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Cursé 1º de Biología en la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y, actualmente, soy estudiante de Física en esa misma universidad. Friki hasta que la entropía en el universo sea máxima y llegue la muerte térmica.

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martes, 14 de julio de 2015

Matemáticas ESO: Raíces

Imaginemos que tenemos una tarta y queremos partirlo en trozos muy pequeños. Para ello, la partimos por la mitad (2 trozos) y cada uno de estos trozos, otra vez por la mitad (4 trozos), los cuales volvemos a dividir (8 trozos), y así sucesivamente (16 trozos, 32 trozos...)

Los trozos que vamos obteniendo los vamos multiplicando por 2 al dividirlos. Por lo tanto, para saber cuántos trozo tengo al final tendré que multiplicar $2 \cdot 2 \cdot 2 ...$ tantas veces como divisiones haya hecho. Es decir, si he partido la tarta tres veces, tendré $2 \cdot 2 \cdot 2$, que es igual a 8. 

Pero si hablamos de divisiones más grandes, como 20, por ejemplo, es muy aburrido y largo poner $... \cdot 2$ veinte veces, por eso resumimos esto así: $2^{20}$, lo que significa que el dos se multiplica por sí mismo veinte veces. 
Entonces, para saber el número de trozos que tenemos tras $n$ divisiones, podemos ponerlo como $2^n$.

Igualmente podemos hacer con todos los demás números:
$$5 \cdot 5 \cdot 5 \cdot 5 = 5^3 = 125$$
$$3 \cdot 3 \cdot 3 \cdot 3 = 3^4 = 81$$

Recordamos que esto sólo se puede poner cuando un número se multiplica por sí mismo. Es decir:

$5 \cdot 5 \cdot 3 \neq 5^3$. Esto está mal

Pero esto está bien: $5 \cdot 5 \cdot 5 = 5^3 = 125$

O incluso podemos poner: $5 \cdot 5 \cdot 3 = (5 \cdot 5) \cdot 3 = 5^2 \cdot 3 = 25 \cdot 3 = 75$.

¿Y cuál es la operación contraria? Es decir, si a mí me dan el número 4, ¿cuál es el número que, multiplicado por sí mismo, dos veces, por ejemplo, da cuatro? Llamemos a ese número $x$:
$$x \cdot x = x^2 = 4$$

Sabemos que es 2, porque $2 \cdot 2 = 2^2 = 4$, pero hay veces que no es tan sencillo,como si nos piden saber el del número $144$. En cualquier caso, siguiendo con el ejemplo anterior, se dice que 2 es la raíz (cuadrada) de cuatro, porque $2 \cdot 2$ (2 multiplicado por sí mismo) es igual a cuatro.

¿Cómo se expresa eso? Así:
$$2 = \sqrt{4}$$

Esto es un radical (el nombre de raíz se suele usar como sinónimo de radical, como puedes ver aquí. En realidad se diría que 2 es la raíz de 4 y que $\sqrt{4}$ es el radical, pero tampoco es muy importante):
$$\boxed{\sqrt[n]{x}}$$

 A $n$ se le llama índice de la raíz. Si $n =2$, se dice que es una raíz cuadrada; si $n=3$, se dice que es cúbica. Por otra parte, a $x$ se le llama radicando.

Cuando estamos hablando de raíces cuadradas, podemos omitir (no poner) el índice. Es decir, que si tenemos $\sqrt[2]{3}$, podemos poner directamente $\sqrt{3}$. Se sobreentiende que hablamos de raíces cuadradas.

Es importante saber que hay otra forma de expresar las raíces. 
$$\boxed{\sqrt[n]{x} = x^{\frac{1}{n}}}$$ Por ejemplo: 
$\sqrt{25} = 25^{\frac{1}{2}}$
$\sqrt[37]{5} = 5^{\frac{1}{37}}$
 $\sqrt[21342]{2} = 2^{\frac{1}{21342}}$

Recordemos que si un número negativo se multiplica por otro negativo, el resultado va a ser un número positivo (negativo por negativo es positivo). Por ejemplo $-1 \cdot (-2) = 2$ o en $-5 \cdot (-2) = 10$. Por lo tanto, no vamos a poder encontrar ninguna raíz cuadrada (con los números que trabajamos, llamados números reales) negativa. Es decir, no tiene sentido poner $\sqrt{-4}$, porque ¿qué número multiplicado por sí mismo va a salir negativo? Si el número que tenemos es positivo, la multiplicación por sí mismo (más por más) va a salir positivo. Si el número es negativo, como acabamos de ver, también su multiplicación por sí mismo va a salir positiva. 

