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450 Capítulo 7 Raíces, radicales y números complejos = 13 + 313 = 413 13 + 127 = 13 + 1913 213 x + 8x + 413 x - 3 = 613 x + 8x - 3 = 13 + 312 1o 312 + 132 = 13 + 14 - 1212 6 + 412 - 12 + 7 = 6 + 7 + 412 - 12 213 x + 8x + 413 x - 36 + 412 - 12 + 7 = x4 23 xy2 - xy2 23 xy2 23 x13 y2 - 23 x4 y8 = 23 x12 # 23 xy2 - 23 x3 y6 # 23 xy2 = x = x - x1y + x1y 2x2 - 2x2 y + x1y = x - 2x2 # 1y + x1y 23 x13 y2 - 23 x4 y82x2 - 2x2 y + x1y = 3 + 313 3 - 713 3 = 3 - 413 3 13 27 + 13 81 - 713 3 = 3 + 13 27 # 13 3 - 713 3 = 615 - 415 + 215 = 415 = 2 # 315 - 415 + 215 2145 - 180 + 120 = 2 # 19 # 15 - 116 # 15 + 14 # 15 = 1016 + 316 = 1316 = 5 # 216 + 316 5124 + 154 = 5 # 14 # 16 + 19 # 16 13 27 + 13 81 - 713 32145 - 180 + 1205124 + 154 = 1x4 - xy2223 xy2 23 xy2 . EJEMPLO 1 Simplifica. a) b) Solución a) Coloca juntos los términos semejantes. b) Resuelve ahora el ejercicio 15 Como se mencionó en la sección 7.3, a veces es posible convertir radicales no seme- jantes a radicales semejantes simplificando uno o más de ellos. EJEMPLO 2 Simplifica 13 + 127 . Solución Como 13 y 127 son radicales no semejantes, no se pueden sumar como están ahora. Sin embargo, podemos simplificar 127 para obtener radicales semejantes. Resuelve ahora el ejercicio 19 EJEMPLO 3 Simplifica. a) b) c) Solución a) b) c) Resuelve ahora el ejercicio 23 EJEMPLO 4 Simplifica. a) b) Solución a) b) Ahora factoriza el factor común, Resuelve ahora el ejercicio 35 Para sumar o restar radicales 1. Simplifica cada expresión radical. 2. Combina (suma o resta) los radicales semejantes (si existen). Sección 7.4 Suma, resta y multiplicación de radicales 451 7 Z 5 3 + 4 Z 125 19 + 116 Z 19 + 16 1n a + 1n b Z 1n a + b 1n a1n b = An a b 1n a # 1n b = 1n ab = 4x - 101x = 4x - 1100 1x = 216x2 - 1100x 12x 1 18x - 1502 = 1 12x21 18x2 + 1 12x21-1502 12x 1 18x - 1502. = 2x4 y524 4xy3 = 24 16x16 y20 24 4xy3 = 24 64x17 y23 24 4x11 y 24 16x6 y22 = 24 4x11 y # 16x6 y22 = 2x = 23 8x3 13 2x 23 4x2 = 23 2x # 4x2 = 4x413x = 216x813x = 248x9 26x3 28x6 = 26x3 # 8x6 24 4x11 y 24 16x6 y22 13 2x 23 4x226x3 28x6 Consejo útil La regla del producto y la regla del cociente para radicales que se presentaron en la sección 7.3 son Con frecuencia los estudiantes suponen, erróneamente, que existen propiedades semejantes para la suma y la resta, pero esto no es así. Para comprobarlo, sea n una raíz cuadrada (índice 2), a = 9 y b = 16. 2 Multiplicar radicales Para multiplicar radicales se utiliza la regla del producto que se indicó anteriormente. Des- pués de la multiplicación, con frecuencia se simplifica el nuevo radical (ver ejemplos 5 y 6). EJEMPLO 5 Multiplica y simplifica. a) b) c) Solución a) Regla del producto para radicales 16x8 es un cuadrado perfecto. b) Regla del producto para radicales 8x3 es un cubo perfecto. c) Regla del producto para radicales Las raíces cuartas perfectas más grandes que son factores, son 16, x16 y y20. Resuelve ahora el ejercicio 47 Como se indicó antes, cuando se simplifica un radical, los exponentes de las variables de los radicandos son menores que el índice. EJEMPLO 6 Multiplica y simplifica Solución Empieza por utilizar la propiedad