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8.2: Simplifique expressões com raízes

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    183436
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    objetivos de aprendizagem

    Ao final desta seção, você poderá:

    • Simplifique expressões com raízes
    • Estime e aproxime as raízes
    • Simplifique expressões variáveis com raízes

    Antes de começar, faça este teste de prontidão.

    1. Simplifique: a.\((−9)^{2}\) b.\(-9^{2}\) c.\((−9)^{3}\)
      Se você perdeu esse problema, consulte o Exemplo 2.21.
    2. Arredonde\(3.846\) para o centésimo mais próximo.
      Se você perdeu esse problema, revise o Exemplo 1.34.
    3. Simplifique: a.\(x^{3} \cdot x^{3}\) b.\(y^{2} \cdot y^{2} \cdot y^{2}\) c.\(z^{3} \cdot z^{3} \cdot z^{3} \cdot z^{3}\)
      Se você perdeu esse problema, consulte o Exemplo 5.12.

    Simplifique expressões com raízes

    Em Foundations, analisamos brevemente as raízes quadradas. Lembre-se de que quando um número real\(n\) é multiplicado por si mesmo, nós o escrevemos\(n^{2}\) e lemos “\(n^{2}\)ao quadrado”. Esse número é chamado de quadrado de\(n\) e\(n\) é chamado de raiz quadrada. Por exemplo,

    \(13^{2}\)é lido “\(13\)ao quadrado”

    \(169\)é chamado de quadrado de\(13\), já que\(13^{2}=169\)

    \(13\)é uma raiz quadrada de\(169\)

    Definição\(\PageIndex{1}\): Square and Square Root of a Number

    Quadrado

    Se\(n^{2}=m\), então\(m\) é o quadrado de\(n\).

    raiz quadrada

    Se\(n^{2}=m\), então\(n\) é uma raiz quadrada de\(m\).

    Observe\((−13)^{2} = 169\) também, então também\(−13\) é uma raiz quadrada de\(169\). Portanto, ambos\(13\) e\(−13\) são raízes quadradas de\(169\).

    Então, todo número positivo tem duas raízes quadradas — uma positiva e uma negativa. E se quiséssemos apenas a raiz quadrada positiva de um número positivo? Usamos um sinal radical e escrevemos,\(\sqrt{m}\), que denota a raiz quadrada positiva de\(m\). A raiz quadrada positiva também é chamada de raiz quadrada principal.

    Também usamos o sinal radical para a raiz quadrada de zero. Porque\(0^{2}=0, \sqrt{0}=0\). Observe que zero tem apenas uma raiz quadrada.

    Definição\(\PageIndex{2}\): Square Root Notation

    \(\sqrt{m}\)é lido como “a raiz quadrada de”\(m\).

    E se\(n^{2}=m\), então\(n=\sqrt{m}\), para\(n\geq 0\).

    \[\color{cyan} \text{radical sign} \longrightarrow \color{black} \sqrt{m} \color{cyan} \longleftarrow \text{radicand} \nonumber\]
    Figura 8.1.1

    Sabemos que todo número positivo tem duas raízes quadradas e o sinal radical indica o positivo. Nós escrevemos\(\sqrt{169}=13\). Se quisermos encontrar a raiz quadrada negativa de um número, colocamos um negativo na frente do sinal radical. Por exemplo,\(-\sqrt{169}=-13\).

    Exemplo\(\PageIndex{1}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt{144}\)
    2. \(-\sqrt{289}\)

    Solução:

    uma.

    \(\sqrt{144}\)

    Desde\(12^{2}=144\).

    \(12\)

    b.

    \(-\sqrt{289}\)

    Desde\(17^{2}=289\) e o negativo estão na frente do signo radical.

    \(-17\)

    Exercício\(\PageIndex{1}\)

    Simplifique:

    1. \(-\sqrt{64}\)
    2. \(\sqrt{225}\)
    Responda
    1. \(-8\)
    2. \(15\)
    Exercício\(\PageIndex{2}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt{100}\)
    2. \(-\sqrt{121}\)
    Responda
    1. \(10\)
    2. \(-11\)

    Podemos simplificar\(-\sqrt{49}\)? Existe um número cujo quadrado é\(-49\)?