Esto se puede extender a cualquier multiplicación de un número por sí mismo un número par de veces. Por lo tanto, podemos decir que si en un radical el índice $n$ es par, como radicando sólo podemos tener números postivos. $\sqrt{3}, \sqrt[6]{4}, \sqrt[600]{2}$. Nunca uno negativo, como ocurre en $\sqrt{-3}, \sqrt[6]{-4}$ o con $\sqrt[600]{-2}$.

Si el índice, $n$, es un número impar, sí que podemos tener un radicando negativo, puesto que un número negativo multiplicado por sí mismo un número impar de veces, como tres, por ejemplo, nos va a seguir saliendo negativo (menos por menos por menos = más por menos = menos), como ocurre en $-3 \cdot (-3) \cdot (-3) = 9 \cdot (-3) = -27$
Por lo tanto, sí que podemos tener $\sqrt[3]{-27}, \sqrt[5]{-32}$ o $\sqrt[7]{-144}$  


Podemos entonces concluir, teniendo presente $\sqrt[n]{x}$, que:
a) Si $n$ es un número par (2, 4, 6, 8...), $x > 0$, es decir, $x$ debe ser un número positivo.
b) Si $n$ es un número impar (3, 5, 7, 9), $x$ puede ser positivo o negativo.

- OPERACIONES CON RAÍCES.

1. Suma y resta de raíces.
A no ser que tengan el mismo índice y radicando poco podemos hacer.
Si yo tengo dos raíces con el mismo índice y radicando (es decir, $n$ y $x$ igual), se pueden agrupar. Por ejemplo:
$$\sqrt[3]{2} + \sqrt[3]{2} = 2 \cdot \sqrt[3]{2}$$
¿Por qué? Porque es lo mismo que cuando tenemos $x + x = 2x$. En este caso $\sqrt[3]{2}$ equivaldría a $x$ (o sea: $x =\sqrt[3]{2}$). Es decir, estamos sumando dos cosas iguales.

Si no son iguales, no puedo ponerlo así, como sucede cuando tenemos $x + y$: $\sqrt[3]{2} + \sqrt[5]{2}$, si aparece $\sqrt[3]{2} + \sqrt[3]{5}$ o cuando tenemos $\sqrt[6]{34} + \sqrt[4]{768}$

Por lo tanto, podemos hacer $\sqrt[3]{2} + \sqrt[3]{2} = 2 \cdot \sqrt[3]{2}$, pero no $\sqrt[6]{34} + \sqrt[4]{768}$.

Lo mismo ocurre con la resta. Si yo tengo $3x - x$, sí que lo puedo hacer, y es $2x$, pero si tengo $3x - y$, no puedo hacer nada, tengo que dejarlo como está. Pongamos algunos ejemplos:

$5 \sqrt{5} - 2\sqrt{3} + \sqrt[3]{5} - 3 \sqrt{5} = 2 \sqrt{5} + \sqrt[3]{5} - 2 \sqrt{3}$

$6 \sqrt[34]{2} + 4 \sqrt[34]{5} - \sqrt[2]{2} + 4 \sqrt[2]{2} = 6 \sqrt[34]{2} + 4 \sqrt[34]{5} + 3 \sqrt[2]{2}$

2. Multiplicación de raíces.
a) Mismo índice. La multiplicación es un poco más liosa. Pueden tener distinto radicando; es decir, una puede ser $\sqrt{3}$ y la otra $\sqrt{2}$, lo único que exige es que tengan el mismo índice. 
Si tienen el mismo índice, éste se deja como está y se multiplican los radicandos. Es decir:
$\sqrt{3} \cdot \sqrt {2} = \sqrt{3 \cdot 2} = \sqrt{6}$
$\sqrt[4]{5} \cdot \sqrt[4]{30} = \sqrt[4]{5 \cdot 30} = \sqrt[4]{150}$
$\sqrt[3]{2} \cdot \sqrt[3]{5} \cdot \sqrt[3]{3} = \sqrt[3]{2 \cdot 5 \cdot 3} = \sqrt[3]{30}$
$\sqrt[4]{3} \cdot \sqrt[3]{89}$, cuidado. Esta no se puede hacer, pues tienen distinto índice.

