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Ejercicios con Radicales

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Academic year: 2020

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(1)

MATEMÁTICAS BÁSICAS

RADICALES

OPERACIONES CON RADICALES

Un radical es cualquier raíz indicada de una expresión. La radicación es la operación inversa de la potenciación y se representa por el símbolo n , donde

n

es el índice del radical y dentro se ubica una

expresión denominada subradical.

Para resolver una raíz, se busca una cantidad que elevada a un exponente igual al índice del radical sea igual al subradical.

El radical puede ser racional si la raíz indicada es exacta o irracional si no lo es.

Ejemplos.

1) El subradical de la expresión

5

x

+

3

es

5

x

+

3

2)

16

x

2 es un radical racional porque su resultado,

4

x

, es exacto.

3) 3

17

x

4 es un radical irracional porque su resultado no es exacto.

5) 4

6

c

4

d

es un radical de cuarto grado

En los radicales de segundo grado se omite su índice, esto es:

a

=

2

a

.

Si

a

n

=

b

,

a

es una raíz enésima de

b

.

Ejemplos

1) Si

3

2

=

9

entonces

3

es una raíz cuadrada de

9

2) Si

5

4

=

625

entonces

5

es una raíz cuarta de

625

Si

n

es par,

a

n

0

, por lo que un número negativo no puede tener raíz enésima .

Ejemplos

1) Si

16

no tiene raíz cuadrada en R.

2) Si 6

64

no tiene raíz sexta en R.

Si

n

es par y

b

=

a

n, también

b

=

( )

a

n, así que

b

tiene dos raíces enésimas,

a

y

a

.

Ejemplos

1) Como

5

2

=

25

y

( )

5

2

=

25

,

5

y

5

son raíces cuadradas de

25

.

(2)

Si

n

es impar, todo número real tiene exactamente una raíz enésima.

Ejemplos

1) 3

216

=

6

. 2) 5

32

=

2

Si

b

0

, hay una única raíz enésima no negativa de

b

representada por n

b

Ejemplo.

Si

49

=

7

2, entonces

7

es una raíz cuadrada de

49

y como

49

=

( )

7

2,

7

es otra raíz cuadrada de

49

. Pero

49

denota exclusivamente a la raíz no negativa de

49

.

Si

x

0

,

m

,

n

N, a ley de exponentes fraccionarios establece que:

n m

n m

x

x

=

Esto es, cualquier expresión elevada a un exponente fraccionario es igual a una raíz cuyo índice es el denominador y el subradical es la misma expresión elevada a la potencia que tiene el numerador.

En el caso particular, si

m

=

n

, se tiene que:

x

=

n

x

n

Los radicales cumplen con las siguientes propiedades:

1) El producto de dos radicales de un mismo índice es igual a la raíz del producto de los subradicales. Esto es: n

a

n

b

=

n

a

b

si

a

>

0

,

b

>

0

,

n

N.

2) El cociente de dos radicales de un mismo índice es igual a la raíz del cociente de los subradicales.

Esto es: n

n n

b

a

b

a

=

si

a

>

0

,

b

>

0

,

n

N.

3) Un radical de índice

n

elevado a una potencia

m

equivale a una raíz de índice

n

y de subradical elevado a la potencia

m

. Esto es:

( )

n

a

m

=

n

a

m si

a

>

0

,

m

,

n

N.

4) La raíz de índice

m

de un radical de índice

n

es equivalente a una raíz de índice

n

de un radical de índice

m

y es igual a una raíz de índice

m

n

. Esto es: m n

a

=

n m

a

=

m⋅n

a

si

a

>

0

,

m

,

n

N.

Es importante notar que la suma algebraica de dos radicales de cualquier índice no es igual a la raíz de la suma algebraica de los subradicales. Es decir: n

a

±

n

b

n

a

±

b

De acuerdo con la ley de exponentes fraccionarios y de las propiedades de los radicales, el objetivo de simplificar un radical es expresarlo en su forma más simple. Es decir, un radical está simplificado cuando:

• No se puede extraer ningún factor del radicando (es el menor posible).

• No puede reducirse su índice (es el menor posible).

• El radicando no es una fracción.

