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Leyes de exponentes
Los exponentes se utilizan para mostrar cuántas veces un número se multiplica por sí mismo. Por ejemplo, en la expresión 2^3
, el número 2 se multiplica por sí mismo 3 veces: 2 * 2 * 2
es importante entender las reglas de los exponentes porque ayudan a simplificar expresiones y resolver problemas que involucran exponentes.
¿Qué son los exponentes?
El exponente es el número que indica cuántas veces se multiplica un número base por sí mismo. En la expresión a^n
, a
es la base y n
es el exponente. La expresión significa que a
se multiplica por sí mismo n
veces.
Ejemplo:
3^4 = 3 * 3 * 3 * 3 = 81
Leyes básicas de exponentes
Vamos a ver algunas reglas básicas de los exponentes. Estas reglas son fundamentales para simplificar expresiones y resolver ecuaciones.
1. Regla del producto de potencias
Al multiplicar dos potencias con la misma base, mantén la base y suma los exponentes. En otras palabras:
a^m * a^n = a^(m+n)
Ejemplo:
2^3 * 2^4 = 2^(3+4) = 2^7 = 2 * 2 * 2 * 2 * 2 * 2 * 2 = 128
2. Regla del cociente de potencias
Al dividir dos potencias con la misma base, mantén la base y resta los exponentes.
a^m / a^n = a^(m-n)
Ejemplo:
5^5 / 5^3 = 5^(5-3) = 5^2 = 5 * 5 = 25
3. La regla de la potencia de una potencia
Al elevar una potencia a otra potencia, mantén la base y multiplica los exponentes.
(a^m)^n = a^(m*n)
Ejemplo:
(3^2)^3 = 3^(2*3) = 3^6 = 3 * 3 * 3 * 3 * 3 * 3 = 729
4. La regla de la potencia de un producto
Para encontrar la potencia de un producto, distribuye el exponente sobre cada factor dentro del paréntesis.
(ab)^n = a^n * b^n
Ejemplo:
(2 * 3)^2 = 2^2 * 3^2 = 4 * 9 = 36
5. Regla de la potencia del cociente
Aplica el exponente tanto al numerador como al denominador para encontrar la potencia del cociente.
(a/b)^n = a^n / b^n
Ejemplo:
(4/2)^3 = 4^3 / 2^3 = 64 / 8 = 8
6. Regla del exponente cero
Cualquier base (excepto 0) elevada a la potencia cero es igual a 1.
a^0 = 1
Ejemplo:
7^0 = 1 100^0 = 1
7. Regla del exponente negativo
Los exponentes negativos indican cuántas veces el número tiene que ser dividido. Esto es lo opuesto a multiplicar. En otras palabras:
a^(-n) = 1/a^n
Ejemplo:
2^(-3) = 1/(2^3) = 1/8
Ejemplo visual
Aquí hay ejemplos visuales usando las reglas de números y exponentes:
Ejemplo de producto de potencias:
2^2 * 2^3 = 2^(2+3) = 2^5
Diagrama: 2^2 = 2 * 2 = 4 2^3 = 2 * 2 * 2 = 8 Multiplicar: 4 * 8 = 2^5 Cálculos confirman: 2^5 = 32
Ejemplo de un cociente de potencias:
10^4 / 10^2 = 10^(4-2) = 10^2
Diagrama: 10^4 = 10 * 10 * 10 * 10 = 10000 10^2 = 10 * 10 = 100 Dividir: 10000 / 100 = 10^2 Cálculos confirman: 10^2 = 100
Ejemplo de la potencia de una potencia:
(5^2)^3 = 5^(2*3) = 5^6
Diagrama: 5^2 = 5 * 5 = 25 25 elevado a la potencia 3 (25^3) Cálculos confirman: 5^6 = 15625
Ejemplo de la potencia de un producto:
(3 * 2)^2 = 3^2 * 2^2
Diagrama: 3 * 2 = 6 6 a la potencia de 2 = 36 Diferentes cálculos: 3^2 = 9, 2^2 = 4, y 9 * 4 = 36
Ejemplos adicionales y problemas
Aquí hay algunos ejemplos adicionales para practicar las reglas de los exponentes y entenderlas más profundamente:
Problema de práctica 1:
Simplifica 4^7 * 4^2
.
Solución: Usando la regla del producto de potencias: 4^7 * 4^2 = 4^(7+2) = 4^9 = 262144
Problema de práctica 2:
Simplifica 9^5 / 9^3
.
Solución: Usando la regla del cociente de potencias: 9^5 / 9^3 = 9^(5-3) = 9^2 = 81
Problema de práctica 3:
Simplifica (6^2)^4
.
Solución: Usando la regla de la potencia de potencias: (6^2)^4 = 6^(2*4) = 6^8 = 1679616
Problema de práctica 4:
Simplifica (4 * 7)^2
.
Solución: Usando la regla de la potencia del producto: (4 * 7)^2 = 4^2 * 7^2 = 16 * 49 = 784
Problema de práctica 5:
Simplifica (5/3)^3
.
Solución: Usando la regla de la potencia del cociente: (5/3)^3 = 5^3 / 3^3 = 125 / 27
Comprendiendo exponentes cero y negativos
Además de las operaciones con exponentes positivos, es importante entender cómo funcionan los exponentes cero y negativos.
Ejemplo de exponente cero:
7^0 = 1
Explicación: Cualquier número no cero elevado a la potencia de 0 da 1. Esta regla surge del patrón observado al dividir números exponenciales: para a^n/a^n = a^(n-n) = a^0 = 1.
Ejemplo de exponente negativo:
3^(-2) = 1/(3^2)
Explicación: Los exponentes negativos indican el inverso. Si el exponente de la base es negativo, toma el recíproco de la base y aplica el exponente positivo. En el cálculo, 3^(-2) = 1/9.
Conclusión
Comprender las reglas de los exponentes simplifica muchos procesos matemáticos. Al recordar estas reglas, puedes resolver ecuaciones de manera eficiente, ya sea trabajando con expresiones algebraicas o realizando cálculos prácticos en diversos campos. Practica estos conceptos y reglas para volverte competente en el manejo de exponentes y potencias.