De esta forma, podemos poner:

$$\boxed{\sqrt[n]{x} \cdot \sqrt[n]{y} = \sqrt[n]{x \cdot y}}$$

b) Distinto índice. Si tienen diferente índice pero deseo operarlos, hay igualmente una forma de hacerlo:
Hay que usar el mínimo común múltiplo de los índices de las diferentes raíces. Por ejemplo:
$$\sqrt{2} \cdot \sqrt[3]{4}$$
El mínimo común múltiplo de 2 y de 3 es 6. 
Como el índice de la primera raíz es 2, hay que multiplicar por sí mismo al radicando $\frac{6}{2} = 3$, 3 veces; es decir, elevarlo a tres. En el segundo caso, habrá que elevarlo a dos ($\frac{6}{3} = 2$).
Por lo tanto:
$$\sqrt{2} \cdot \sqrt[3]{4} = \sqrt[6]{2^3} \cdot \sqrt[6]{3^2} = \sqrt[6]{2^3 \cdot 3^2} = \sqrt[6]{8 \cdot 9} = \sqrt[6]{62}$$

Podemos entonces poner, generalizando:
$$\boxed{\sqrt[n_1]{x} \cdot \sqrt[n_2]{y} = \sqrt[m.c.m.(n_1, n_2)]{x^{\frac{m.c.m.(n_1,n_2)}{n_1}} \cdot y^{\frac{m.c.m.(n_1,n_2)}{n_2}}}} $$

Ejemplos:

$\sqrt[6]{3} \cdot \sqrt{3} = \sqrt[6]{3} \cdot \sqrt[6]{3^3} = \sqrt[6]{3 \cdot 3^3} = \sqrt[6]{3^4} = \sqrt[6]{81}$

$\sqrt[2]{2} \cdot \sqrt[7]{5} = \sqrt[14]{2^7} \cdot \sqrt[14]{5^2} = \sqrt[14]{2^7 \cdot 25}$

$\sqrt[3]{4} \cdot \sqrt[4]{2} = \sqrt[12]{4^3} \cdot \sqrt[12]{2^3} = \sqrt[12]{4^3 \cdot 2^3}$ $= \sqrt[12]{(2 \cdot 2)^3 \cdot 2^3} = \sqrt[12]{2^3 \cdot 2^3 \cdot 2^3} = \sqrt[12]{2^9}$


3. División de raíces.En este caso ocurre exactamente lo mismo que con las multiplicaciones. 
a) División raíces con el mismo índice.
$$\boxed{\frac{\sqrt[n]{x}}{\sqrt[n]{y}} = \sqrt[n]{\frac{x}{y}}}$$ Ejemplos:
$\frac{\sqrt{6}}{\sqrt{3}} = \sqrt{\frac{6}{3}} = \sqrt{2}$

$\frac{\sqrt[3]{5}}{\sqrt[3]{6}} = \sqrt[3]{\frac{5}{6}}$

$\frac{\sqrt[45]{11}}{\sqrt[45]{22}} = \sqrt[45]{\frac{1}{2}}$

$\frac{\sqrt[34]{234}}{\sqrt[32]{3289}}$ no se puede hacer

Y también en sentido inverso:


$\sqrt{\frac{4}{5}} = \frac{\sqrt{4}}{\sqrt{5}} = \frac{2}{\sqrt{5}}$

$\sqrt[7]{\frac{2}{5}} = \frac{\sqrt[7]{2}}{\sqrt[7]{5}}$

$\sqrt[8]{\frac{8}{3}} = \frac{\sqrt[8]{8}}{\sqrt[8]{3}}$

$\sqrt{\frac{1}{2}} = \frac{\sqrt{1}}{\sqrt{2}} = \frac{1}{\sqrt{2}}$

Partiendo de este último ejemplo, vemos que 
$$\boxed{\sqrt[n]{\frac{1}{x}} = \frac{\sqrt[n]{1}}{\sqrt[n]{x}} = \frac{1}{\sqrt[n]{x}}}$$

Como se ve en estos ejemplos:
$\sqrt{\frac{1}{4}} = \frac{\sqrt{1}}{\sqrt{4}} = \frac{1}{2}$

