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1 UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICAS FUNDAMENTOS DE MATEMÁTICAS Profesor: JESÚS MENDOZA NAVARRO GUÍA 13: EXPRESIONES ALGEBRAICAS IRRACIONALES Una expresión radical es, en general, toda raíz indicada de una cantidad. Si la raíz indicada es exacta, se tiene una cantidad racional, y si no lo es, irracional. I. SIMPLIFICACIÓN DE RADICALES Simplificar un radical es reducirlo a su más simple expresión. Un radical está reducido a su más simple expresión cuando la cantidad subradical es entera y del menor grado posible (el exponente de la cantidad subradical son menores que el índice de la raíz). EJEMPLO 1. Simplificación de un radical Veamos cómo se simplifican las siguientes expresiones irracionales. 𝑎) √9𝑥3 = √32𝑥2𝑥 = √32√𝑥2√𝑥 = 3𝑥√𝑥 𝑏) 3√72𝑎4𝑏5 = 3√2 ∙ 62𝑎4𝑏4𝑏 = 3 ∙ 6𝑎2𝑏2√2𝑏 = 18𝑎2𝑏2√2𝑏 𝑐) 2√16𝑥4𝑦5 3 = 2√2 ∙ 23𝑥3𝑥𝑦3𝑦2 3 = 2 ∙ 2𝑥𝑦 √2𝑥𝑦2 3 = 4𝑥𝑦 √2𝑥𝑦2 3 EJEMPLO 2. Simplificación de un radical En algunos casos se puede presentar el caso en que tanto el índice de la raíz como los factores de la cantidad subradical tienen un divisor común. En ese caso, lo que se hace es dividir el índice de la raíz y los exponentes de los factores entre su divisor común. Lo vemos en los siguientes ejemplos. 𝑎) √16𝑥2 4 = √24𝑥2 4 = 24 4⁄ 𝑥2 4⁄ = 2𝑥1 2⁄ = 2√𝑥 𝑏) √𝑎2𝑏2𝑥2 6 = 𝑎2 6⁄ 𝑏2 6⁄ 𝑥2 6⁄ = 𝑎1 3⁄ 𝑏1 3⁄ 𝑥1 3⁄ = √𝑎𝑏𝑥 3 𝑐) √256𝑥16 8 = √28𝑥16 8 = 28 8⁄ 𝑥16 8⁄ = 2𝑥2 II. INTRODUCCIÓN DE CANTIDADES BAJO EL SIGNO RADICAL En algunas ocasiones es necesario aplicar la operación inversa a la simplificación de racionales. Para introducir el coeficiente de una expresión radical bajo el signo de raíz, se eleva dicho coeficiente a la potencia que indique el índice del radical. 2 EJEMPLO 3. Introducción de cantidades en una raíz En cada caso, introducir el coeficiente dentro del radical en los casos siguientes. 