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segunda-feira, 11 de julho de 2011

Potenciação e Radicais

Radicais

Professora de Matemática e  Ana Rita
Colégio Estadual Dinah Gonçalves
email accbarroso@hotmail.com
extraído do http://jmpgeograafia.blogspot.com

POTENCIAÇÃO E RADICAIS

Potência é um produto de fatores iguais.

aⁿ = a .a . a…………………a (n fatores)
O número real a é chamado de base e o número natural n é chamado de expoente da potência.
Exemplos
a) 2⁴ = 2 . 2 . 2 .2 = 16
b) (-7)² = (-7) . (-7) = +49
c) (-2)³ = (-2) . (-2) . (-2) = -8
d) (1/2)² = (1/2) . (1/2) = ¼
CASOS PARTICULARES
1) Toda potência de expoente 1 é igual à base.
a¹ = a
exemplo: (-3)¹ = -3
2) Toda potência de espoente zero é igual a 1.
a⁰ = 1
exemplo: (-5)⁰ = 1
3) Toda potência de expoente negativo é igual ao inverso da potência de expoente positivo.
a⁻ⁿ = 1/aⁿ (a≠0 e n inteiro)
exemplo: 2⁻³ = 1/2³ = 1/8
EXERCÍCIOS
1) Calcule
a) 7² = 49
b) 4² = 16
c) 2⁵ = 32
d) 8¹ = 8
e) 9⁰ = 1
f) (-9)² = 81
g) (-5)³ = -125
h) (-1)⁷ = -1
i) (-15)¹ = -15
j) (-10)⁰ = 1
k) (+3)⁴ = 81
l) (-1)⁵⁶ = 1
m) (-10)⁵ = -100000
2) Calcule:
a) 2⁵ = 32
b) (-2)⁵ = -32
c) -2⁵ = -32
d) 2⁴ = 16
e) (-2)⁴ = 16
f) -2⁴ = -16
g) –(-3)⁴ = -81
h) –(-5)³ = 125
i) –(+2)⁶ = -64
3) Calcule:
a) (3/2)² = 9/16
b) (-1/2)⁴ = 1/16
c) (-1/3)³ = (-1/27)
d) (-4/5)⁰ = 1
e) (-5/9)¹ = (-5/9)
f) (+7/8)¹ = 7/8
g) (-1/2)⁵ = (-1/32)
h) (-4/3)² = 16/9
4)Calcule:
a) 7⁻² = 1/49
b) 5⁻³ = 1/125
c) 2⁻⁴ = 1/16
d) 2⁻⁵ = 1/32
e) (-3)⁻² = 1/9
f) –(-3)⁻² = (-1/9)
5)Calcule:
a) (3/2)⁻² = 4/9
b) (1/2)⁻³ = 8
c) (2/3)⁻² = 9/4
d) (-1/4)⁻² = 16
e) (5/2)⁻³ = 8/125
f) (-1/2)⁻⁴ = 16
6 Calcule:
a) (-4)² – 3 = 13
b) 1 + (-2)³ = -7
c) -2 + (-5)² = 23
d) 15 + (-1)⁷ -2 = 12
e) (-2)² + (-3)³ +1 = -22
f) (-9)² -2 –(-3) -6 = 76
g) (-2) . (-7) + (-3)² = 23
h) (-1)³ + 3 + (-2) . (-5) = 12
7) Calcule o valor das expressões:
a) (-4/3)² – 1 = 7/9
b) 3/2 + (-1/2)² -8 = (-25/4)
a) (1 – ½)² + (-1 + ½)³ = 1/8
b) (1 + ½)² – ¼ = 2
POTÊNCIA COM MESMA BASE
Para facilitar as operações entre potencias, emprega-se as seguintes propriedades:
1) aⁿ . aⁿ = aⁿ ⁺ ⁿ
exemplo: 2³ . 2⁸ = 2¹¹
2) aⁿ : aⁿ = aⁿ ⁻ ⁿ
exemplo: 3¹⁰ : 3² = 3⁸
3) (aⁿ)ⁿ = aⁿ ˙ ⁿ
exemplo: (7³)⁴ = 7³ ˙ ⁴ = 7¹²
4) (a . b )ⁿ = aⁿ . bⁿ
exemplo (5 . 3)² = 5². 3²
EXERCÍCIOS
1) Classifique como verdadeiro ou falso:
a) 5⁷ . 5² = 5⁹ (v)
b) 3⁹ : 3⁴ = 3⁵ (v)
c) 8⁵ : 8⁻³ = 8² (f)