$\sqrt[3]{\frac{1}{5}} = \frac{1}{\sqrt[3]{5}}$

$\sqrt[3598]{\frac{1}{68}} = \frac{1}{\sqrt[3598]{68}}$

b) División de raíces de distinto índice. Se efectúa igual que con las multiplicaciones: utilizando el mínimo común múltiplo de ambos índices.
$$\boxed{\frac{\sqrt[n_1]{x}}{\sqrt[n_2]{y}} = \sqrt[m.c.m.(n_1, n_2)]{\frac{x^{\frac{m.c.m.(n_1,n_2)}{n_1}}}{y^{\frac{m.c.m.(n_1,n_2)}{n_2}}}}} $$

Ejemplos:
$\frac{\sqrt[4]{3}}{\sqrt[2]{6}} = \frac{\sqrt[4]{3}}{\sqrt[4]{6^2}} = \sqrt[4]{\frac{3}{36}} = \sqrt[4]{\frac{1}{13}}$

$\frac{\sqrt[5]{2}}{\sqrt[2]{7}} = \frac{\sqrt[10]{2^2}}{\sqrt[10]{7^5}} = \sqrt[10]{\frac{4}{7^5}}$

$\frac{\sqrt{3}}{\sqrt[6]{5}} = \frac{\sqrt[6]{3^3}}{\sqrt[6]{5}} = \sqrt[6]{\frac{27}{5}}$

4. Potencia de raíces
¿Qué ocurre si un radical si se multiplica a sí mismo? Es decir, si tenemos esto:
$\sqrt[3]{2} \cdot \sqrt[3]{2} = 2^{\frac{1}{3}} \cdot 2^{\frac{1}{3}} = {(2^{\frac{1}{3}})}^{2}$

Podemos decir, generalizando, que es:
$$\boxed{ \sqrt[n]{x^y} = {(\sqrt[n]{x})}^{y} = {(x^{\frac{1}{n}})}^{y} = x^{\frac{1}{n} \cdot y} = x^{\frac{y}{n}}}$$

Poniendo varios ejemplos:
${(\sqrt{5})}^{3} = 5^{\frac{3}{2}} = \sqrt[2]{5^3}$
${(\sqrt[7]{9})}^{3} = 9^{\frac{3}{7}} = \sqrt[7]{9^3}$
$\sqrt[12]{2^9} = {(\sqrt[12]{2})}^{9} = 2^{\frac{9}{12}} = 2^{\frac{3}{4}} = \sqrt[4]{2^3}$
${(\sqrt[2]{5})}^{8} = 5^{\frac{8}{2}} =  5^{4}$

Con este último ejemplo podemos deducir una cosa: si una raíz n-ésima (de índice $n$) está elevada a ese mismo valor (elevada a $n$), el valor final es el del radicando.
Es decir, si tengo ${(\sqrt[3]{2})}^{3} = 2^{\frac{3}{3}} = 2^1 = 2$, o si tenemos ${(\sqrt[344]{15})}^{344} = 15^{\frac{344}{344}} = 15^1 = 15$

Por lo tanto, podemos poner:
$$\boxed{{(\sqrt[n]{x})}^{n} = x^{\frac{n}{n}} = x^1 = x}$$

Conocer esta forma de expresar las raíces nos va a permitir la simplificación de las mismas. Por ejemplo:
$\sqrt[12]{9} = \sqrt[12]{3^2} = 3^{\frac{2}{12}} = 3^{\frac{1}{6}} = \sqrt[6]{3}$
$\sqrt[2]{81} = \sqrt[2]{3^4} = 3^{\frac{4}{2}} = 3^2 = 9$
$\sqrt[6]{125} = \sqrt[6]{5^3} = 5^{\frac{3}{6}} = 5^{\frac{1}{2}} = \sqrt{5}$
$\sqrt[4]{16} = \sqrt[4]{2^4} = 2^{\frac{4}{4}} = 2^1 = 2$


5. Introducir o extraer factores de una raíz
- Sacar factores de la raíz
Al mismo tiempo, sabiendo cómo funcionan las potencias de las raíces podremos sacar o introducir números a un radical.
Recordemos una de las propiedades de la multiplicación, expuesta en el punto (2): $\sqrt[n]{x \cdot y} = \sqrt[n]{x} \cdot \sqrt[n]{y}$
Partiendo de la fórmula general de los radicales, $\sqrt[n]{x^a}$, pueden darse dos casos:

a) El radicando de un radical está elevado a un número menor que el del índice. Es decir $a < n$. En este caso, el radical se queda como está. Como ejemplos, tenemos:
$\sqrt{2} = \sqrt[2]{2^1}$