    \((\)___\( )^{2}=-49\)

    Qualquer número positivo ao quadrado é positivo. Qualquer número negativo ao quadrado é positivo. Não há número real igual\(\sqrt{-49}\) a. A raiz quadrada de um número negativo não é um número real.

    Exemplo\(\PageIndex{2}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt{-196}\)
    2. \(-\sqrt{64}\)

    Solução:

    uma.

    \(\sqrt{-196}\)

    Não existe um número real cujo quadrado seja\(-196\).

    \(\sqrt{-196}\)não é um número real.

    b.

    \(-\sqrt{64}\)

    O negativo está na frente do radical.

    \(-8\)

    Exercício\(\PageIndex{3}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt{-169}\)
    2. \(-\sqrt{81}\)
    Responda
    1. não é um número real
    2. \(-9\)
    Exercício\(\PageIndex{4}\)

    Simplifique:

    1. \(-\sqrt{49}\)
    2. \(\sqrt{-121}\)
    Responda
    1. \(-7\)
    2. não é um número real

    Até agora, falamos apenas sobre quadrados e raízes quadradas. Vamos agora estender nosso trabalho para incluir poderes superiores e raízes superiores.

    Vamos revisar um pouco do vocabulário primeiro.

    \(\begin{array}{ll}{\text { We write: }} & {\text { We say: }} \\ {n^{2}} & {n \text { squared }} \\ {n^{3}} & {n \text { cubed }} \\ {n^{4}} & {n \text { to the fourth power }} \\ {n^{5}} & {n \text { to the fifth power }}\end{array}\)

    Os termos “quadrado” e “cubo” vêm das fórmulas para a área de um quadrado e o volume de um cubo.

    Será útil ter uma tabela das potências dos números inteiros de\(−5\) até\(5\). Veja a Figura 8.1.2

    A figura contém duas tabelas. A primeira tabela tem 9 linhas e 5 colunas. A primeira linha é uma linha de cabeçalho com os cabeçalhos “Número”, “Quadrado”, “Cubo”, “Quarta potência” e “Quinta potência”. A segunda linha contém as expressões n, n ao quadrado, n ao cubo, n elevado à quarta potência e n elevado à quinta potência. A terceira linha contém o número 1 em cada coluna. A quarta linha contém os números 2, 4, 8, 16, 32. A quinta linha contém os números 3, 9, 27, 81, 243. A sexta linha contém os números 4, 16, 64, 256, 1024. A sétima linha contém os números 5, 25, 125, 625, 3125. A oitava linha contém as expressões x, x ao quadrado, x ao cubo, x elevado à quarta potência e x à quinta potência. A última linha contém as expressões x ao quadrado, x elevado à quarta potência, x à sexta potência, x à oitava potência e x à décima potência. A segunda tabela tem 7 linhas e 5 colunas. A primeira linha é uma linha de cabeçalho com os cabeçalhos “Número”, “Quadrado”, “Cubo”, “Quarta potência” e “Quinta potência”. A segunda linha contém as expressões n, n ao quadrado, n ao cubo, n elevado à quarta potência e n elevado à quinta potência. A terceira linha contém os números menos 1, 1 negativo 1, 1, menos 1. A quarta linha contém os números menos 2, 4, menos 8, 16, menos 32. A quinta linha contém os números menos 3, 9, menos 27, 81, menos 243. A sexta linha contém os números menos 4, 16, menos 64, 256, menos 1024. A última linha contém os números menos 5, 25, menos 125, 625, menos 3125.
    Figura 8.1.2

    Observe os sinais na tabela. Todos os poderes dos números positivos são positivos, é claro. Mas quando temos um número negativo, as potências pares são positivas e as potências ímpares são negativas. Vamos copiar a linha com os poderes de\(−2\) para ajudar você a ver isso.

    A imagem contém uma tabela com 2 linhas e 5 colunas. A primeira linha contém as expressões n, n ao quadrado, n ao cubo, n elevado à quarta potência e n elevado à quinta potência. A segunda linha contém os números menos 2, 4, menos 8, 16, menos 32. As setas apontam para a segunda e quarta colunas com o rótulo “Resultado positivo de potência uniforme”. As setas apontam para a primeira terceira e quinta colunas com o rótulo “Potência ímpar resultado negativo”.
    Figura 8.1.3

    Agora estenderemos a definição de raiz quadrada para raízes mais altas.