𝑎) 3√𝑥 = √32𝑥 = √9𝑥 𝑏) 2𝑎2 √𝑎2𝑏 3 = √(2𝑎2)3𝑎2𝑏 3 = √8𝑎8𝑏 3 𝑐) 3𝑥 √𝑥2 4 = √(3𝑥)4𝑥2 4 = √81𝑥6 4 III. SUMA Y RESTA DE RADICALES Se simplifican los radicales dados; se reducen los radicales semejantes y a continuación se escriben los radicales no semejantes con su propio signo. EJEMPLO 4. Suma y resta de radicales En cada caso, simplificar las expresiones algebraicas irracionales. 𝑎) √18𝑥3 + 4√2𝑥3 − 𝑥√50𝑥 = √2 ∙ 32𝑥2𝑥 + 4√2𝑥2𝑥 − 𝑥√2 ∙ 52𝑥 = 3𝑥√2𝑥 + 4𝑥√2𝑥 − 5𝑥√2𝑥 = 2𝑥√2𝑥 𝑏) 8√𝑎5 − √4𝑎5 + 𝑎2√25𝑎 − 3√𝑎5 = 8√𝑎4𝑎 − √22𝑎4𝑎 + 𝑎2√52𝑎 − 3√𝑎4𝑎 = 8𝑎2√𝑎 − 2𝑎2√𝑎 + 5𝑎2√𝑎 − 3𝑎2√𝑎 = 8𝑎2√𝑎 𝑐) √ 𝑥 8 + √ 2𝑥 27 − 1 4 √ 𝑥 2 − √ 2𝑥 75 = √ 𝑥 2 ∙ 22 + √ 2𝑥 3 ∙ 32 − 1 4 √ 𝑥 2 − √ 2𝑥 3 ∙ 52 = 1 2 √ 𝑥 2 + 1 3 √ 2𝑥 3 − 1 4 √ 𝑥 2 − 1 5 √ 2𝑥 3 = 1 4 √ 𝑥 2 + 2 15 √ 2𝑥 3 IV. MULTIPLICACIÓN DE RADICALES Para la multiplicación de radicales se usa la propiedad distributiva y se simplifican los radicales, si es posible. EJEMPLO 5. Multiplicación de radicales En cada caso, multiplicar las expresiones algebraicas irracionales. 𝑎) (5√𝑥 − 7) × √𝑥 = 5√𝑥2 − 7√𝑥 = 5𝑥 − 7√𝑥 3 𝑏) (√𝑎 + 2 + 2√𝑎) × (√𝑎 + 2 − 3√𝑎) V. DIVISIÓN DE RADICALES Se dividen los coeficientes entre sí y las cantidades subradicales entre sí, escribiendo ese último cociente debajo de la raíz y se simplifica el resultado, si es posible. EJEMPLO 6. División de radicales En cada caso, dividir las expresiones algebraicas irracionales. 𝑎) 2√81𝑥7 3 ÷ 3√3𝑥2 3 = 2 3 √ 81𝑥7 3𝑥2 3 = 2 3 √27𝑥5 3 = 2 3 √33𝑥3𝑥2 3 = 2𝑥 √𝑥2 3 𝑏) 6√𝑥5𝑦7 ÷ 2√𝑥𝑦3 = 6 2 √ 𝑥5𝑦7 𝑥𝑦3 = 3√𝑥4𝑦4 = 3𝑥2𝑦2 EJERCICIOS En los ejercicios 1 a 6 simplifique los radicales dados. 1. √49𝑎3𝑏5 2. √16𝑥4𝑦7 3 3. 2√75𝑎5𝑏3 4. √𝑚5𝑛9 4 5. 3√32𝑥5𝑧13 4 6. 8𝑎√72𝑎7 En los ejercicios 7 a 12 introduzca los coeficientes en los radicales dados. 7. 3𝑎√2𝑎 8. 𝑎𝑏2 √𝑎2𝑏 3 9. 5𝑎√3𝑎3 10. 2𝑎2𝑏2 √𝑎2𝑏 3 11. (𝑥 + 𝑦)√ 2 𝑥 + 𝑦 12. (𝑥 − 1)√ 3 𝑥 − 1 En los ejercicios 13 a 20 realice las operaciones con los radicales dados. 13. √32𝑥3 + 4√18𝑥3 − 𝑥√8𝑥 14. √54𝑎4 3 + 2𝑎 √16𝑎 3 − √250𝑎4 3 4 15. 3𝑥√75 − 2𝑥√20 + √45𝑥2 − 𝑥√48 16. (4√𝑥 − 7√2𝑥) × √𝑥 17. (√𝑥 + 3 + 2√𝑥) × (√𝑥 + 3 − 2√𝑥) 18. (√𝑎 + 4 + 2√𝑎 + 3) × (√𝑎 + 4 − 2√𝑎 + 3) 19. 12√16𝑥7𝑦10 3 ÷ 3√2𝑥5𝑦7 3 20. 5√𝑚5𝑛7 ÷ 2√𝑚3𝑛3
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