distributiva. Resuelve ahora el ejercicio 53 452 Capítulo 7 Raíces, radicales y números complejos Comprendiendo el álgebra Recuerda que PIES es un acrónimo para Primeros, Interiores, Exteriores, Segun- dos. El método PIES se utiliza para multiplicar dos binomios como sigue: También usamos el método PIES para multiplicar expresio- nes radicales como: SEIP P I E S P I E S = 27 - 1212 = 27 - 41912 = 27 - 4118 = 24 - 2118 - 2118 + 3 = 4162 - 2118 - 2118 + 3 1216212162 + 121621-132 + 1-13212162 + 1-1321-132 1216 - 1322 = 1216 - 1321216 - 132 A 13 x - 23 2y2 B A 23 x2 - 13 8y B1216 - 1322 = x - y1x - 1xy + y1y y1y+1xy-y1x- = 2x2 p 1-1y21-y2 + p 1-1y21 1x2 + p 11x21-y2 + p 1 1x21 1x2 1 1x - 1y21 1x - y2. A 13 x - 23 2y2 B A 23 x2 - 13 8y B = 1 13 x2A 23 x2 B + 1 13 x21-13 8y2 + A -23 2y2 B A 23 x2 B + A -23 2y2 B1-13 8y2 P I E S = 9 - 6 = 3 = 9 - 136 = 9 - 316 + 316 - 136 13 + 16213 - 162 = 3132 + 31-162 + 1 162132 + 1 1621-162. 13 + 16213 - 162. = x - 213 xy - 23 2x2 y2 + 2y13 2 = 23 x3 - 23 8 13 xy - 23 2x2 y2 + 23 8y3 13 2 = 23 x3 - 13 8xy - 23 2x2 y2 + 23 16y3 P I E S 11a + 1b 211c + 1d 2. pppp EJEMPLO 7 Multiplica Solución Multiplicaremos utilizando el método PIES. Resuelve ahora el ejercicio 63 EJEMPLO 8 Simplifica. a) b) Solución a) Ahora multiplica los factores usando el método PIES. b) Multiplica los factores usando el método PIES En el ejemplo 6, observa que podría haberse obtenido el mismo resultado simplificando pri- mero y 15018x y después multiplicando. Intenta resolver dicho ejemplo de esta manera. A continuación multiplicaremos expresiones radicales con sumas o diferencias en los radicales como A1a + 1b B A1c + 1d B . Utilizaremos el método PIES que se utilizó para multiplicar dos binomios. Resuelve ahora el ejercicio 99 EJEMPLO 9 Multiplica Solución Podemos multiplicar mediante el método PIES. Resuelve ahora el ejercicio 59 Sección 7.4 Suma, resta y multiplicación de radicales 453 = ƒx + 3 ƒ = 21x + 322 f1x2 = 2x2 + 6x + 9 = x + 3 = 21x + 322 f1x2 = 2x2 + 6x + 9 f1x2 = 2x2 + 6x + 9 f1x2 = 2x2 + 6x + 9 = 36 + 616 1f # g2162 = 62 + 616 1f # g21x2 = x2 + x1x = x2 + x1x = 2x6 + 2x4 = 2x2 2x4 + 2x2 2x2 = 2x2 A 2x4 + 2x2 B 1f # g21x2 = f1x2 # g1x2 1f # g21x2 = f1x2 # g1x2. g1x2 = 2x4 + 2x2 ,f1x2 = 23 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3x2 = 3 = 9 - 6 13 + 16213 - 162 = 32 - 1 1622 1a + b21a - b2 = a2 - b2 En el ejemplo 9, observa que multiplicamos la suma y la diferencia de las mismas dos expresiones radicales. Recuerda de la sección 5.6 que (a b) (a b) a2 b2. Si hacemos a 3 y b 16, podemos multiplicar como sigue. Cuando multiplicamos la suma y la diferencia de las mismas dos expresiones radicales, po- demos obtener la respuesta mediante la diferencia de los cuadrados de las dos expresiones radicales. EJEMPLO 10 Si y determina a) (f g)(x) y b) (f g)(6). Solución a) De la sección 3.6, sabemos que Sustituidos los valores dados. Propiedad distributiva Regla del producto para radicales Radicales simplificados. b) Para calcular (f g)(6), sustituye x por 6 en la respuesta que obtuviste en el inciso a). Sustituye x por 6. Resuelve ahora el ejercicio 77 Como se indicó antes en este capítulo, a menos de