    Definição\(\PageIndex{3}\): Nth Root of a Number

    Se\(b^{n}=a\), então\(b\) é uma\(n^{th}\) raiz de\(a\).

    A\(n^{th}\) raiz principal do\(a\) está escrita\(\sqrt[n]{a}\).

    O\(n\) é chamado de índice do radical.

    Assim como usamos a palavra “cubo” para\(b^{3}\), usamos o termo “raiz cúbica” para\(\sqrt[3]{a}\).

    Podemos consultar a Figura 8.1.2 para ajudar a encontrar raízes mais altas.

    \(\begin{aligned} 4^{3} &=64 & \sqrt[3]{64}&=4 \\ 3^{4} &=81 & \sqrt[4]{81}&=3 \\(-2)^{5} &=-32 & \sqrt[5]{-32}&=-2 \end{aligned}\)

    Poderíamos ter uma raiz par de um número negativo? Sabemos que a raiz quadrada de um número negativo não é um número real. O mesmo vale para qualquer raiz uniforme. Mesmo as raízes dos números negativos não são números reais. As raízes ímpares dos números negativos são números reais.

    Propriedades de\(\sqrt[n]{a}\)

    Quando\(n\) é um número par e

    • \(a \geq 0\), então\(\sqrt[n]{a}\) é um número real.
    • \(a<0\), então não\(\sqrt[n]{a}\) é um número real.

    Quando\(n\) é um número ímpar,\(\sqrt[n]{a}\) é um número real para todos os valores de\(a\).

    Aplicaremos essas propriedades nos próximos dois exemplos.

    Exemplo\(\PageIndex{3}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt[3]{64}\)
    2. \(\sqrt[4]{81}\)
    3. \(\sqrt[5]{32}\)

    Solução:

    uma.

    \(\sqrt[3]{64}\)

    Desde\(4^{3}=64\).

    \(4\)

    b.

    \(\sqrt[4]{81}\)

    Desde\((3)^{4}=81\).

    \(3\)

    c.

    \(\sqrt[5]{32}\)

    Desde\((2)^{5}=32\).

    \(2\)

    Exercício\(\PageIndex{5}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt[3]{27}\)
    2. \(\sqrt[4]{256}\)
    3. \(\sqrt[5]{243}\)
    Responda
    1. \(3\)
    2. \(4\)
    3. \(3\)
    Exercício\(\PageIndex{6}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt[3]{1000}\)
    2. \(\sqrt[4]{16}\)
    3. \(\sqrt[5]{243}\)
    Responda
    1. \(10\)
    2. \(2\)
    3. \(3\)

    Neste exemplo, fique atento aos sinais negativos, bem como às potências pares e ímpares.

    Exemplo\(\PageIndex{4}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt[3]{-125}\)
    2. \(\sqrt[4]{16}\)
    3. \(\sqrt[5]{-243}\)

    Solução:

    uma.

    \(\sqrt[3]{-125}\)

    Desde\((-5)^{3}=-125\).

    \(-5\)

    b.

    \(\sqrt[4]{16}\)

    Pense,\((?)^{4}=-16\). Nenhum número real elevado à quarta potência é negativo.

    Não é um número real.

    c.

    \(\sqrt[5]{-243}\)

    Desde\((-3)^{5}=-243\).

    \(-3\)

    Exercício\(\PageIndex{7}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt[3]{-27}\)
    2. \(\sqrt[4]{-256}\)
    3. \(\sqrt[5]{-32}\)
    Responda
    1. \(-3\)
    2. não é real
    3. \(-2\)
    Exercício\(\PageIndex{8}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt[3]{-216}\)
    2. \(\sqrt[4]{-81}\)
    3. \(\sqrt[5]{-1024}\)
    Responda
    1. \(-6\)
    2. não é real
    3. \(-4\)

    Estimativa e raízes aproximadas

    Quando vemos um número com um sinal radical, muitas vezes não pensamos em seu valor numérico. Embora provavelmente saibamos que\(\sqrt{4}=2\), qual é o valor de\(\sqrt{21}\) ou\(\sqrt[3]{50}\)? Em algumas situações, uma estimativa rápida é significativa e, em outras, é conveniente ter uma aproximação decimal.

    Para obter uma estimativa numérica de uma raiz quadrada, procuramos números quadrados perfeitos mais próximos do radicando. Para encontrar uma estimativa de\(\sqrt{11}\), vemos que\(11\) está entre números quadrados perfeitos\(9\) e\(16\), mais perto de\(9\). Sua raiz quadrada então estará entre\(3\) e\(4\), mas mais perto de\(3\).

