exponentes para encontrar el valor de p.
(8p)3=8Multiply the exponents on the left.83p=8Write the exponent 1 on the right.83p=81The exponents must be equal.3p=1Solve for p.p=13
Pero también lo sabemos(3√8)3=8. Entonces debe ser que813=3√8
Esta misma lógica se puede utilizar para cualquier exponente entero positivo n para mostrar esoa1n=n√a.
Sin√a es un número real yn≥2,a1n=n√a.
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.
- Responder
-
Queremos escribir cada expresión en la forman√a.
1. x12 El denominador del exponente es 2, por lo que el índice del radical es 2. No mostramos el índice cuando es 2. √x 2. y13 El denominador del exponente es 3, por lo que el índice es 3. 3√y 3. z^\frac{1}{4}} El denominador del exponente es 4, por lo que el índice es 4. 4√z
Escribe como una expresión radical:
- t12
- m13
- r14.
- Responder
-
- √t
- 3√m
- 4√r
Escribe como una expresión radical:
- b12
- z13
- p14.
- Responder
-
- √b
- 3√z
- 4√p
Escribe con un exponente racional:
- √x
- 3√y
- 4√z.
- Responder
-
Queremos escribir cada radical en la formaa1n.
1. √x No se muestra ningún índice, por lo que es 2. El denominador del exponente será 2. x12 2. 3√y El índice es 3, por lo que el denominador del exponente es 3. y13 3. 4√z El índice es 4, por lo que el denominador del exponente es 4. z14
Escribe con un exponente racional:
- √s
- 3√x
- 4√b.
- Responder
-
- s12
- x13
- \ (b^ {\ frac {1} {4}}\
Escribe con un exponente racional:
- √v
- 3√p
- 4√p.
- Responder
-
- v12
- p13
- p14
Escribe con un exponente racional:
- √5y
- 3√4x
- 34√5z.
- Responder
-
1. √5y No se muestra ningún índice, por lo que es 2. El denominador del exponente será 2. (5y)12 2. 3√4x El índice es 3, por lo que el denominador del exponente es 3. (4x)13 3. 34√5z El índice es 4, por lo que el denominador del exponente es 4. 3(5z)14
Escribe con un exponente racional:
- √10m
- 5√3n
- 34√6y.
- Responder
-
- (10m)12
- (3n)15
- (486y)14
Escribe con un exponente racional:
- 7√3k
- 4√5j
- 3√82a.
- Responder
-
- (3k)17
- (5j)14
- (1024a)13
En el siguiente ejemplo, puede resultarle más fácil simplificar las expresiones si las reescribe primero como radicales.
Simplificar:
- 2512
- 6413
- 25614.
- Responder
-
1. 2512 Reescribir como una raíz cuadrada. √25 Simplificar. 5 2. 6413 Reescribir como una raíz cubo. 3√64 Reconocer 64 es un cubo perfecto. 3√43 Simplificar. 4 3. 25614 Reescribir como una cuarta raíz. 4√256 Reconocer 256 es una cuarta potencia perfecta. 4√44 Simplificar. 4
Simplificar:
- 3612
- 813
- 1614.
- Responder
-
- 6
- 2
- 2
Simplificar:
- 10012
- 2713
- 8114.
- Responder
-
- 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:
- (−64)13
- −6413
- (64)−13.
- Responder
-
1. (−64)13 Reescribir como una raíz cubo. 3√−64 Reescribe−64 como un cubo perfecto. 3√(−4)3 Simplificar. −4 2. −6413 El exponente aplica sólo a los 64. −(6413) Reescribir como una raíz cubo. −3√64 Reescribir 64 como43. −3√43 Simplificar. −4 3. (64)−13 Reescribir como una fracción con un exponente positivo, usando la propiedad,a−n=1an.
Escribir como una raíz cubo.
13√64 Reescribir 64 como43. 13√43 Simplificar. 14
Simplificar:
- (−125)13
- −12513
- (125)−13.
- Responder
-
- −5
- −5
- 15
Simplificar:
- (−32)15
- −3215
- (32)−15.
- Responder
-
- −2
- −2
- 12
Simplificar:
- (−16)14
- −1614
- (16)−14.