que se indique lo contrario, su- ponemos que las expresiones variables en los radicandos representan números reales no negativos. En el ejemplo 11 demostramos cómo se debe usar el valor absoluto para los casos en los que el radicando puede representar cualquier número real. EJEMPLO 11 Simplifica f (x) si a) suponiendo que x 3. b) suponiendo que x puede ser cualquier número real. Solución a) x2 6x 9 se factorizó como (x 3)2. Como x 3, x 3 0 no se necesitan barras de valor absoluto. b) x2 6x 9 se factorizó como (x 3)2. Como x puede ser cualquier número real, x 3 puede ser negativo son necesarias barras de valor absoluto. Resuelve ahora el ejercicio 105 454 Capítulo 7 Raíces, radicales y números complejos f1x2 = 24 2x3 , g1x2 = 24 8x5 - 24 5x6f1x2 = 24 3x2 , g1x2 = 24 9x4 - 24 x7 f1x2 = 23 2x2 , g1x2 = 13 4x + 23 32x2f1x2 = 13 x , g1x2 = 23 x5 + 23 x4 f1x2 = 16x , g1x2 = 16x - 110xf1x2 = 1x, g1x2 = 1x - 13 113 4x - 13 2y2113 4x + 13 102113 4 - 13 62113 2 - 13 362113 9 + 13 22113 3 + 13 42 1213x - 1y21313x + 1y211y + 16z2112z - 18y21215 - 322 113 + 7221413 + 122113 - 1221516 + 321416 - 12 13 - 12214 - 18211 + 15218 + 152113 + 42113+ 52 131a - 51b2131a + 51b2117 - 1z2117 + 1z211x + y211x - y2 116 + x2116 - x219 - 15219 + 15218 + 15218 - 152 25 16x7y6 A25 2x6y9 - 25 10x3y7 B223 x4y5 A23 8x12y4 + 23 16xy9 B13y A227y2 - 1y B 13 y A213 y - 23 y8 B13 1112 + 18215 115 - 132 12 116 + 1182A23 2x3y4 B 224 8x4yz3 24 2x2y3z7 25 x24y30z9 25 x13y8z724 3x9y12 24 54x4y723 9x7y10 23 6x4y3 23 5ab2 23 25a4b1229m3n7 23mn413 3 13 54 13 4 13 1423 2272228 523 320x5y8 + 3x23 135x2y8 23 128x8y10 - 2x2y23 16x2y7x23 27x5y2 - x223 x2y2 + 423 x8y224r7s5 + 3r22r3s5 - 2rs2r5s3 5y24 48x5 - x24 3x5y4223 a4b2 + 4a23 ab23245x3 + 15x 13 27 - 513 8313 16 + 13 5413 108 + 13 32 413 5 - 513 403250a2 - 3272a2 - 8a1183227c2 - 22108c2 - 248c2 215x - 3120x - 4145x518 + 2150 - 31722500xy2 + y1320x 3240x2y + 2x1490y-4190 + 3140 + 211031250 + 41160 -6175 + 5112528 + 21823 + 212 81a + 413 b + 71a - 1213 b51x - 81y + 31x + 21y - 1x 9 + 414 a - 714 a + 5315 - 13 x + 615 + 313 x 315 a + 7 + 515 a - 2214 y - 914 y 613 7 - 813 7213 - 213 - 413 + 5 312 + 712 - 11615 - 215 413 - 1312 - 12 CONJUNTO DE EJERCICIOS 7.4 Ejercicios de práctica Llena los espacios en blanco con la palabra, frase o símbolo(s) apropiados de la siguiente lista. conmutativa distributiva menores semejantes PIES primeros mayores no semejantes 1. Los radicales que tienen el mismo radicando e índice son radicales . 2. Los radicales que difieren en el radicando o en el índice son radicales . 3. La propiedad se usa para sumar o restar radicales semejantes de la misma forma en la que se suman o restan términos semejantes. 4. Cuando un radical se simplifica, los exponentes de las varia- bles en el radicando son que el índice. 5. Cuando multiplicamos expresiones radicales que tienen sumas o restas de radicales, como 11a + 1b211c + 1d2, usamos el método . 6. PIES es un acrónimo para , interiores, exteriores, segundos. Practica tus habilidades En este conjunto de ejercicios, supón que todas las variables representan números reales positivos. Simplifica. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. Simplifica. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. Simplifica. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. 68. 69. 70. 71. 72. 73. 74. 75. 76. En los ejercicios 77-82, f(x) y g(x) están dadas. Determina (f g)(x). 77. 78. 79. 80. 81. 82. Sección 7.4 Suma, resta y multiplicación de radicales 455 Simplifica. Estos ejercicios son una combinación de los que se presentaron antes en esta sección. 83. 84. 85. 86. 87. 88. 89. 90. 91. 92. 93. 94. 95. 96. 97. 98. 99. 100. 101. 102. Simplifica las siguientes expresiones. En los ejercicios 105 y 106, supón que las variables pueden ser cualquier número real. Ver ejemplo 11. 103. 104. 105. 106. Resolución de problemas Determina el perímetro y el área de las siguientes figuras. Da tu respuesta en forma radical con los radicales simplificados (Sugerencia: ver la página 711 para las fórmulas que necesites). 107. �45 �80 108. �54 �96 �150 12�6 5 109. �125 �45 �80 12�5 5 110. �18 �40 �160 �18�8 111. Marcas de derrape A veces los agentes de tránsito utilizan la fórmula s = 130FB para determinar la velocidad de un auto, s, en millas por hora, con base en las marcas de derrape que dejó sobre el camino. En la fórmula, la letra F representa “el factor del camino”, que se determina según el material y las condiciones de la superficie del camino, y la letra B re- presenta la distancia de frenado, en pies. El oficial Jenkins investiga un accidente. Determina la velocidad del automóvil si las marcas de derrape son de 80 pies de longitud, y a) el camino era asfalto seco, cuyo factor de camino es de 0.85, y b) el camino era grava mojada, cuyo factor de camino es 0.52. DIAL 911 POLICIA 112. Manguera contra incendio La velocidad a la que fluye el agua R, en galones por minuto, a través de una manguera contra in- cendios puede calcularse mediante la fórmula R = 28d21P , donde d es el diámetro de la boquilla de la manguera, en pulgadas, y P es la presión de salida, en libras por pulgada cuadrada. Si la boquilla de la manguera tiene un diámetro de 2.5 pulgadas y la presión de salida es de 80 libras por pulgada cuadrada, determina la velocidad del flujo de agua. 113. Estatura de niñas La fórmula f1t2 = 31t + 19 puede usar- se para calcular la estatura media f(t), en pulgadas, de niñas de edad t, en meses, donde 1 t 60. Calcula la estatura promedio de niñas de a) 36 meses y b) 40 meses. 114. Desviación estándar En estadística, la desviación estándar de la población, s (se lee “sigma”), es una medida de la dispersión de un conjunto de datos respecto de su valor medio. Cuanto mayor sea la dispersión, mayor será la des- viación estándar. Una fórmula que se utiliza para deter- minar sigma es s = 1npq , donde n representa el tamaño de la muestra, p representa el porcentaje (o probabilidad) de que algo específico ocurra, y q el porcentaje (o probabili- dad) de que no ocurra. En una muestra de 600 personas que compraron boletos para viajar en avión, el porcenta- je que se presentó a su vuelo, p, fue 0.93, y el porcentaje que no lo hizo, q, fue 0.07. Utiliza esta información para determinar s. © M ish el la/ Sh ut te rs to ck © R ad u Ra zv an /S hu tte rs to ck f1b2 = 220b2 + 60b + 45h1r2 = 24r2 - 32r + 64 g1a2 = 13a + 7 13a + 7, a Ú - 7 3 f1x2 = 12x - 512x - 5, x Ú 5 2 24 4st2 A24 2s5t6 + 24 5s9t2 B23 3ab2 A23 4a4b3 - 23 8a5b4 B 113 a + 52A23 a2 - 6 BA23 x2 - 13 y B A13 x - 223 y2 B223 24a3y4 + 4a23 81y4 2b24 a4b + ab14 16b25 14x4y2 25 3x4y326 128ab17c9 23 x9y11z23 80x1114 2 14 40 115013313 81 + 413 2416 15 - 122 115 + 122112 + 12021312 - 42112 + 52417 + 2163 - 2128 1125 - 1201300118 456 Capítulo 7 Raíces, radicales y números complejos g1x2 = 1x - 2.f1x2 = 1x g1x2 = -1x - 3.f1x2 = 1x Prueba de mitad de capítulo: 7.1-7.4 Para saber tu comprensión de los temas que se han abordado hasta este momento, resuelve este breve examen. Las respuestas, y la sección en que se trató el tema por primera vez, se proporcionan al final del libro. Repasa el tema de las preguntas que respondiste de forma incorrecta. Ejercicios de conceptos y escritura 115. A continuación se muestra la gráfica de f1x2 = 1x . y x �4 �3 �2 �1 4 3 2 1 765431 2�1 a) Si g(x) 2, traza la gráfica de (f g)(x). b) ¿Qué sucede si se suma 2 a la gráfica de f(x)? 116. La gráfica de f1x2 = -1x es la siguiente. y x �4 �3 �2 �1 4 3 2 1 765431 2�1 a) Si g(x) 3, traza la gráfica de (f g)(x). b) ¿Qué sucede si se suma 3 a la gráfica de f(x)? 121. ¿Puede ser 1a + 1b = 1a + b? Explica tu respuesta y proporciona un ejemplo que la apoye. 122. Como 64 36 100, ¿puede ser 164 + 136 = 1100?? Explica tu respuesta. 123. ¿La suma de dos radicales siempre dará por resultado un radical? Proporciona un ejemplo para apoyar tu respuesta. 124. ¿La resta de dos radicales siempre dará por resultado un radical? Proporciona un ejemplo para apoyar tu respuesta. Ejercicios de repaso acumulados [1.2] 125. ¿Qué es un número racional? [1.3] 126. ¿Qué es un número real? 127. ¿Qué es un número irracional? 128. ¿Cuál es la definición de a? [2.2] 129. Despeja m de la fórmula E = 1 2 mv2. [2.5] 130. Resuelve la desigualdad 4 2x 3 7 e indica la solución a) en la recta numérica; b) en notación de intervalo; c) en notación constructiva de conjuntos. 117. Si te indican que y a) Traza la gráfica de (f g)(x). b) ¿Cuál es el dominio de (f g)(x)? 118. Si te indican que y a) Traza la gráfica de(f g)(x). b) ¿Cuál es el dominio de (f g)(x)? 119. Realiza la gráfica de la función f1x2 = 2x2 . 120. Realiza la gráfica de la función f1x2 = 2x2 - 4. g(16) si 26 64a13b23c15232x4y9 8x-21x3 + 2x-1>22. 7x-5>2 # 2x3>2A24 a2b3c B 20 -491>2 + 813>4. 25 7a4b3 g(x) � x 8 + 4x - 7. 313a2 - 4b322 21-16.322 A3 - 27 64 1121 264x2 , x Ú 0 21x - 322 3b24 a5b + 2ab14 16ab 213a A227a2 - 514a B 1x + 15 B A2x - 3152 222 90x2y + 3x1490y 21x - 31y + 91x + 151y 220x5y122180x15y7 13 313 81 Determina la raíz que se indica. 1. 2. Utiliza el valor absoluto para evaluar. 3. 4. 5. Determina 6. Escribe en forma exponencial. 7. Evalúa Simplifica cada expresión. 8. 9. 10. Multiplica Simplifica cada radical. 11. 12. 13. 14. Simplifica. Considera que todas las variables representan números reales positivos. 15. 16. 17. 18. 19. 20. Al simplificar las siguientes raíces cuadradas, ¿en qué in- cisos la respuesta tiene un valor absoluto? Explica tu res- puesta y simplifica los incisos a) y b). a) b) .
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