(3)

SIMPLIFICACIÓN DE RADICALES A TRAVÉS DE LA EXTRACCIÓN DE FACTORES DEL SUBRADICAL

Un radical se puede simplificar cuando contiene factores cuyos exponentes son divisibles por el índice y se procede de la siguiente manera:

• La parte numérica del subradical se descompone en factores de tal forma que sean potencias con exponentes múltiplos del índice de la raíz, a fin de poder extraer del radical.

• La parte literal del subradical se descompone de tal manera que se exprese la mayor parte posible con exponentes múltiplos del índice de la raíz.

Ejemplos.

1)

18

a

5

=

9

2

a

4

a

=

3

2

2

a

4

a

=

3

a

2

2

a

2) 4

243

k

7

=

4

81

3

k

4

k

3

=

4

3

4

3

k

4

k

3

=

3

k

4

3

k

3

3) 3

500

5 7 3

125

4

3 2 6 3

5

3

4

3 2 6

5

2 3

4

2

y

x

xy

y

y

x

x

y

y

x

x

y

x

=

=

=

4) 5

64

v

8

w

6

z

9

=

5

32

2

v

8

w

6

z

9

=

5

2

5

2

v

5

v

3

w

5

w

z

5

z

4

=

2

vwz

5

2

v

3

wz

4

5)

4

a

4

8

a

3

b

=

4

a

2

(

a

2

2

ab

)

=

2

2

a

2

(

a

2

2

ab

)

=

2

a

a

2

2

ab

6)

2

am

2

+

4

amn

+

2

an

2

=

2

a

(

m

2

+

2

mn

+

n

2

)

=

2

a

(

m

+

n

)

2

=

2

a

(

m

+

n

)

7) 3

2 3

2 2

3

2 3 3

3 6 3

2 3

3 3

5 4

2

2

9

2

2

3

2

2

3

2

8

729

16

729

b

a

b

a

b

a

b

a

b

b

a

a

b

b

a

a

b

a

=

=

=

=

8)

44

a

3

b

7

c

9

=

4

11

a

2

a

b

6

b

c

8

c

=

2

2

11

a

2

a

b

6

b

c

8

c

=

2

ab

3

c

4

11

abc

INCLUSIÓN DE UN FACTOR EN UN SUBRADICAL

En este caso se eleva la expresión por introducir a la potencia que indique el índice del radical, se efectúa el producto de subradicales y el resultado se expresa con el mismo índice.

Ejemplos.

1)

4

5

=

4

2

5

=

16

5

=

80

2)

2

a

3

a

=

( )

2

a

2

3

a

=

4

a

2

3

a

=

12

a

3

3)

5

α

β

=

( )

5

α

2

β

=

25

α

2

β

=

25

α

2

β

4)

18

2

9

1

18

3

1

18

3

1

2

=

=

=

5)

(

)

(

)

(

)

(

x

y

)

x

x

xy

y

x

x

y

x

y

x

x

y

x

y

x

x

y

x

=

+

=

+

+

+

=

+

+

=

+

+

2

2 2

6) 3 2 3

( )

33 2 3 3 3 2 3 5

128

2

64

2

4

2

4

w

w

=

w

w

=

w

w

=

w

7) 4 3 4

( )

44 3 4 4 4 3 4 5 3

96

6

16

6

2

6

2

a

ab

=

a

ab

=

a

ab

=

a

b

8)

(

)

5 5 13

4 3 5 10 5 5

4 3 5 2 5 5

4 3 2

9

243

3

(4)

EXPRESAR UN RADICAL COMO UNO DE ÍNDICE MENOR

Otra forma de simplificación de un radical consiste en transformarlo a uno equivalente que posea un índice menor. Para ello, se expresa cada uno de los factores del subradical en su forma de exponente fraccionario, se simplifican las fracciones y se vuelve a transformar a radical.

Ejemplos.