$\sqrt[7]{4^3}$

$\sqrt[50030]{2^{50029}}$

b) El radicando de un radical está elevado al mismo número del índice. Es decir, $a = n$. Esto  ya lo hemos estudiado antes, en las potencias. Es el caso de:
$\sqrt{4} = \sqrt[2]{2^2} = 2^{\frac{2}{2}} = 2^1 = 2$

$\sqrt[234]{3^{234}} = 3^{\frac{234}{234}} = 3$

Es decir: ${(\sqrt[n]{x})}^{n} = \sqrt[n]{x^n}=x^{\frac{n}{n}} = x$

También se va a poder simplificar en el caso de que haya, como radicando, varios números multiplicándose o dividiéndose:
$\sqrt{3^2 \cdot 5^4} = 3 \cdot 5^2$

$\sqrt[3]{4^3 \cdot 6^3} = \sqrt{{(2^2)}^{3} \cdot {(2 \cdot 3)}^{3}} = \sqrt{2^6 \cdot 2^3 \cdot 3^3} = \sqrt[3]{2^9 \cdot 3^3} = 2^3 \cdot 3 = 8 \cdot 3 = 24$

Aunque este último ejemplo se podría haber hecho mucho más simple así:
$\sqrt[3]{4^3 \cdot 6^3} = \sqrt[3]{4^3} \cdot \sqrt[4]{6^3} = 4 \cdot 6 = 24$

$\sqrt{48} = \sqrt{16 \cdot 3} = \sqrt{4^2 \cdot 3} = \sqrt{2^4 \cdot \sqrt{3}} = 2^2 \cdot \sqrt{3} $

$\sqrt{100} = \sqrt{5^2 \cdot 2^2} = 5 \cdot 2$

c) El radicando de un radical está elevado a un número mayor que el del índice. Es decir $a > n$. Es el caso de $\sqrt{3^3}$ o de $\sqrt[3]{2^8}$. En este caso, vamos a poder sacar fuera algún factor. 

c.1. Si el número al que está elevado es un múltiplo del índice, como ocurre con $\sqrt[2]{3^4}$, $\sqrt[2]{3^{56}}$ o con $\sqrt[5]{2^{50}}$.
Este caso es simple, porque para ello utilizamos las potencias. En los ejemplos expuestos:
$\sqrt[2]{3^4} = 3^{\frac{4}{2}} = 3^2 = 9$

$\sqrt[2]{3^{56}} = 3^{\frac{56}{2}} = 2^{28}$

$\sqrt[5]{2^{50}} = 2^{\frac{50}{5}} = 2^{10}$

c.2. Si el número al que está el evado es no es un múltiple del índice, como ocurre con $\sqrt[3]{2^4}, \sqrt[5]{3^8}, \sqrt{3^5}$ o con $\sqrt[7]{2^{12}}$. En este caso lo que hacemos es dividir el exponente por el índice. El valor del cociente de la división va a ser el número al que vamos a elevar al factor, ya fuera de la raíz, y el resto es el número al que elevamos al que se queda dentro de la raíz. Pongamos ejemplos:

$\sqrt[3]{2^4} \to \frac{4}{3}$, división en la que nos sale de cociente 1 y, de resto, también 1. Por lo tanto:
$\sqrt[3]{2^4} = 2^1 \cdot \sqrt[3]{2^1}$ (recordemos que el 1 del primer 2 es debido al cociente y, el segundo, al resto de la división) 

$\sqrt[5]{3^8} \to \frac{8}{5}$, división en la que nos sale 1 de cociente y, de resto, 3. Por lo tanto:
$\sqrt[5]{3^8} = 3^1 \cdot \sqrt[5]{3^3}$

$\sqrt{3^5} \to \frac{5}{2}$, división en la que obtenemos 2 de cociente y, de resto, 1. Por lo tanto:
$\sqrt{3^5} = 3^2 \cdot \sqrt{3}$

$\sqrt[7]{2^{12}} \to \frac{12}{7}$, división en la que obtenemos 1 de cociente y, de resto, 5. Por lo tanto:
$\sqrt[7]{2^{12}} = 2^1 \cdot \sqrt[7]{2^5}$

Esto se va a seguir cumpliendo aunque haya diferentes números multiplicándose o dividiéndose dentro del radical. Por ejemplo:
$\sqrt[3]{2^4 \cdot 5} = 2 \cdot \sqrt[3]{2 \cdot 5}$