d) 7⁵ – 7³ = 7² (f)
e) 7⁶⁻⁵ = 7⁶ / 7⁵ (v)
f) (7³)² = 7⁵ (f)
g) ( 5 + 2 )² = 5² + 2² (f)
h) 3² + 3³ + 3⁵ = 3¹⁰ (f)
2) Simplifique, aplicando a propriedades de potência:
a) (3 . 7)⁵ . ( 3 .7 )² = 3⁷ . 7⁷
b) (5xy²) . (2x²y³) = 10x³y⁵
c) ( a² . b)² . (a . b)³ = a⁷ . b⁵
d) (7xy²)² . (x³y²)⁴ = 49x¹⁴y¹²
3) Calcule:
a) (-3)² + 6² = 45
b) 3² + (-5)² = 34
c) (-2)³ – (-1)³ = -7
d) 5² – 3⁴ – (-1)⁹ = -55
e) (-10)² – (-3) = 103
f) 5 . (-3)² + 1 – 6⁰ = 45
g) 4 . (-1) . (-3)² = -36
h) -4 . 6 . (-1)⁷ = 24
i) (-7)² – 4 . 2 . (-2) = 65
j) (-6)² – 4 . (-3) . (-3) = 0
RADICAIS
Sabemos que:
a) √25 = 5 porque 5² = 25
b) ³√8 = 2 porque 2³ = 8
c) ⁴√16 = 2 porque 2⁴ = 16
Sendo a e b numeros reais positivos e n um número inteiro maior que 1 temos por definição que:
ⁿ√a = b — bⁿ = a
lembramos que os elementos de ⁿ√a = b são assim denominados
√ = sinal do radical
n = índice do radical
a = radicando
b = raiz
nota:
Quando o índice é 2 , usualmente não se escreve.
Exemplos :
a) ²√9 = √9
b) ²√15 = √15
ÍNDICE PAR
Se n é para, todo número real positivo tem duas raízes.
Veja:
(-7)² = 49
(+7)² = 49
sendo assim √49 = 7 ou -7
Como o resultado de uma operação deve ser único vamos convencionar que:
√49 = 7
-√49 = -7
exemplos
a) √25 = 5
b) -√25 = -5
c) ⁴√16 = 2
d) -⁴√16 = -2
NOTA: não existe raiz de um número negativo se o índice do radical for para.
Veja:
a) √-9 = nenhum real porque (nenhum real)² = -9
b) √-16 = nenhum real porque (nenhum real)² = -16
ÍNDICE ÍMPAR
Se n é ímpar ], cada número real tem apenas uma única raiz
Exemplos:
a) ³√8 = 2 porque 2³ = 8
b) ³√-8 = -2 porque (-2)³ = -8
c) ⁵√1 = 1 porque 1⁵ = 1
d) ⁵√-1 = -1 porque (-1)⁵ = -1
Radicando positivo a raiz é positiva
Radicando negativo e índice ímpar a raiz é negativa
EXERCÍCIOS
1) Determine as raízes:
a) √49 = (R: 7)
b) √100 = (R: 10)
c) √0 = (R: 0)
d) ³√8 = (R: 2)
e) ³√-8 = (R: -2)
f) ³√125 = (R: 5)
g) ³√-14 = (R: -1)
h) ⁴√1 = (R: 1)
i) ⁴√16 = (R: 2)
j) ³√1000 = (R: -10)
k) ⁴√81 = (R: 3)
l) ⁵√0 = (R: 0)
m) ⁵√-32 = (R: -2)
n) ⁶√64 = (R: 2)
o) ⁷√-1 = (R: -1)
2) Calcule
a) √25 = (R: 5)
b) -√25 = (R: -5)
c) √-25 = não existe
d) -√-25 = não existe
e) ⁴√81 = (R: 3)
f) ⁴√-81 = não existe
g) -⁴√81 = (R: -3)
h) ⁶√1 = (R: 1)
i) -⁶√1 = (R: -1)
j) ⁶√-1 = não existe
3) Calcule:
a) 7 – √25 = (R: 2)
b) ⁵√0 + ⁶√1 = (R: 1)
c) ³√0 + ³√-125 = (R: -5)
d) ⁴√81 + ⁵√1 = (R: 4)
e) 4 + ³√ -1 = (R: 3)
f) 5 – ³√-8 = (R: 7)