    A figura contém duas tabelas. A primeira tabela tem 5 linhas e 2 colunas. A primeira linha é uma linha de cabeçalho com os cabeçalhos “Número” e “Raiz quadrada”. A segunda linha tem os números 4 e 2. A terceira linha é 9 e 3. A quarta linha é 16 e 4. A última linha é 25 e 5. Um texto explicativo contendo o número 11 é direcionado entre 9 e 16 na primeira coluna. Outro texto explicativo contendo a raiz quadrada numérica de 11 é direcionado entre o 3 e o 4 da segunda coluna. Abaixo da tabela estão as desigualdades 9 é menor que 11 é menor que 16 e 3 é menor que a raiz quadrada de 11 é menor que 4. A segunda tabela tem 5 linhas e 2 colunas. A primeira linha é uma linha de cabeçalho com os cabeçalhos “Número” e “Raiz do Cubo”. A segunda linha tem os números 8 e 2. A terceira linha é 27 e 3. A quarta linha é 64 e 4. A última linha é 125 e 5. Um texto explicativo contendo o número 91 é direcionado entre 64 e 125 na primeira coluna. Outro texto explicativo contendo a raiz cúbica numérica de 91 é direcionado entre o 4 e o 5 da segunda coluna. Abaixo da tabela estão as desigualdades 64 é menor que 91 é menor que 125 e 4 é menor que a raiz cúbica de 91 é menor que 5.
    Figura 8.1.4

    Da mesma forma, para estimar\(\sqrt[3]{91}\), vemos que\(91\) está entre números de cubos perfeitos\(64\)\(125\) e. A raiz cúbica então estará entre\(4\)\(5\) e.

    Exemplo\(\PageIndex{5}\)

    Estime cada raiz entre dois números inteiros consecutivos:

    1. \(\sqrt{105}\)
    2. \(\sqrt[3]{43}\)

    Solução:

    a. Pense nos números quadrados perfeitos mais próximos de\(105\). Faça uma pequena mesa com esses quadrados perfeitos e suas raízes quadradas.

    Tabela 8.1.1
      \(\sqrt{105}\)
      .
    Localize\(105\) entre dois quadrados perfeitos consecutivos. \(100<\color{red}105 \color{black} <121\)
    \(\sqrt{105}\)está entre suas raízes quadradas. \(10< \color{red}\sqrt{105}< \color{black}11\)

    b. Da mesma forma, localizamos\(43\) entre dois números de cubos perfeitos.

    Tabela 8.1.2
      \(\sqrt[3]{43}\)
      .
    Localize\(43\) entre dois cubos perfeitos consecutivos. .
    \(\sqrt[3]{43}\)está entre suas raízes cúbicas. .
    Exercício\(\PageIndex{9}\)

    Estime cada raiz entre dois números inteiros consecutivos:

    1. \(\sqrt{38}\)
    2. \(\sqrt[3]{93}\)
    Responda
    1. \(6<\sqrt{38}<7\)
    2. \(4<\sqrt[3]{93}<5\)
    Exercício\(\PageIndex{10}\)

    Estime cada raiz entre dois números inteiros consecutivos:

    1. \(\sqrt{84}\)
    2. \(\sqrt[3]{152}\)
    Responda
    1. \(9<\sqrt{84}<10\)
    2. \(5<\sqrt[3]{152}<6\)

    Existem métodos matemáticos para aproximar raízes quadradas, mas hoje em dia a maioria das pessoas usa uma calculadora para encontrar raízes quadradas. Para encontrar uma raiz quadrada, você usará a\(\sqrt{x}\) chave na sua calculadora. Para encontrar uma raiz cúbica ou qualquer raiz com maior índice, você usará a\(\sqrt[y]{x}\) chave.

    Ao usar essas teclas, você obtém um valor aproximado. É uma aproximação, precisa do número de dígitos mostrados na tela da sua calculadora. O símbolo para uma aproximação é\(≈\) e é lido 'aproximadamente'.