$\sqrt[5]{3^8 \cdot 2^4} = 3 \cdot \sqrt[5]{3^3 \cdot 2^4}$

$\sqrt[7]{2^{12} \cdot 5^5} = 2 \cdot \sqrt[7]{2^5 \cdot 5^5}$

$\sqrt{3^5 \cdot 7^3} = 3^2 \cdot 7 \cdot \sqrt{3 \cdot 7} = 63 \cdot \sqrt{21}$

$\sqrt{4^3 \cdot 3^3} = \sqrt{{(2^2)}^{3} \cdot 3^3} = \sqrt{2^6 \cdot 3^3} = 2^3 \cdot 3 \cdot \sqrt{3} $

$\sqrt{500} = \sqrt{5^3 \cdot 2^2} = 5 \cdot 2 \cdot \sqrt{5} = 10 \cdot \sqrt{5}$

- Introducir factores en la raíz
Es el proceso inverso de lo que acabamos de hacer. En este caso, para introducir un factor en la raíz, va a haber que elevarlo al índice $n$. Es decir:
$$ y \cdot \sqrt[n]{x} = \sqrt[n]{y^n \cdot x}$$ Ejemplos:
$2 \cdot \sqrt[5]{3} = \sqrt[5]{2^5 \cdot 3}$

$2^3 \cdot \sqrt[7]{3} = \sqrt[7]{{(2^3)}^{7} \cdot 3} = \sqrt[7]{2^{21} \cdot 3}$

$5^2 \cdot \sqrt{75} = \sqrt{{(5^2)}^{2} \cdot (5^2 \cdot 3)} = \sqrt{5^4 \cdot 5^2 \cdot 3} = \sqrt{5^6 \cdot 3}$



6. Raíz de una raíz
Este es otro apartado fácil si lo resolvemos con potencias:
$\sqrt[m]{\sqrt[n]{x}} = \sqrt[m]{x^{\frac{1}{n}}} = {(x^{\frac{1}{n}})}^{\frac{1}{m}} = x^{\frac{1}{n} \cdot \frac{1}{m}} = x^{\frac{1}{m \cdot n}} = \sqrt[m \cdot n]{x}$

Por lo tanto, podemos poner como fórmula general:
$$\boxed{\sqrt[m]{\sqrt[n]{x}} = \sqrt[m \cdot n]{x}}$$

Veamos algunos ejemplos:
$\sqrt{\sqrt{2}} = \sqrt[4]{2}$

$\sqrt[3]{\sqrt{2}} = \sqrt[6]{2}$

$\sqrt[3]{\sqrt[5]{6}} = \sqrt[15]{6}$

$\sqrt{\sqrt[34]{93}} = \sqrt[68]{93}$

Sin embargo, esto se complica un poco si tenemos números por dentro. Recordamos que sólo se pueden introducir números en las raíces si están multiplicando y/o dividiendo. Si no encontramos, por ejemplo, $(a + b) \cdot \sqrt[n]{x} \neq \sqrt[n]{(a^n + b^n) \cdot x }$. En tal caso sería:
$$\boxed{(a+b) \cdot \sqrt[n]{x} = \sqrt[n]{{(a+b)}^{n} \cdot x}}$$
Y si $n$ es mayor que tres, habría que desarrollar más la expresión (mediante el Binomio de Newton), algo que escapa los objetivos de este curso. Por lo tanto, iremos a ejemplos más sencillos.
$$\boxed{\sqrt[m]{y \sqrt[n]{x}} = \sqrt[m \cdot n]{x \cdot y^n}}$$
Veamos muestras de esto:

$\sqrt{5 \sqrt{2}} = \sqrt[4]{2 \cdot 5^2} = \sqrt[4]{50}$

$\sqrt[3]{ 3 \sqrt[4]{2}} = \sqrt[12]{3^4 \cdot 2}$

$\sqrt{4 \sqrt{12}} = \sqrt[4]{4^2 \cdot (2^2 \cdot 3)} = \sqrt[4]{2^4 \cdot 2^2 \cdot 3} = \sqrt[4]{2^6 \cdot 3} = 2 \cdot \sqrt[4]{2^2 \cdot 3}$


