Tema 1.4: Matemática. Teoría de potencias fraccionarias.

Matemáticas: Exponentes Fraccionarios, Raíces y Radicales VOLVER AL TEMARIO SIGUIENTE TEMA

TEORÍA DE POTENCIAS FRACCIONARIAS

Exponentes Fraccionarios

Un exponente fraccionario se puede expresar como:

\[a^{\frac{m}{n}} = \sqrt[n]{a^m}\]

Por ejemplo: \[ 27^{\frac{2}{3}} = \sqrt[3]{27^2} = \sqrt[3]{729} = 9 \] \[ 16^{\frac{3}{4}} = \sqrt[4]{16^3} = \sqrt[4]{4096} = 8 \] \[ 81^{\frac{1}{2}} = \sqrt{81} = 9 \]


Restricciones para exponentes fraccionarios de bases negativas:

- Si el denominador del exponente fraccionario es par, la base debe ser positiva para evitar números complejos. Por ejemplo, \( (-2)^{\frac{1}{2}} \) no es un número real porque el índice es par (2). - Si el denominador es impar, la base puede ser negativa y el resultado será un número real. Por ejemplo, \( (-8)^{\frac{1}{3}} = -2 \).

Raíces y Radicales

La raíz de un número \( x \) es:

\[\sqrt[n]{x} = x^{\frac{1}{n}}\]

Partes del Radical

En una expresión radical, las partes son:

  • Índice: El número \( n \) en \( \sqrt[n]{a} \), que indica el tipo de raíz.
  • Radicando: El número \( a \) bajo el signo de la raíz, el cual estamos extrayendo.
  • Resultado: El valor final después de aplicar la operación radical.

Propiedades de Radicación:

  • Producto de Raíces con Igual Índice:

    \[\sqrt[n]{a} \cdot \sqrt[n]{b} = \sqrt[n]{a \cdot b}\]

    Ejemplos:

    • \[ \sqrt[3]{4} \cdot \sqrt[3]{9} = \sqrt[3]{4 \cdot 9} = \sqrt[3]{36} = 6^{\frac{1}{3}} \]
    • \[ \sqrt[4]{2} \cdot \sqrt[4]{8} = \sqrt[4]{2 \cdot 8} = \sqrt[4]{16} = 2 \]
    • \[ \sqrt[2]{5} \cdot \sqrt[2]{20} = \sqrt[2]{5 \cdot 20} = \sqrt[2]{100} = 10 \]
  • Cociente de Raíces con Igual Índice:

    \[\frac{\sqrt[n]{a}}{\sqrt[n]{b}} = \sqrt[n]{\frac{a}{b}}\]

    Ejemplos:

    • \[ \frac{\sqrt[3]{27}}{\sqrt[3]{8}} = \sqrt[3]{\frac{27}{8}} = \sqrt[3]{\frac{27}{8}} = \frac{3}{2} \]
    • \[ \frac{\sqrt[4]{16}}{\sqrt[4]{2}} = \sqrt[4]{\frac{16}{2}} = \sqrt[4]{8} = 8^{\frac{1}{4}} \]
    • \[ \frac{\sqrt[2]{50}}{\sqrt[2]{2}} = \sqrt[2]{\frac{50}{2}} = \sqrt[2]{25} = 5 \]
  • Raíz de una Potencia:

    \[\sqrt[n]{a^m} = a^{\frac{m}{n}}\]

    Ejemplos:

    • \[ \sqrt[3]{8^2} = 8^{\frac{2}{3}} = \sqrt[3]{64} = 4 \]
    • \[ \sqrt[4]{81^3} = 81^{\frac{3}{4}} = \sqrt[4]{531441} = 27 \]
    • \[ \sqrt[2]{25^4} = 25^{\frac{4}{2}} = 25^2 = 625 \]
  • Potencia de una Raíz:

    \[(\sqrt[n]{a})^m = a^{\frac{m}{n}}\]

    Ejemplos:

    • \[ (\sqrt[2]{9})^3 = 9^{\frac{3}{2}} = \sqrt{729} = 27 \]
    • \[ (\sqrt[3]{27})^2 = 27^{\frac{2}{3}} = \sqrt[3]{729} = 9 \]
    • \[ (\sqrt[4]{16})^3 = 16^{\frac{3}{4}} = \sqrt[4]{4096} = 8 \]
  • Raíz de una Raíz:

    \[\sqrt[m]{\sqrt[n]{a}} = \sqrt[mn]{a}\]

    Ejemplos:

    • \[ \sqrt[3]{\sqrt[2]{64}} = \sqrt[6]{64} = \sqrt[6]{2^6} = 2 \]
    • \[ \sqrt[4]{\sqrt[3]{27}} = \sqrt[12]{27} = \sqrt[12]{3^3} = 3^{\frac{1}{4}} \]
    • \[ \sqrt[2]{\sqrt[4]{16}} = \sqrt[8]{16} = \sqrt[8]{2^4} = 2^{\frac{1}{2}} \]

Valor Absoluto y Radicales

El valor absoluto de un número \( x \) es: \[ |x| = \sqrt{x^2} \]


Ejercicios resueltos ER.1.4

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