Propiedades de los radicales y racionalización
En la prueba de Matemática de 10.° grado, Daniela calcula en la calculadora la expresión $\dfrac{\sqrt2}{\sqrt3+\sqrt2}$ y obtiene un decimal largo e inexacto. Su profesor le pide el resultado exacto y lo más simple posible. ¿Cómo se hace? Y $5\sqrt3 - 2\sqrt3$, ¿se puede reducir a un único término? Este apartado reúne las técnicas para dejar cualquier expresión con radicales en su forma más simple.
Simplificar: extraer factores y reducir el índice
Para simplificar un radical hay dos herramientas: sacar factores fuera de la raíz y bajar el índice.
Radicandos con letras y fracciones
Con letras (suponemos que son positivas) se hace lo mismo que con los números: un factor $a^m$ dentro de una raíz de índice $n$ se divide $m : n$. El cociente es el exponente del factor que sale de la raíz y el resto es el exponente de lo que queda dentro: $\sqrt[n]{a^m} = a^{c}\sqrt[n]{a^{r}}$.
Si el radicando es una fracción, se separa en numerador y denominador, porque $\sqrt[n]{\dfrac{a}{b}}=\dfrac{\sqrt[n]{a}}{\sqrt[n]{b}}$, y se extraen factores en cada parte.
Extrae todos los factores posibles de los siguientes radicales: a) $\sqrt{72}$ b) $\sqrt[3]{250}$
Extrae todos los factores posibles de los siguientes radicales:
- a) $\sqrt{72}$
- b) $\sqrt[3]{250}$
Introduce los factores enteros dentro del radical y simplifica si es posible: a) $3 \sqrt{5}$ b) $2 \sqrt[4]{3}$
Introduce los factores enteros dentro del radical y simplifica si es posible:
- a) $3 \sqrt{5}$
- b) $2 \sqrt[4]{3}$
Simplifica los siguientes radicales dividiendo el índice y el exponente por su máximo común divisor: a) $\sqrt[6]{27}$ b) $\sqrt[8]{16}$
Simplifica los siguientes radicales dividiendo el índice y el exponente por su máximo común divisor:
- a) $\sqrt[6]{27}$
- b) $\sqrt[8]{16}$
Expresa como un único radical y simplifica el resultado: a) $\sqrt{\sqrt[3]{64}}$ b) $\left(\sqrt[3]{\sqrt{2}}\right)^6$
Expresa como un único radical y simplifica el resultado:
- a) $\sqrt{\sqrt[3]{64}}$
- b) $\left(\sqrt[3]{\sqrt{2}}\right)^6$
Extrae todos los factores posibles de la siguiente raíz y simplifica la expresión resultante: $\sqrt[3]{\frac{81 x^4 y^7}{16 z^5}}$
Extrae todos los factores posibles de la siguiente raíz y simplifica la expresión resultante:
$\sqrt[3]{\frac{81 x^4 y^7}{16 z^5}}$
Sumar y restar radicales semejantes
Dos radicales son semejantes si tienen el mismo índice y el mismo radicando. Solo se pueden sumar o restar si lo son, igual que los monomios semejantes.
Realiza las siguientes sumas y restas de radicales semejantes: a) $5\sqrt{3} - 2\sqrt{3} + 4\sqrt{3}$ b) $\frac{1}{2}\sqrt{7} + \frac{3}{2}\sqrt{7} - \sqrt{7}$
Realiza las siguientes sumas y restas de radicales semejantes:
- a) $5\sqrt{3} - 2\sqrt{3} + 4\sqrt{3}$
- b) $\frac{1}{2}\sqrt{7} + \frac{3}{2}\sqrt{7} - \sqrt{7}$
Realiza la siguiente operación, extrayendo primero los factores necesarios para que los radicales sean semejantes: $3\sqrt{50} + 2\sqrt{18} - \sqrt{8}$
Realiza la siguiente operación, extrayendo primero los factores necesarios para que los radicales sean semejantes:
$3\sqrt{50} + 2\sqrt{18} - \sqrt{8}$
Multiplicar y dividir radicales
Con el mismo índice se opera directamente el radicando: $\sqrt[n]{a}\cdot\sqrt[n]{b}=\sqrt[n]{a\cdot b}$ y $\sqrt[n]{a}:\sqrt[n]{b}=\sqrt[n]{a:b}$. Con índices distintos, primero hay que reducir a índice común (pasar a exponentes fraccionarios con el mismo denominador).