    Suponha que sua calculadora tenha uma exibição de\(10\) dígitos. Você veria isso

    \(\sqrt{5} \approx 2.236067978\)arredondado para duas casas decimais é\(\sqrt{5} \approx 2.24\)

    \(\sqrt[4]{93} \approx 3.105422799\)arredondado para duas casas decimais é\(\sqrt[4]{93} \approx 3.11\)

    Como sabemos que esses valores são aproximações e não valores exatos? Veja o que acontece quando os quadramos:

    \(\begin{aligned}(2.236067978)^{2} &=5.000000002 &(3.105422799)^{4}&=92.999999991 \\(2.24)^{2} &=5.0176 & (3.11)^{4}&=93.54951841 \end{aligned}\)

    Seus quadrados estão próximos\(5\), mas não são exatamente iguais\(5\) a. As quartas potências estão próximas\(93\), mas não são iguais\(93\).

    Exemplo\(\PageIndex{6}\)

    Arredonde para duas casas decimais:

    1. \(\sqrt{17}\)
    2. \(\sqrt[3]{49}\)
    3. \(\sqrt[4]{51}\)

    Solução:

    uma.

    \(\sqrt{17}\)

    Use a chave de raiz quadrada da calculadora.

    \(4.123105626 \dots\)

    Arredonde para duas casas decimais.

    \(4.12\)

    \(\sqrt{17} \approx 4.12\)

    b.

    \(\sqrt[3]{49}\)

    Use a\(\sqrt[y]{x}\) tecla da calculadora.

    \(3.659305710 \ldots\)

    Arredonde para duas casas decimais.

    \(3.66\)

    \(\sqrt[3]{49} \approx 3.66\)

    c.

    \(\sqrt[4]{51}\)

    Use a\(\sqrt[y]{x}\) tecla da calculadora.

    \(2.6723451177 \ldots\)

    Arredonde para duas casas decimais.

    \(2.67\)

    \(\sqrt[4]{51} \approx 2.67\)

    Exercício\(\PageIndex{11}\)

    Arredonde para duas casas decimais:

    1. \(\sqrt{11}\)
    2. \(\sqrt[3]{71}\)
    3. \(\sqrt[4]{127}\)
    Responda
    1. \(\approx 3.32\)
    2. \(\approx 4.14\)
    3. \(\approx 3.36\)
    Exercício\(\PageIndex{12}\)

    Arredonde para duas casas decimais:

    1. \(\sqrt{13}\)
    2. \(\sqrt[3]{84}\)
    3. \(\sqrt[4]{98}\)
    Responda
    1. \(\approx 3.61\)
    2. \(\approx 4.38\)
    3. \(\approx 3.15\)

    Simplifique expressões variáveis com raízes

    A raiz ímpar de um número pode ser positiva ou negativa. Por exemplo,

    Três expressões equivalentes são escritas: a raiz cúbica de 4 cubos, a raiz cúbica de 64 e 4. Há setas apontando para o 4 que está ao cubo na primeira expressão e o 4 na última expressão rotulando-os como “iguais”. Mais três expressões equivalentes também são escritas: a raiz cúbica da quantidade menos 4 entre parênteses ao cubo, a raiz cúbica de menos 64 e menos 4. O negativo 4 na primeira expressão e o negativo 4 na última expressão são rotulados como sendo “o mesmo”.
    Figura 8.1.13

    Mas que tal uma raiz uniforme? Queremos a raiz principal, então\(\sqrt[4]{625}=5\).

    Mas observe,

    Três expressões equivalentes são escritas: a quarta raiz da quantidade 5 até a quarta potência entre parênteses, a quarta raiz de 625 e 5. Há setas apontando para o 5 na primeira expressão e o 5 na última expressão, rotulando-os como “iguais”. Mais três expressões equivalentes também são escritas: a quarta raiz da quantidade menos 5 entre parênteses e a quarta potência entre parênteses, a quarta raiz de 625 e 5. O menos 5 na primeira expressão e o 5 na última expressão são rotulados como sendo os “diferentes—.
    Figura 8.1.14

    Como podemos garantir que a quarta raiz de\(−5\) elevada à quarta potência seja\(5\)? Podemos usar o valor absoluto. \(|−5|=5\). Então, dizemos que quando\(n\) é par\(\sqrt[n]{a^{n}}=|a|\). Isso garante que a raiz principal seja positiva.