1)

x

=

x

=

x

2

=

x

1 4 2 4 2

2)

( )

4 4 3

3 8 6 8 1 6 8 6

k

k

k

k

k

=

=

=

=

3)

( )

4 4

1 12

3 12

1 3 12

6

6

6

6

216

=

=

=

=

4)

(

)

3 3

1 3 1 6 1 2 2 6 2 2

mn

n

m

n

m

n

m

=

=

=

5)

2

2

2

2

2

32

2 1

2 1 2 1

10 5 10 5 10

1

5 5 10

5

a

a

a

a

a

a

=

=

=

=





=

6)

25

e

h

(

5

e

h

)

5

e

h

5

e

h

2

5

eh

1 2 1 2 1 4 2 4 2 4 2 4 1 2 2 2 4 2 2

=

=

=

=

7)

(

)

3 3 2 2

2 3 2 3 2 9 6 9 6 9 6 9 1 6 6 6 9 6 6

4

2

2

2

64

α

β

=

α

β

=

α

β

=

α

β

=

α

β

8)

(

)

4 4 2

2 4 1 4 2 8 4 8 2 8 4 8 1 4 2 4

8

16

2 4

2

2

2

4

xy

y

x

y

x

y

x

y

x

=

=

=

=

OPERACIONES CON RADICALES DEL MÍSMO ÍNDICE.

Radicales semejantes son aquellos que tienen igual radicando y el mismo índice, es decir, sólo difieren por el coeficiente.

Ejemplos.

1)

4

x

y

9

x

son radicales semejantes

2)

6

3

ab

2 y 3 2

4

5

ab

son radicales semejantes

3)

8

x

y 3

7

x

no son radicales semejantes

Para sumar o restar radicales se simplifican a su forma más elemental y se reducen los radicales semejantes.

Ejemplos.

1)

80

+

20

=

16

5

+

4

5

=

4

2

5

+

2

2

5

=

4

5

+

2

5

=

6

5

2)

45

27

20

=

9

5

9

3

4

5

=

3

2

5

3

2

3

2

2

5

=

3

5

3

3

2

5

=

5

3

3

(5)

=

5

2

7

+

9

2

3

3

2

7

2

5

2

3

=

5

7

+

9

3

3

7

2

5

3

=

5

7

+

9

3

3

7

10

3

=

2

7

3

4)

75

+

12

147

=

25

3

+

4

3

49

3

=

5

2

3

+

2

2

3

7

2

3

=

5

3

+

2

3

7

3

=

0

5)

7

450

4

320

+

3

80

5

800

=

7

25

9

2

4

16

5

4

+

3

16

5

5

25

16

2

7

5

2

3

2

2

4

4

2

5

2

2

3

4

2

5

5

5

2

4

2

2

7

5

3

2

4

4

2

5

3

4

5

5

5

4

2

+

=

+

=

=

105

2

32

5

+

12

5

100

2

=

5

2

20

5

6)

32

+

50

72

=

16

2

+

25

2

36

2

=

4

2

2

+

5

2

2

6

2

2

=

4

2

+

5

2

6

2

=

3

2

7)

162

50

200

81

2

25

2

100

2

9

2

2

5

2

2

10

2

2

+

=

+

=

+

=

9

2

+

5

2

10

2

=

4

2

8)

9

48

5

27

+

3

12

=

9

16

3

5

9

3

+

3

4

3

=

9

4

2

3

5

3

2

2

+

3

2

2

3

=

9

4

3

5

3

3

+

3

2

3

=

36

3

15

3

+

6

3

=

27

3

Para efectuar la multiplicación de radicales se multiplican respectivamente los coeficientes y los subradicales, ubicando este último producto bajo el signo de radical y se simplifica.

Ejemplos.

1)

3

6

=

18

=

3

2

2

=

3

2

2)

5

21

2

3

=

10

63

=

10

3

2

7

=

10

3

7

=

30

7

3) 3 2 3 3

27

3

6

3

3

18

3

4

24

3

8

9

4

3

b

a

b

a

b

a

ab

a

=

=

=

4) 3 3 3 3 3 3 3 3 3

4

30

4

3

5

2

4

3

5

2

500

13

2

20

4

15

6

1

45

3

=

,

=

=

=

Para dividir dos radicales, se dividen respectivamente los coeficientes y los subradicales, ubicando este último cociente bajo el signo de radical y se simplifica.

Ejemplos.