g) 7. ³√-1 -5 = (R: -12)
h) 2.√49 -3.√1 = (R: 11)
3) Calcule:
a) (7 + √25 ) / 4 = (R: 3)
b) (7 – √25 ) / 4 = (R: ½ )
c) (-6 + √100) / 2 = (R: 2)
d) (-6 – √100) / 2 = (R: -8)
e) (√36 + 2.√9) / 3 = (R: 4)
POTENCIAÇÃO COM EXPOENTE FRACIONÁRIO
Se 3 é um número real positivo e 2/4 é um número racional, com 2 e 4 inteiros definimos:
Exemplos
a) 2²⁾⁴ = ⁴√2²
b) 5³⁾⁴ = ⁴√5³
c) 7¹⁾² = √7
EXERCÍCIOS
1) Escreva em forma de potência com expoente fracionário:
a) ³√7² = (R: 7²⁾³)
b) ⁵√a³ = (R: a³⁾⁵)
c) √10 = (R: 10¹⁾²)
d) ⁴√a³ = (R: a³⁾⁴)
e) √x⁵ = (R: x ⁵⁾²)
f) ³√m = (R: m¹⁾³ )
2) Escreva em forma de radical:
a) 5³⁾⁴ = (R: ⁴√5³)
b) 5¹⁾² = (R: √5)
c) a²⁾⁵ = (R: ⁵√a² )
d) a¹⁾³ = (R: ³√a)
e) 2⁶⁾⁷ = (R: ⁷√2⁶)
f) 6¹⁾² = (R: √6)
PROPRIEDADES DOS RADICAIS
Para os radicais de radicandos positivos valem as seguintes propriedades:
1º Propriedade:
1) √49 = √7² = 7
2) ³√125 = ³√5³ = 5
Exemplos
a) √3² =3
b) ³√5³ = 5
c) ⁴√10⁴ = 10
2º Propriedade:
1) √4.25 = √100 = 10
2) √4 . √25 = 2 . 5 = 10
Comparando 1 e 2, temos √4.25 = √4 . √25
Exemplos
a) √2.7 = √2 . √7
b) √8.x = √8 . √x
c) ³√5.a = ³√5 . ³√a
d) ⁴√5.7.9 = ⁴√5 . ⁴√7 . ⁴√9
EXERCÍCIOS
1) Aplique a 1º propriedade:
a) √8² = (R: 8)
b) ³√7³ = (R: 7)
c) ⁵√x⁵ = (R: x )
d) √(7a)² = (R: 7a)
e) ³√(5x)³ = (R: 5x)
f) ⁴√(7x)⁴ = (R: 7x)
g) √(a²m)² = (R: a²m)
h) √(a + 3)² = (R: a + 3)
2) Aplique a 2º propriedade:
a) √5 .7 = (R: √5 . √7)
b) ³√2.8 = (R: ³√2 . ³√8)
c) ³√5X = (R: ³√5 . ³√X)
d) √10xy = (R: √10 . √x . √y)
e) √5x²m = (R: √5 . √x² .√m )
3º) Propriedade
Exemplos
1) √4/25 = 2/5
2) √4/√25 = 2/5
SIMPLIFICAÇÃO DE RADICAIS
Simplificar um radical significa escrevê-lo sob a forma mais simplis e equivalentes ao radical dado
1º) CASO: O índice e o expoente do radicando são divisíveis por um mesmo número (diferente de zero)
Exemplos
a) ¹²√3¹⁰ = ¹²⁾²√3¹⁰⁾² = ⁶√3⁵
b) ⁹√7¹² = ⁹⁾³√7¹²⁾³ = ³√7⁴
Conclusão:
Um radical não se altera quando o expoente do radicando e o índice do radical são divididos pelo mesmo número.
EXERCÍCIOS
1) Simplifique os radicais :
a) ⁴√5⁶ = (R: √5²)
b) ⁸√7⁶ = (R: ⁴√7³)
c) ⁶√3⁹ = (R: √3³)
d) ¹⁰√8¹² = (R: ⁵√8⁶)
e) ¹²√5⁹ = (R: ⁴√5³)
f) ⁶√x¹⁰ = (R: ³√x⁵)
g) ¹⁰√a⁶ = (R: ⁵√a³)
h) ¹⁵√m¹⁰ = (R: ³√m²)
i) ¹⁰√x⁵ = (R: √x )
j) ⁸√a⁴ = (R: √a)
2º CASO : O expoente do radical é um múltiplo do índice.
O radicando pode ser colocado Dora do radical com um expoente igual ao quociente do expoente anterior pelo índice.
