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Números · Potencias, raíces y logaritmos

Propiedades de los radicales y racionalización

Te conviene dominar: Productos notables (2.° año de Educación Media General)
Te conviene dominar: Extracción de factores (3.er año de Educación Media General)

Valentina calcula en la computadora la expresión $\dfrac{\sqrt2}{\sqrt3+\sqrt2}$ y obtiene un decimal largo e inexacto. Su profesora 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? Es un tipo de ítem frecuente en las pruebas de admisión (UCAB, USB). 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.

Esquema paso a paso de la extracción de factores de la raíz cuadrada de 72 descomponiendo en 36 por 2 hasta llegar a 6 raíz de 2 √72 cuadrado perfecto: 36 · 2 = √(36·2) √36 = 6 sale de la raíz = 6√2 36 es el mayor cuadrado perfecto que divide a 72

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.

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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:

  1. a) $\sqrt{72}$
  2. b) $\sqrt[3]{250}$
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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:

  1. a) $3 \sqrt{5}$
  2. b) $2 \sqrt[4]{3}$
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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:

  1. a) $\sqrt[6]{27}$
  2. b) $\sqrt[8]{16}$
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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:

  1. a) $\sqrt{\sqrt[3]{64}}$
  2. b) $\left(\sqrt[3]{\sqrt{2}}\right)^6$
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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:

$\sqrt[3]{\frac{81 x^4 y^7}{16 z^5}}$

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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.

Esquema paso a paso de la suma de radicales semejantes extrayendo factores de raíz de 50 y raíz de 18 para reducirlos a raíz de 2 3√50 + 2√18 − √8 = 3·5√2 + 2·3√2 − 2√2 = 15√2 + 6√2 − 2√2 = 19√2
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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:

  1. a) $5\sqrt{3} - 2\sqrt{3} + 4\sqrt{3}$
  2. b) $\frac{1}{2}\sqrt{7} + \frac{3}{2}\sqrt{7} - \sqrt{7}$
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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:

$3\sqrt{50} + 2\sqrt{18} - \sqrt{8}$

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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).

Esquema de la multiplicación de raíz cuadrada de 2 por raíz cúbica de 3 reduciendo a índice común 6 mediante exponentes fraccionarios √2 · ∛3 se pasan a potencias = 23/6 · 32/6 denominador común 6: un radical = ⁶√(2³·3²) mismo índice (6): ya se pueden unir
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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:

  1. a) $\sqrt{2} \cdot \sqrt{8}$
  2. b) $\sqrt[3]{4} \cdot \sqrt[3]{10}$
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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:

$\frac{\sqrt{2} \cdot \sqrt[3]{3}}{\sqrt[6]{6}}$

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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:

$\sqrt{2 \cdot \sqrt[3]{2}}$

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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:

$\sqrt{2 \cdot \sqrt[3]{4 \cdot \sqrt{8}}}$

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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. Veremos el monomio, las raíces de índice mayor que 2 y el binomio con su conjugado.

Esquema paso a paso de la racionalización de un denominador monomio y de un denominador binomio multiplicando por su conjugado 6√3 · √3√3 = 6√33 = 2√3 denominador monomio: multiplicar por la misma raíz arriba y abajo 4√5−1 · √5+1√5+1 se multiplica por el conjugado: (√5−1)(√5+1) = 5−1 = 4

Denominador monomio

Índice mayor que 2

Binomio conjugado

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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:

  1. a) $\frac{6}{\sqrt{3}}$
  2. b) $\frac{10}{\sqrt{5}}$
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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:

  1. a) $\frac{4}{\sqrt{5}-1}$
  2. b) $\frac{2}{\sqrt{3}+1}$
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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:

  1. a) $\frac{10}{\sqrt[5]{8}}$
  2. b) $\frac{3}{\sqrt[4]{27}}$
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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:

$\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{3}+\sqrt{2}}$

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Practica★★★Sin empezar
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:

$\frac{\sqrt{6}-\sqrt{2}}{\sqrt{6}+\sqrt{2}}$

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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:

$\frac{2}{\sqrt{5}-\sqrt{3}} - \frac{2}{\sqrt{5}+\sqrt{3}}$

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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. Un recurso más: los productos notables también valen con radicales.

Triángulo isósceles con lados iguales de raíz de 15, base raíz de 6 y altura h trazada con línea discontinua b = √6 √15 √15 h
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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.

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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.

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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.

D = ? a a a
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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.

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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.

b = √6 √15 √15 h
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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.

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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:

$(\sqrt{7} - \sqrt{3})^2 + (\sqrt{7} + \sqrt{3})^2$

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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 $5\sqrt3 - 2\sqrt3 = 3\sqrt3$.

Resumen

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