1)

2

2

3

2

6

4

=

2)

3

5

1

10

3

2

=

a

a

3)

k

k

k

k

k

k

k

2

3

4

6

2

4

3

2

4

3

8

4

3

2

4

16

3

3 3 3 3 3

3 2 3 5

=

=

=

=

=

4)

y

y

y

y

y

y

y

xy

xy

2

3

6

4

3

6

4

9

6

4

4

4

3

36

2

1

2 2 3

5 8

=

=

=

(6)

SIMPLIFICACIÓN DE RADICALES DE ÍNDICE DIFERENTE

Los radicales no semejantes no se pueden reducir, por lo que la suma y la resta no son posibles.

Para multiplicar dos radicales de diferente índice:

• Se halla el MCM de los índices.

• El MCM se divide entre cada índice de la raíz y cada radicando se eleva a este resultado.

• Se resuelven los radicandos como potencia de otra potencia, es decir multiplicando los exponentes.

• Se multiplican los radicandos como potencias de la misma base, es decir sumando los exponentes.

• El radicando se descompone en factores procurando que sean potencias con exponentes múltiplos

del índice de la raíz, a fin de poder extraer del radical aquella parte que lo permita.

Ejemplos. 1)

x

3

2

x

2

el índice común es

6

, por lo tanto:

( )

6 3 4 6 7 6 6 6 6 2 2

6 3 3 2

4

4

4

4

2

2

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

=

=

=

=

=

2)

3

2

ab

4

4

8

a

3

el índice común es

8

, por lo tanto:

( )

8

( )

3 2 8 4 4 4

( )

3 2 6 8 4 4 4 6 6

8 4 4 3

2

2

12

2

2

12

8

4

2

3

8

4

2

3

ab

a

=

ab

a

=

a

b

a

=

a

b

a

8 8 2 8 2 4 8 10 10 4

2

2

12

2

12

a

b

=

a

a

b

=

8 2 2 4 4 2

2

24

2

2

12

a

a

b

=

a

ab

=

3) 3

a

2

b

2

2

4

3

a

3

b

el índice común es

12

, por lo tanto:

( )

12

( )

3 3 12 8 8 3 9 3 12 3 17 11 12 3 12 5 11 12 2 2 4

4 3 3 2 2

3

2

3

2

3

2

3

2

3

2

a

b

a

b

a

b

a

b

a

b

a

b

a

a

b

b

a

=

=

=

=

12 5 11

27

2

a

a

b

=

4) 3 2 5

16

4

4

3

4

3

2

n

m

m

el índice común es

15

, por lo tanto:

( ) (

15 4

)

3 15 5 10 3 12 3 15

( )

2 5 10

( )

4 3 12 3 15 2 5

5 4 3 2

2

2

2

1

16

4

2

1

16

4

12

6

16

4

3

4

3

2

n

m

m

n

m

m

n

m

m

n

m

m

=

=

=

15 10 10 12 12 3

2

2

2

1

n

m

m

=

15 22 22 3 15 15 7 15 7 3 15 7 7 3 15 7 3

128

2

2

2

1

2

2

2

1

2

2

1

n

m

m

n

m

m

n

m

m

n

m

=

=

=

=

Para dividir dos radicales de diferente índice:

• Se halla el MCM de los índices.

• El MCM se divide entre cada índice de la raíz y cada radicando se eleva a este resultado.

• Se resuelven los radicandos como potencia de otra potencia, es decir multiplicando los exponentes.

• Se dividen los radicandos como potencias de la misma base, es decir restando los exponentes.

• El radicando se descompone en factores procurando que sean potencias con exponentes múltiplos

(7)

Ejemplos.

1)

3 2

3

3

x

x

el índice común es

6

, por lo tanto:

( )

( )

6 4 6

2 6

6 2 6 2 3

3 2

3

9

27

3

3

3

3

x

x

x

x

x

x

x

=

=

=

2)

4 2 3 3

4

8

a

b

a

el índice común es

12

, por lo tanto:

( )

( )

12 12 6 4 12 2 6 4 6 3 2 6

4 12 12

6 3

4 12 4

12 2 3 12 3 4

4 2 3 3

8

8

64

64

096

4

4

8

4

8

4

8

b

a

b

a

b

a

a

b

a

,

a

b

a

a

b

a

a

b

a

=

=

=

=

=

=

3)

5 2 3 4 3

5

mn

n

m

el índice común es

15

, por lo tanto:

(

)