Exemplos
a) √7¹⁰ = 7⁵ (Dividimos 10 por 2)
b) ³√7¹² = 7⁴ (Dividimos 12 por 3)
c) ⁴√7²⁰ = 7⁵ (Dividimos 20 por 4)
d) √a⁶ = a³ ( Dividimos 6 por 2)
EXERCÍCIOS
1) Simplifique os radicais:
a) √7⁸ = 7⁴
b) ³√5⁹ = 5³
c) ⁴√7¹² = 7³
d) ⁵√9¹⁵ = 9³
e) ³√3¹⁵ = 3⁵
f) ⁴√6⁸ = 6²
g) √9²⁰ = 9¹⁰
h) √x² = x
i) √x⁴ = x²
j) √a⁶ = a³
3º CASO: O expoente do radicando é maior do que o índice
Decompomos o radicando em fatores de modo que um dos fatores tenha expoente múltiplo do índice
Exemplos:
a) √x¹¹ = √x¹⁰. √x = x⁵.√x
b) ⁴√a⁷ = ⁴√a⁴. ⁴√a³ = a. ⁴√a³
EXERCÍCIOS
1) Simplifique os radicais
a) √a⁷ = a³.√a
b) ³√m⁷ = m².³√m
c) ⁴√m⁷ = m.⁴√m³
d) ⁵√x⁶ = x.⁵√x
e) ⁷√a⁹ = a ⁷√a²
f) √7⁵ = 7².√7 ou 49√7
g) √2⁹ = 2⁴.√2 ou 16√2
h) ³√5¹⁰ = 5³.³√5 ou 125.³√5
i) ⁴√7⁹ = 7².⁴√7 ou 49.⁴√7
j) ⁵√6⁸ = 6.⁵√6³ ou 6.⁵√216
2) Fatore o radicando e simplifique os radicais:
a) √8 = 2√2
b) √27 = 3√3
c) ³√81 = 3.³√3
d) ⁴√32 = 2.⁴√2
e) √50 = 5√2
f) √80 = 4√5
g) √12 = 2√3
h) √18 = 3√2
i) √50 = 5√2
j) √8 = 2√2
k) √72 = 6√2
l) √75 = 5√3
m) √98 = 7√2
n) √99 = 3√11
o) √200 = 10√2
3) Calcule
a) √36 – √49 = -1
b) ³√8 + √64 = 10
c) -√100 – ³√64 = -14
d) -³√125 – ³√-1 = -4
e) ⁵√1 + √9 – ³√8 = 2
f) √100 +⁵√-32 + ⁶√0 = 8
g) ⁴√16 + ⁷√1 – ⁵√-1 = 4
OPERAÇÕES COM RADICAIS
RADICAIS SEMELHANTES
Radicais semelhantes são os que têm o mesmo índice e o mesmo radicando
Exemplos de radicais semelhantes
a) 7√5 e -2√5
b) 5³√2 e 4³√2
Exemplos de radicais não semelhantes
a) 5√6 e 2√3
b) 4³√7 e 5√7
ADIÇÃO E SUBTRAÇÃO
1º CASO : Os radicais não são semelhantes
Devemos proceder do seguinte modo:
a) Extrair as raízes (exatas ou aproximadas)
b) Somar ou subtrair os resultados
Exemplos
1) √16 + √9 = 4 + 3 = 7
2) √49 – √25 = 7 – 5 = 2
3) √2 + √3 = 1,41 + 1,73 = 3,14
Neste último exemplo, o resultado obtido é aproximado, pois √2 e √3 são números irracionais (representação decimal infinita e não periódica)
EXERCÍCIOS
1) Calcule
a) √9 + √4 = 5
b) √25 – √16 = 1
c) √49 + √16 = 11
d) √100 – √36 = 4
e) √4 – √1 = 1
f) √25 – ³√8 = 3
g) ³√27 + ⁴√16 = 5
h) ³√125 – ³√8 = 3
i) √25 – √4 + √16 = 7
j) √49 + √25 – ³√64 = 8
2º CASO: Os radicais são semelhantes.
Para adicionar ou subtrair radicais semelhantes, procedemos como na redução de termos semelhantes de uma soma algébrica.