- Responder
-
1. (−16)14 Reescribir como una cuarta raíz. 4√−16 No hay un número real cuya cuarta potencia sea −16. 2. −1614 El exponente aplica sólo a los 16. −(1614) Reescribir como una cuarta raíz. −4√16 Reescribir 16 como24 −4√24 Simplificar. −2 3. (16)−14 Reescribir como una fracción con un exponente positivo, usando la propiedad,a−n=1an.
1(16)14 Reescribir como una cuarta raíz. 14√16 Reescribir 16 como24. 14√24 Simplificar. 12
Simplificar:
- (−64)12
- −6412
- (64)−12.
- Responder
-
- −8
- −8
- 18
Simplificar:
- (−256)14
- −25614
- (256)−14.
- Responder
-
- −4
- −4
- 14
Simplifique expresiones conamn
Trabajemos un poco más con la Propiedad de Potencia para Exponentes.
Supongamos que elevamosa1n al poder m.
(a1n)mMultiply the exponents.a1n·mSimplify.amnSoamn=(n√a)malso.
Ahora supongamos que llevamosam al1n poder.
(am)1nMultiply the exponents.am·1nSimplify.amnSoamn=n√amalso.
¿Qué forma utilizamos para simplificar una expresión? Por lo general, primero echamos la raíz, de esa manera mantenemos los números en el radical más pequeños.
Para cualquier número entero positivo m y n,
amn=(n√a)m
amn=n√am
Escribe con un exponente racional:
- √y3
- 3√x2
- 4√z3
- Responder
-
Queremos usar paraamn=n√am escribir cada radical en la formaamn.
Escribe con un exponente racional:
- √x5
- 4√z3
- 5√y2.
- Responder
-
- x52
- z34
- y25
Escribe con un exponente racional:
- 5√a2
- 3√b7
- 4√m5.
- Responder
-
- a25
- b73
- m54
Simplificar:
- 932
- 12523
- 8134.
- Responder
-
Vamos a reescribir cada expresión como un radical primero usando la propiedad,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.
1. 932 El poder del radical es el numerador del exponente, 3. Dado que el denominador del exponente es 2, esta es una raíz cuadrada. (√9)3 Simplificar. 33 27 2. 12523 El poder del radical es el numerador del exponente, 2. Dado que el denominador del exponente es 3, esta es una raíz cuadrada. (3√125)2 Simplificar. 52 25 3. 8134 El poder del radical es el numerador del exponente, 2. Dado que el denominador del exponente es 3, esta es una raíz cuadrada. (4√81)3 Simplificar. 33 27
Simplificar:
- 432
- 2723
- 62534.
- Responder
-
- 8
- 9
- 125
Simplificar:
- 853
- 8132
- 1634.
- Responder
-
- 32
- 729
- 8
Recuerda esob−p=1bp. El signo negativo en el exponente no cambia el signo de la expresión.
Simplificar:
- 16−32
- 32−25
- 4−52
- Responder
-
Primero reescribiremos cada expresión usandob−p=1bp y luego cambiaremos a forma radical.
1. 16−32 Reescribir usandob−p=1bp. 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 2. 32−25 Reescribir usandob−p=1bp. 13225 Cambio a forma radical. 1(5√32)2 Reescribir el radicando como un poder. 1(5√25)2 Simplificar. 122 14 3. 4−52 Reescribir usandob−p=1bp. 1452 Cambio a forma radical. 1(√4)5 Simplificar. 125 132
Simplificar:
- 8−538
- 81−32
- 16−34.
- Responder
-
- 132
- 1729
- 18
Simplificar:
- 4−32
- 27−23
- 625−34.
- Responder
-
- 18
- 19
- 1125
Simplificar:
- −2532
- −25−32
- (−25)32.
- Responder
-
1. −2532 Reescribir en forma radical. −(√25)3 Simplifica el radical −53 Simplificar. −125 2. −25−32 Reescribir usandob−p=1bp. −(12532) Reescribir en forma radical. −(1(√25)3) Simplifica lo radical. −(153) Simplificar. −1125 3. (−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.
- Responder
-
- −64
- −164
- no es un número real
Simplificar:
- −8132
- −81−32
- (−81)−32.