    Definição\(\PageIndex{4}\): Simplifying Odd and Even Roots

    Para qualquer número inteiro\(n\geq 2\),

    quando o índice\(n\) é ímpar\(\sqrt[n]{a^{n}}=a\)

    quando o índice\(n\) é uniforme\(\sqrt[n]{a^{n}}=|a|\)

    Devemos usar os sinais de valor absoluto quando tomamos uma raiz uniforme de uma expressão com uma variável no radical.

    Exemplo\(\PageIndex{7}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt{x^{2}}\)
    2. \(\sqrt[3]{n^{3}}\)
    3. \(\sqrt[4]{p^{4}}\)
    4. \(\sqrt[5]{y^{5}}\)

    Solução:

    a. Usamos o valor absoluto para ter certeza de obter a raiz positiva.

    \(\sqrt{x^{2}}\)

    Como o índice\(n\) é uniforme,\(\sqrt[n]{a^{n}}=|a|\).

    b. Essa é uma raiz indexada ímpar, então não há necessidade de um sinal de valor absoluto.

    \(\sqrt[3]{m^{3}}\)

    Como o índice\(n\) é ímpar,\(\sqrt[n]{a^{n}}=a\).

    \(m\)

    c.

    \(\sqrt[4]{p^{4}}\)

    Já que o índice\(n\) é uniforme\(\sqrt[n]{a^{n}}=|a|\).

    \(|p|\)

    d.

    \(\sqrt[5]{y^{5}}\)

    Como o índice\(n\) é ímpar,\(\sqrt[n]{a^{n}}=a\).

    \(y\)

    Exercício\(\PageIndex{13}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt{b^{2}}\)
    2. \(\sqrt[3]{w^{3}}\)
    3. \(\sqrt[4]{m^{4}}\)
    4. \(\sqrt[5]{q^{5}}\)
    Responda
    1. \(|b|\)
    2. \(w\)
    3. \(|m|\)
    4. \(q\)
    Exercício\(\PageIndex{14}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt{y^{2}}\)
    2. \(\sqrt[3]{p^{3}}\)
    3. \(\sqrt[4]{z^{4}}\)
    4. \(\sqrt[5]{q^{5}}\)
    Responda
    1. \(|y|\)
    2. \(p\)
    3. \(|z|\)
    4. \(q\)

    E quanto às raízes quadradas das maiores potências das variáveis? A propriedade de poder dos expoentes diz\(\left(a^{m}\right)^{n}=a^{m \cdot n}\). Então, se fizermos o quadrado\(a^{m}\), o expoente se tornará\(2m\).

    \(\left(a^{m}\right)^{2}=a^{2 m}\)

    Olhando agora para a raiz quadrada.

    \(\sqrt{a^{2 m}}\)

    Desde\(\left(a^{m}\right)^{2}=a^{2 m}\).

    \(\sqrt{\left(a^{m}\right)^{2}}\)

    Desde que\(n\) está empatado\(\sqrt[n]{a^{n}}=|a|\).

    \(\left|a^{m}\right|\)

    Então\(\sqrt{a^{2 m}}=\left|a^{m}\right|\).

    Nós aplicamos esse conceito no próximo exemplo.

    Exemplo\(\PageIndex{8}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt{x^{6}}\)
    2. \(\sqrt{y^{16}}\)

    Solução:

    uma.

    \(\sqrt{x^{6}}\)

    Desde\(\left(x^{3}\right)^{2}=x^{6}\).

    \(\sqrt{\left(x^{3}\right)^{2}}\)

    Já que o índice\(n\) é uniforme\(\sqrt{a^{n}}=|a|\).

    \(\left|x^{3}\right|\)

    b.

    \(\sqrt{y^{16}}\)

    Desde\(\left(y^{8}\right)^{2}=y^{16}\).

    \(\sqrt{\left(y^{8}\right)^{2}}\)

    Já que o índice\(n\) é uniforme\(\sqrt[n]{a^{n}}=|a|\).

    \(y^{8}\)

    Nesse caso, o sinal de valor absoluto não é necessário, pois\(y^{8}\) é positivo.

    Exercício\(\PageIndex{15}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt{y^{18}}\)
    2. \(\sqrt{z^{12}}\)
    Responda
    1. \(|y^{9}|\)
    2. \(z^{6}\)
    Exercício\(\PageIndex{16}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt{m^{4}}\)
    2. \(\sqrt{b^{10}}\)
    Responda
    1. \(m^{2}\)
    2. \(|b^{5}|\)

    O próximo exemplo usa a mesma ideia para raízes mais altas.