( )

15 15 17 9 15 15 2 9 15 2 9 6

3 15 20

15 2 3 15 4 3 5

5 2 3 4 3

125

3

125

3

125

3

125

3

5

5

n

m

,

m

n

m

m

,

n

m

,

n

m

n

m

,

mn

n

m

mn

n

m

=

=

=

=

=

4)

4 2 2 3 6 3 4 5

3

18

z

y

x

z

y

x

el índice común es

12

, por lo tanto:

(

)

(

)

12 12 2

9 6 6

10 8 6

12 2 2 3 3 12 3 4 5 2

4 2 2 3 6 3 4 5

12

27

324

3

18

3

18

z

y

z

y

x

z

y

x

z

y

x

z

y

x

z

y

x

z

y

x

=

=

=

para extraer la raíz de un radical, se multiplican los índices y se simplifica.

Ejemplos.

1) 3

a

2

=

6

a

2

=

3

a

2) 3

8

=

6

8

=

6

2

3

=

2

3) 4 2 8 2 8

( )

2 4

5

5

25

25

a

=

a

=

a

=

a

4) 15

( )

3 2

5 2 15 10

5 3 10

x

x

x

x

=

=

=

RACIONALIZACIÓN DE RADICALES

(8)

Ejemplos.

Racionalizar las siguientes fracciones:

1)

3

1

multiplicando el numerador y el denominador por

3

:

3

3

3

3

3

1

=

2)

5

4

3

multiplicando el numerador y el denominador por

5

:

( )

20

5

3

5

4

5

3

5

5

5

4

3

=

=

3) 4

9

3

a

multiplicando el numerador y el denominador por 4

( )

9

3

a

:

( )

( )

( )

a

a

a

a

a

a

a

a

a

3

729

9

729

3

9

9

3

9

9

9

3

4 3 4 3 4 3

4 3 4 3

4

=

=

=

4)

3

3

5

6

x

multiplicando el numerador y el denominador por 3

( )

3

2

x

:

( )

( )

( )

( )

x

x

x

x

x

x

x

x

x

5

9

2

15

9

6

3

5

3

6

3

3

3

5

6

3 2 3 2 3 2

3 2 3 2

3

=

=

=

Ejemplo.

Efectuar la operación

4

3

2

1

3

1

+

y racionalizar el resultado.

Solución.

3

2

3

2

2

3

1

3

3

2

3

2

2

2

1

3

1

2

3

2

1

3

1

4

3

2

1

3

1

4

3

2

1

3

1

+

=

+

=

+

=

+

=

+

2

2

6

3

5

2

2

3

3

3

2

5

2

2

3

2

5

=

=

=

Cuando se quiere racionalizar una fracción cuyo denominador sea un binomio que posea radicales de segundo grado, se multiplican las dos componentes del cociente por el binomio conjugado del denominador y se simplifica.

Ejemplos.

(9)

1)

2

1

2

3

+

multiplicando el numerador y el denominador por

1

2

, que es el binomio conjugado del denominador:

5

2

4

1

2

4

5

2

1

2

2

2

3

3

2

1

2

1

2

1

2

3

=

=

+

=

+

2)

3

4

3

2

5

+

multiplicando el numerador y el denominador por

4

+

3

, que es el binomio conjugado del denominador:

3

2

13

3

13

26

3

16

6

3

8

3

5

20

3

4

3

4

3

4

3

2

5

+

=

+

=

+

+

+

=

+

+

+

3)

3

4

2

5

19

multiplicando el numerador y el denominador por

5

2

+

4

3

, que es el binomio conjugado del denominador:

2

3

76

2

95

48

50

3

76

2

95

3

16

2

25

3

76

2

95

3

4

2

5

3

4

2

5

3

4

2

5

19

+

=

+

=

+

=

+

+

4)

7

3

3

2

7

3

3

4

+

multiplicando el numerador y el denominador por

2

3

3

7

, que es el binomio conjugado del denominador:

51

21

18

87

63

12

63

21

18

24

7

9

3

4

7

9

21

6

21

12

3

8

7

3

3

2

7

3

3

2

7

3

3

2

7

3

3

4

=

+

=

+

=

+

17

29

21

6

51

87

21

18

Referencias

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