Realiza las siguientes multiplicaciones de radicales con el mismo índice y extrae factores si es posible: a) $\sqrt{2} \cdot \sqrt{8}$ b) $\sqrt[3]{4} \cdot \sqrt[3]{10}$
Realiza las siguientes multiplicaciones de radicales con el mismo índice y extrae factores si es posible:
- a) $\sqrt{2} \cdot \sqrt{8}$
- b) $\sqrt[3]{4} \cdot \sqrt[3]{10}$
Reduce a índice común y realiza la siguiente multiplicación y división de radicales: $\frac{\sqrt{2} \cdot \sqrt[3]{3}}{\sqrt[6]{6}}$
Reduce a índice común y realiza la siguiente multiplicación y división de radicales:
$\frac{\sqrt{2} \cdot \sqrt[3]{3}}{\sqrt[6]{6}}$
Simplifica la siguiente expresión introduciendo los factores en el radical más interior y expresándolo como una única raíz: $\sqrt{2 \cdot \sqrt[3]{2}}$
Simplifica la siguiente expresión introduciendo los factores en el radical más interior y expresándolo como una única raíz:
$\sqrt{2 \cdot \sqrt[3]{2}}$
Simplifica la siguiente expresión con radicales anidados, expresando el resultado como una única raíz: $\sqrt{2 \cdot \sqrt[3]{4 \cdot \sqrt{8}}}$
Simplifica la siguiente expresión con radicales anidados, expresando el resultado como una única raíz:
$\sqrt{2 \cdot \sqrt[3]{4 \cdot \sqrt{8}}}$
Racionalizar denominadores
Dejar una raíz en el denominador no está «mal», pero no es la forma estándar: se racionaliza multiplicando arriba y abajo por lo necesario para que el denominador quede sin raíces. Primero se ve el denominador monomio, luego las raíces de índice mayor que 2 y por último el binomio con su conjugado.
Denominador monomio
Índice mayor que 2
Binomio conjugado
Racionaliza el denominador de las siguientes fracciones y simplifica el resultado: a) $\frac{6}{\sqrt{3}}$ b) $\frac{10}{\sqrt{5}}$
Racionaliza el denominador de las siguientes fracciones y simplifica el resultado:
- a) $\frac{6}{\sqrt{3}}$
- b) $\frac{10}{\sqrt{5}}$
Racionaliza las siguientes expresiones multiplicando por el conjugado del denominador: a) $\frac{4}{\sqrt{5}-1}$ b) $\frac{2}{\sqrt{3}+1}$
Racionaliza las siguientes expresiones multiplicando por el conjugado del denominador:
- a) $\frac{4}{\sqrt{5}-1}$
- b) $\frac{2}{\sqrt{3}+1}$
Racionaliza las siguientes fracciones con raíces de índice mayor que 2: a) $\frac{10}{\sqrt[5]{8}}$ b) $\frac{3}{\sqrt[4]{27}}$
Racionaliza las siguientes fracciones con raíces de índice mayor que 2:
- a) $\frac{10}{\sqrt[5]{8}}$
- b) $\frac{3}{\sqrt[4]{27}}$
Racionaliza el denominador y simplifica al máximo la siguiente expresión: $\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{3}+\sqrt{2}}$
Racionaliza el denominador y simplifica al máximo la siguiente expresión:
$\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{3}+\sqrt{2}}$
Racionaliza el denominador de la siguiente fracción y simplifica al máximo operando el numerador: $\frac{\sqrt{6}-\sqrt{2}}{\sqrt{6}+\sqrt{2}}$
Racionaliza el denominador de la siguiente fracción y simplifica al máximo operando el numerador:
$\frac{\sqrt{6}-\sqrt{2}}{\sqrt{6}+\sqrt{2}}$
Realiza la siguiente operación combinada con fracciones irracionales. Para ello, racionaliza primero cada fracción por separado y luego efectúa la resta:…
Realiza la siguiente operación combinada con fracciones irracionales. Para ello, racionaliza primero cada fracción por separado y luego efectúa la resta:
$\frac{2}{\sqrt{5}-\sqrt{3}} - \frac{2}{\sqrt{5}+\sqrt{3}}$
Aplicaciones en geometría y física
Muchas veces los datos de un problema son radicales y el resultado exacto también. Con las técnicas anteriores se calculan áreas, perímetros, alturas y velocidades sin pasar a decimales.