    Exemplo\(\PageIndex{9}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt[3]{y^{18}}\)
    2. \(\sqrt[4]{z^{8}}\)

    Solução:

    uma.

    \(\sqrt[3]{y^{18}}\)

    Desde\(\left(y^{6}\right)^{3}=y^{18}\).

    \(\sqrt[3]{\left(y^{6}\right)^{3}}\)

    Já que\(n\) é estranho,\(\sqrt[n]{a^{n}}=a\).

    \(y^{6}\)

    b.

    \(\sqrt[4]{z^{8}}\)

    Desde\(\left(z^{2}\right)^{4}=z^{8}\).

    \(\sqrt[4]{\left(z^{2}\right)^{4}}\)

    Como\(z^{2}\) é positivo, não precisamos de um sinal de valor absoluto.

    \(z^{2}\)

    Exercício\(\PageIndex{17}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt[4]{u^{12}}\)
    2. \(\sqrt[3]{v^{15}}\)
    Responda
    1. \(|u^{3}|\)
    2. \(v^{5}\)
    Exercício\(\PageIndex{18}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt[5]{c^{20}}\)
    2. \(\sqrt[6]{d^{24}}\)
    Responda
    1. \(c^{4}\)
    2. \(d^{4}\)

    No próximo exemplo, agora temos um coeficiente na frente da variável. O conceito\(\sqrt{a^{2 m}}=\left|a^{m}\right|\) funciona praticamente da mesma maneira.

    \(\sqrt{16 r^{22}}=4\left|r^{11}\right|\)porque\(\left(4 r^{11}\right)^{2}=16 r^{22}\).

    Mas observe\(\sqrt{25 u^{8}}=5 u^{4}\) e nenhum sinal de valor absoluto é necessário, como sempre\(u^{4}\) é positivo.

    Exemplo\(\PageIndex{10}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt{16 n^{2}}\)
    2. \(-\sqrt{81 c^{2}}\)

    Solução:

    uma.

    \(\sqrt{16 n^{2}}\)

    Desde\((4 n)^{2}=16 n^{2}\).

    \(\sqrt{(4 n)^{2}}\)

    Já que o índice\(n\) é uniforme\(\sqrt[n]{a^{n}}=|a|\).

    \(4|n|\)

    b.

    \(-\sqrt{81 c^{2}}\)

    Desde\((9 c)^{2}=81 c^{2}\).

    \(-\sqrt{(9 c)^{2}}\)

    Já que o índice\(n\) é uniforme\(\sqrt[n]{a^{n}}=|a|\).

    \(-9|c|\)

    Exercício\(\PageIndex{19}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt{64 x^{2}}\)
    2. \(-\sqrt{100 p^{2}}\)
    Responda
    1. \(8|x|\)
    2. \(-10|p|\)
    Exercício\(\PageIndex{20}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt{169 y^{2}}\)
    2. \(-\sqrt{121 y^{2}}\)
    Responda
    1. \(13|y|\)
    2. \(-11|y|\)

    Este exemplo apenas leva a ideia mais longe, pois tem raízes de índices mais altos.

    Exemplo\(\PageIndex{11}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt[3]{64 p^{6}}\)
    2. \(\sqrt[4]{16 q^{12}}\)

    Solução:

    uma.

    \(\sqrt[3]{64 p^{6}}\)

    Reescreva\(64p^{6}\) como\(\left(4 p^{2}\right)^{3}\).

    \(\sqrt[3]{\left(4 p^{2}\right)^{3}}\)

    Pegue a raiz cúbica.

    \(4p^{2}\)

    b.

    \(\sqrt[4]{16 q^{12}}\)

    Reescreva o radicando como uma quarta potência.

    \(\sqrt[4]{\left(2 q^{3}\right)^{4}}\)

    Pegue a quarta raiz.

    \(2|q^{3}|\)

    Exercício\(\PageIndex{21}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt[3]{27 x^{27}}\)
    2. \(\sqrt[4]{81 q^{28}}\)
    Responda
    1. \(3x^{9}\)
    2. \(3|q^{7}|\)
    Exercício\(\PageIndex{22}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt[3]{125 q^{9}}\)
    2. \(\sqrt[5]{243 q^{25}}\)
    Responda
    1. \(5p^{3}\)
    2. \(3q^{5}\)

    Os próximos exemplos têm duas variáveis.