- Responder
-
- −729
- −1729
- no es un número real
Utilice las leyes de los exponentes para simplificar expresiones con exponentes racionales
Las mismas leyes de exponentes que ya usamos se aplican a los exponentes racionales, también. Vamos a enumerar las Propiedades de Exponente aquí para tenerlas como referencia a medida que simplificamos las expresiones.
Si a, b son números reales y m, n son números racionales, entonces
Product Propertyam·an=am+nPower Property(am)n=am·nProduct to a Power(ab)m=ambmQuotient Propertyaman=am−n,a≠0,m>naman=1an−m,a≠0,n>mZero Exponent Definitiona0=1,a≠0Quotient to a Power Property(ab)m=ambm,b≠0
Cuando multiplicamos la misma base, sumamos los exponentes.
Simplificar:
- 212·252
- x23·x43
- z34·z54.
- Responder
-
1. 212·252 Las bases son las mismas, por lo que sumamos los exponentes. 212+52 Añadir las fracciones. 262 Simplifica el exponente. 23 Simplificar. 8 2. x23·x43 Las bases son las mismas, por lo que sumamos los exponentes. x23+43 Añadir las fracciones. x63 Simplificar. x2 3. z34·z54 Las bases son las mismas, por lo que sumamos los exponentes. z34+54 Añadir las fracciones. z84 Simplificar. z2
Simplificar:
- 323·343
- y13·y83
- m14·m34.
- Responder
-
- 9
- y3
- m
Simplificar:
- 535·575
- z18·z78
- n27·n57.
- Responder
-
- 25
- z
- n
Usaremos la propiedad Power en el siguiente ejemplo.
Simplificar:
- (x4)12
- (y6)13
- (z9)23.
- Responder
-
1. (x4)12 Para elevar una potencia a una potencia, multiplicamos los exponentes. x4·12 Simplificar. x2 2. (y6)13 Para elevar una potencia a una potencia, multiplicamos los exponentes. y6·13 Simplificar. y2 3. (z9)23 Para elevar una potencia a una potencia, multiplicamos los exponentes. z9·23 Simplificar. z6
Simplificar:
- (p10)15
- (q8)34
- (x6)43
- Responder
-
- p^
- q6
- x8
Simplificar:
- (r6)53
- (s12)34
- (m9)29
- Responder
-
- r10
- s9
- m2
La Propiedad Cociente nos dice que cuando dividimos con la misma base, restamos los exponentes.
Simplificar:
- x43x13
- y34y14
- z23z53.
- Responder
-
1. x43x13 Para dividir con la misma base, restamos los exponentes. x43−13 Simplificar. x 2. y34y14 Para dividir con la misma base, restamos los exponentes. y34−14 Simplificar. y12 3. z23z53 Para dividir con la misma base, restamos los exponentes. z23−53 Reescribir sin exponente negativo. 1z
Simplificar:
- u54u14
- v35v25
- x23x53.
- Responder
-
- u
- v15
- 1x
Simplificar:
- c125c25
- m54m94
- d15d65.
- Responder
-
- c2
- 1m
- 1d
A veces necesitamos usar más de una propiedad. En los siguientes dos ejemplos, usaremos tanto el Producto a una Propiedad de Potencia como luego la Propiedad de Potencia.
Simplificar:
- (27u12)23
- (8v14)23.
- Responder
-
1. (27u^{\frac{1}{2}})^{\frac{2}{3}} Primero usamos el Producto a una Propiedad de Potencia. (27)^{\frac{2}{3}}(u^{\frac{1}{2}})^{\frac{2}{3}} Reescribe 27 como una potencia de 3. (3^3)^{\frac{2}{3}}(u^{\frac{1}{2}})^{\frac{2}{3}} Para elevar una potencia a una potencia, multiplicamos los exponentes. (3^2)(u^{\frac{1}{3}}) Simplificar. 9u^{\frac{1}{3}} 2. (8v^{\frac{1}{4}})^{\frac{2}{3}}. Primero usamos el Producto a una Propiedad de Potencia. (8)^{\frac{2}{3}}(v^{\frac{1}{4}})^{\frac{2}{3}} Reescribe 8 como una potencia de 2. (2^3)^{\frac{2}{3}}(v^{\frac{1}{4}})^{\frac{2}{3}} Para elevar una potencia a una potencia, multiplicamos los exponentes. (2^2)(v^{\frac{1}{6}}) Simplificar. 4v^{\frac{1}{6}}
Simplificar:
- 32x^{\frac{1}{3}})^{\frac{3}{5}}
- (64y^{\frac{2}{3}})^{\frac{1}{3}}.