En un taller de carpintería, se va a cortar un tablero rectangular cuyas dimensiones exactas son $\sqrt{12}$ dm de ancho y $\sqrt{27}$ dm de largo. Calcula el área y el…
En un taller de carpintería, se va a cortar un tablero rectangular cuyas dimensiones exactas son $\sqrt{12}$ dm de ancho y $\sqrt{27}$ dm de largo. Calcula el área y el perímetro del tablero, expresando los resultados de forma exacta mediante radicales simplificados.
La velocidad $v$ (en m/s) de una onda que viaja por una cuerda tensa se calcula con la fórmula $v = \sqrt{\frac{F}{\mu}}$, donde $F$ es la tensión en newtons y $\mu$ la…
La velocidad $v$ (en m/s) de una onda que viaja por una cuerda tensa se calcula con la fórmula $v = \sqrt{\frac{F}{\mu}}$, donde $F$ es la tensión en newtons y $\mu$ la densidad lineal en kg/m. Si una cuerda de guitarra está sometida a una tensión $F = 12$ N y tiene una densidad $\mu = 5$ kg/m, halla el valor exacto de $v$. Racionaliza el denominador y extrae los factores posibles.
Calcula la longitud exacta de la diagonal principal $D$ de un cubo cuya arista mide $a = \sqrt{5}$ cm. Recuerda que la diagonal de un cubo se calcula como…
Calcula la longitud exacta de la diagonal principal $D$ de un cubo cuya arista mide $a = \sqrt{5}$ cm. Recuerda que la diagonal de un cubo se calcula como $D = \sqrt{a^2 + a^2 + a^2}$. Expresa el resultado de la forma más simplificada posible.
En diseño gráfico, las proporciones basadas en el número áureo $\phi = \frac{1+\sqrt{5}}{2}$ se consideran estéticamente perfectas. Un lienzo tiene forma de rectángulo…
En diseño gráfico, las proporciones basadas en el número áureo $\phi = \frac{1+\sqrt{5}}{2}$ se consideran estéticamente perfectas. Un lienzo tiene forma de rectángulo áureo (el cociente entre su lado mayor y su lado menor es $\phi$). Si el lado menor del lienzo mide exactamente $\sqrt{5}-1$ metros, calcula la longitud exacta del lado mayor. Simplifica el resultado al máximo.
La fachada de una cabaña tiene forma de triángulo isósceles. La base del triángulo mide $\sqrt{6}$ metros y los dos lados iguales miden $\sqrt{15}$ metros cada uno.…
La fachada de una cabaña tiene forma de triángulo isósceles. La base del triángulo mide $\sqrt{6}$ metros y los dos lados iguales miden $\sqrt{15}$ metros cada uno. Calcula el valor exacto de la altura $h$ sobre la base y el área total de la fachada. Racionaliza los resultados si aparecen raíces en el denominador.
En física, la velocidad $v$ de un objeto se puede despejar a partir de su energía cinética $E_c$ y su masa $m$ mediante la fórmula $v = \sqrt{\frac{2E_c}{m}}$. Si un…
En física, la velocidad $v$ de un objeto se puede despejar a partir de su energía cinética $E_c$ y su masa $m$ mediante la fórmula $v = \sqrt{\frac{2E_c}{m}}$. Si un prototipo de vehículo tiene una masa de $m = \sqrt{3}$ kg y su energía cinética es $E_c = 45$ J, calcula el valor exacto de su velocidad. Racionaliza y extrae los factores posibles de la raíz resultante.
Demuestra, desarrollando los productos notables y simplificando, que el resultado de la siguiente expresión es un número entero:…
Demuestra, desarrollando los productos notables y simplificando, que el resultado de la siguiente expresión es un número entero:
$(\sqrt{7} - \sqrt{3})^2 + (\sqrt{7} + \sqrt{3})^2$
Vuelve al principio: racionalizando con el conjugado, $\dfrac{\sqrt2}{\sqrt3+\sqrt2} = \dfrac{\sqrt2(\sqrt3-\sqrt2)}{(\sqrt3+\sqrt2)(\sqrt3-\sqrt2)} = \dfrac{\sqrt6-2}{3-2} = \sqrt6 - 2$, y la resta de semejantes da $5\sqrt3 - 2\sqrt3 = 3\sqrt3$.