Grado 7

Grado 7Sistema numéricoPoderes y exponentes


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.


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