- Responder
-
- 8x^{\frac{1}{5}}
- 4y^{\frac{2}{9}}
Simplificar:
- (16m^{\frac{1}{3}})^{\frac{3}{2}}
- (81n^{\frac{2}{5}})^{\frac{3}{2}}.
- Responder
-
- 64m^{\frac{1}{2}}
- 729n^{\frac{3}{5}}
Simplificar:
- (m^{3}n^{9})^{\frac{1}{3}}
- (p^{4}q^{8})^{\frac{1}{4}}.
- Responder
-
1. (m^{3}n^{9})^{\frac{1}{3}} Primero usamos el Producto a una Propiedad de Potencia. (m^{3})^{\frac{1}{3}}(n^{9})^{\frac{1}{3}} Para elevar una potencia a una potencia, multiplicamos los exponentes. mn^3 2. (p^{4}q^{8})^{\frac{1}{4}} Primero usamos el Producto a una Propiedad de Potencia. (p^{4})^{\frac{1}{4}}(q^{8})^{\frac{1}{4}} Para elevar una potencia a una potencia, multiplicamos los exponentes. pq^2
Usaremos tanto las Propiedades del Producto como las Propiedades del Cociente en el siguiente ejemplo.
Simplificar:
- \frac{x^{\frac{3}{4}}·x^{−\frac{1}{4}}}{x^{−\frac{6}{4}}}
- \frac{y^{\frac{4}{3}}·y}{y^{−\frac{2}{3}}}.
- Responder
-
1. \frac{x^{\frac{3}{4}}·x^{−\frac{1}{4}}}{x^{−\frac{6}{4}}} Utilice la Propiedad del Producto en el numerador, agregue los exponentes. \frac{x^{\frac{2}{4}}}{x^{−\frac{6}{4}}} Usa la Propiedad Cociente, resta los exponentes. x^{\frac{8}{4}} Simplificar. x^2 2. \frac{y^{\frac{4}{3}}·y}{y^{−\frac{2}{3}}} Utilice la Propiedad del Producto en el numerador, agregue los exponentes. \frac{y^{\frac{7}{3}}}{y^{−\frac{2}{3}}} Usa la Propiedad Cociente, resta los exponentes. y^{\frac{9}{3}} Simplificar. y^3
Simplificar:
- \frac{m^{\frac{2}{3}}·m^{−\frac{1}{3}}}{m^{−\frac{5}{3}}}
- \frac{n^{\frac{1}{6}}·n}{n^{−\frac{11}{6}}}.
- Responder
-
- m^2
- n^3
Simplificar:
- \frac{u^{\frac{4}{5}}·u^{−\frac{2}{5}}}{u^{−\frac{13}{5}}}
- \frac{v^{\frac{1}{2}}·v}{v^{−\frac{7}{2}}}.
- Responder
-
- u^3
- v^5
Conceptos clave
- Resumen de Exponent Properties
- Si a, b son números reales y m, n son números racionales, entonces
- Propiedad del productoa^m·a^n=a^{m+n}
- Propiedad Power(a^m)^n=a^{m·n}
- Producto a una potencia(ab)^m=a^{m}b^{m}
- Propiedad del cociente:
\frac{a^m}{a^n}=a^{m−n} , a \ne 0, m>n
\frac{a^m}{a^n}=\frac{1}{a^{n−m}}, a \ne 0, n>m
- Definición de exponente ceroa^0=1, a \ne 0
- Cociente a una propiedad de energía(\frac{a}{b})^m=\frac{a^m}{b^m}, b \ne 0
Glosario
- exponentes racionales
-
- Si\sqrt[n]{a} es un número real yn \ge 2,a^{\frac{1}{n}}=\sqrt[n]{a}
- Para cualquier número entero positivo m y n,a^{\frac{m}{n}}=(\sqrt[n]{a})^m ya^{\frac{m}{n}}=\sqrt[n]{a^m}