    Exemplo\(\PageIndex{12}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt{36 x^{2} y^{2}}\)
    2. \(\sqrt{121 a^{6} b^{8}}\)
    3. \(\sqrt[3]{64 p^{63} q^{9}}\)

    Solução:

    uma.

    \(\sqrt{36 x^{2} y^{2}}\)

    Desde\((6 x y)^{2}=36 x^{2} y^{2}\)

    \(\sqrt{(6 x y)^{2}}\)

    Pegue a raiz quadrada.

    \(6|xy|\)

    b.

    \(\sqrt{121 a^{6} b^{8}}\)

    Desde\(\left(11 a^{3} b^{4}\right)^{2}=121 a^{6} b^{8}\)

    \(\sqrt{\left(11 a^{3} b^{4}\right)^{2}}\)

    Pegue a raiz quadrada.

    \(11\left|a^{3}\right| b^{4}\)

    c.

    \(\sqrt[3]{64 p^{63} q^{9}}\)

    Desde\(\left(4 p^{21} q^{3}\right)^{3}=64 p^{63} q^{9}\)

    \(\sqrt[3]{\left(4 p^{21} q^{3}\right)^{3}}\)

    Pegue a raiz cúbica.

    \(4p^{21}q^{3}\)

    Exercício\(\PageIndex{23}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt{100 a^{2} b^{2}}\)
    2. \(\sqrt{144 p^{12} q^{20}}\)
    3. \(\sqrt[3]{8 x^{30} y^{12}}\)
    Responda
    1. \(10|ab|\)
    2. \(12p^{6}q^{10}\)
    3. \(2x^{10}y^{4}\)
    Exercício\(\PageIndex{24}\)

    Simplifique:

    1. \(\sqrt{225 m^{2} n^{2}}\)
    2. \(\sqrt{169 x^{10} y^{14}}\)
    3. \(\sqrt[3]{27 w^{36} z^{15}}\)
    Responda
    1. \(15|mn|\)
    2. \(13\left|x^{5} y^{7}\right|\)
    3. \(3w^{12}z^{5}\)

    Acesse esse recurso on-line para obter instruções e práticas adicionais com expressões simplificadas com raízes.

    • Simplificando expoentes de variáveis com raízes usando valores absolutos

    Conceitos chave

    • Notação de raiz quadrada
      • \(\sqrt{m}\)é lido como 'a raiz quadrada de\(m\) '
      • E se\(n^{2}=m\), então\(n=\sqrt{m}\), para\(n≥0\).
        A imagem mostra a variável m dentro de um símbolo de raiz quadrada. O símbolo é uma linha que sobe pelo lado esquerdo e depois fica plana acima da variável. O símbolo é rotulado como “sinal radical”. A variável m é rotulada como “radicand”.
        Figura 8.1.1
      • A raiz quadrada de\(m\)\(\sqrt{m}\),, é um número positivo cujo quadrado é\(m\).
    • Na raiz de um número
      • Se\(b^{n}=a\), então\(b\) é uma\(n^{th}\) raiz de\(a\).
      • A\(n^{th}\) raiz principal do\(a\) está escrita\(\sqrt[n]{a}\).
      • \(n\)é chamado de índice do radical.
    • Propriedades de\(\sqrt[n]{a}\)
      • Quando\(n\) é um número par e
        • \(a≥0\), então\(\sqrt[n]{a}\) é um número real
        • \(a<0\), então não\(\sqrt[n]{a}\) é um número real
      • Quando\(n\) é um número ímpar,\(\sqrt[n]{a}\) é um número real para todos os valores de\(a\).
    • Simplificando raízes pares e ímpares
      • Para qualquer número inteiro\(n≥2\),
        • quando\(n\) é estranho\(\sqrt[n]{a^{n}}=a\)
        • quando\(n\) é par\(\sqrt[n]{a^{n}}=|a|\)
      • Devemos usar os sinais de valor absoluto quando tomamos uma raiz uniforme de uma expressão com uma variável no radical.

    Glossário

    quadrado de um número
    Se\(n^{2}=m\), então\(m\) é o quadrado de\(n\).
    raiz quadrada de um número
    Se\(n^{2}=m\), então\(n\) é uma raiz quadrada de\(m\).