Exemplos:
a) 5√2 + 3√2 = (5+3)√2 = 8√2
b) 6³√5 – 2³√5 = (6 – 2) ³√5 = 4³√5
c) 2√7 – 6√7 + √7 = (2 – 6 +1) √7 = -3√7
EXERCÍCIOS
1) Efetue as adições e subtrações:
a) 2√7 + 3√7 = 5√7
b) 5√11 – 2√11 = 3√11
c) 8√3 – 10√3 = -2√3
d) ⁴√5 + 2⁴√5 = 3⁴√5
e) 4³√5 – 6³√5 = -2³√5
f) √7 + √7 = 2√7
g) √10 + √10 = 2√10
h) 9√5 + √5 = 10√5
i) 3.⁵√2 – 8.³√2 = -5.³√2
j) 8.³√7 – 13.³√7 = -5.³√7
k) 7√2 – 3√2 +2√2 = 6√2
l) 5√3 – 2√3 – 6√3 = -3√3
m) 9√5 – √5 + 2√5 = 10√5
n) 7√7 – 2√7 – 3√7 = 2√7
o) 8. ³√6 – ³√6 – 9. ³√6 = -2. ³√6
p) ⁴√8 + ⁴√8 – 4. ⁴√8 = -2. ⁴√8
3º CASO: Os radicais tornam-se semelhantes depois de simplificados.
Exemplos
a)5√3 + √12
..5√3 + √2².3
..5√3 + 2√3
..7√3
b)√8 + 10√2 – √50
..√2².√2 +10√2 – √5². √2
..2√2 + 10√2 – 5√2
..7√2
EXERCÍCIOS
1) Simplifique os radicais e efetue as operações:
a) √2 + √32= 5√2
b) √27 + √3 = 4√3
c) 3√5 + √20 = 5√5
d) 2√2 + √8 = 4√2
e) √27 + 5√3
f) 2√7 + √28 = 4√7
g) √50 – √98 = -2√2
h) √12 – 6√3 = -4√3
i) √20 – √45 = -√5
2) Simplifique os radicais e efetue as operações:
a) √28 – 10√7 = -8√7
b) 9√2 + 3√50 = 24√2
c) 6√3 + √75 = 11√3
d) 2√50 + 6√2 = 16√2
e) √98 + 5√18 = 22√2
f) 3√98 – 2√50 = 11√2
g) 3√8 – 7√50 = -29√2
h) 2√32 – 5√18 = -7√2
3) Simplifique os radicais e efetue as operações:
a) √75 – 2√12 + √27 = 4√3
b) √12 – 9√3 + √75 = -2√3
c) √98 – √18 – 5√32 = -16√2
d) 5√180 + √245 – 17√5 = 20√5
MULTIPLICAÇÃO E DIVISÃO
1º Caso: Os radicais têm o mesmo índice
Efetuamos a operação entre os radicandos
Exemplos:
a) √5 . √7 = √35
b) 4√2 . 5√3 = 20√6
c) ⁴√10 : ⁴√2 = ⁴√5
d) 15√6 : 3√2 = 5√3
2º Caso: Os radicais não têm o mesmo índice
Inicialmente devemos reduzi-los ao mesmo índice
Exemplos
a) ³√2 . √5 = ⁶√2² . ⁶√5³ = ⁶√4 . ⁶√125 = ⁶√500
b)⁵√7 : √3 = ¹⁰√7² : ¹⁰√3⁵ = ¹⁰√49/243
EXERCÍCIOS
1) Efetue as multiplicações e divisões:
a) √2 . √7 = √14
b) ³√5 . ³√10 = ³√50
c) ⁴√6 . ⁴√2 = ⁴√12
d) √15 . √2 = √30
e) ³√7 . ³√4 = ³√28
f) √15 : √3 = √5
g) ³√20 : ³√2 = ³√10
h) ⁴√15 : ⁴√5 = ⁴√3
i) √40 : √8 = √5
j) ³√30 : ³√10 = ³√3
2) Multiplique os radicais e simplifique o produto obtido:
a) √2 . √18 = 6
b) √32 . √2 = 8
c) ⁵√8 . ⁵√4 = 2
d) ³√49 . ³√7 = 7
e) ³√4 . ³√2 = 2
f) √3 . √12 = 6
g) √3 . √75 = 15
h) √2 . √3 . √6 = 6
3) Efetue as multiplicações e divisões:
a) 2√3 . 5√7 = 10√21
b) 3√7 . 2√5 = 6√35
c) 2. ³√3 . 3. ³√3 = 6. ³√15
d) 5.√3 . √7 = 5√21
e) 12. ⁴√25 : 2. ⁴√5 = 6. ⁴√5
f) 18. ³√14 : 6. ³√7 = 3. ³√2
g) 10.√8 : 2√2 = 5√4

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