7. Racionalizar. El objetivo es quitar la raíz del denominador.
a) Cuando tenemos una raíz cuadrada en el denominador. Es decir, que lo que tenemos es $\frac{x}{\sqrt{y}}$.Como lo que yo quiero es que la raíz se vaya del denominador, tengo que hacer un truco: multiplicar arriba y abajo por lo mismo

$$ y = y \cdot 1 = y \cdot \frac{x}{x} = \frac{y \cdot x}{x}$$

De esta forma, sigue siendo igual, se mantiene el equilibrio. Lo mismo ocurre con las raíces:
$$\frac{x}{\sqrt{y}} = \frac{x \cdot \sqrt{y}}{\sqrt{y} \cdot \sqrt{y}} = \frac{x \cdot \sqrt{y}}{(\sqrt{y})^2} = \frac{x \cdot \sqrt{y}}{y^{\frac{2}{2}}} = \frac{x \cdot \sqrt{y}}{y}$$

Por lo tanto, podemos generalizar y poner:
$$\boxed{\frac{x}{\sqrt{y}} =  \frac{x \cdot \sqrt{y}}{y}}$$
Veamos algunos ejemplos:

$\frac{1}{\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{2}}{{(\sqrt{2})}^{2}} = \frac{\sqrt{2}}{2}$

$\frac{3}{\sqrt{7}} = \frac{3 \cdot \sqrt{7}}{7}$

$\frac{28}{\sqrt{14}} = \frac{28 \cdot \sqrt{14}}{14} = 2 \cdot \sqrt{14}$

$\frac{a + 5}{\sqrt{2}} = \frac{(a+5) \cdot \sqrt{2}}{2}$

b) Cuando tenemos una raíz de orden $n$ en el denominador. Es el caso de $\frac{x}{\sqrt[n]{y}}$.
Como queremos que se vaya la raíz del denominador, tenemos que multiplicarla por sí misma tantas veces como sea necesario para que la $y$ se quede sola; es decir, para tengamos en el denominador ${(\sqrt[n]{y})}^{y} = y$
$$\boxed{\frac{x}{\sqrt[n]{y^a}} = \frac{x \cdot \sqrt[n]{y^{n-a}}}{y}}$$
Veamos algunos ejemplos de esto:
$\frac{5}{\sqrt[3]{2}} = \frac{5 \cdot \sqrt[3]{2^2}}{\sqrt[3]{2} \cdot \sqrt[3]{2^2}} = \frac{5 \cdot \sqrt[3]{2^2}}{(\sqrt[3]{2})^3} = \frac{5 \cdot \sqrt[3]{2^2}}{2}$

$\frac{6}{\sqrt[4]{7^3}} = \frac{6 \cdot \sqrt[4]{7}}{\sqrt[4]{7^3} \cdot \sqrt[4]{7}} = \frac{6 \cdot \sqrt[4]{7}}{(\sqrt[4]{7^4})} = \frac{6 \cdot \sqrt[4]{7}}{7}$

$\frac{2}{\sqrt[3]{16}} = \frac{2}{\sqrt[3]{2^4}} = \frac{2}{2 \cdot \sqrt[3]{2}} = \frac{1}{\sqrt[3]{2}} = \frac{\sqrt[3]{2^2}}{2}$

$\frac{1}{2 \cdot \sqrt{5}} = \frac{\sqrt{5}}{2 \cdot \sqrt{5} \cdot \sqrt{5}} = \frac{\sqrt{5}}{2 \cdot (\sqrt{5})^2} = \frac{\sqrt{5}}{2 \cdot 5} = \frac{\sqrt{5}}{10}$

$\frac{7}{\sqrt[3]{81}} = \frac{7}{3 \cdot \sqrt[3]{3}} = \frac{7 \cdot \sqrt[3]{3^2}}{3 \cdot \sqrt[3]{3} \cdot \sqrt[3]{3^2}} = \frac{7 \cdot \sqrt[3]{3^2}}{3 \cdot (\sqrt[3]{3})^3} = \frac{7 \cdot \sqrt[3]{3^2}}{9}$

Como se ve en estos dos últimos ejemplos, el que haya algún número en el denominador multiplicando a la raíz, no afecta para nada al procedimiento.  

c) Binomios. Son dos expresiones juntas, como en: $\frac{x}{\sqrt{x} + \sqrt{y}}$. 
En este caso se multiplica por el conjugado, que es el propio binomio con la 2ª parte cambiada de signo: binomio de x + y = x –y; el de $\sqrt{2} + \sqrt[3]{4}$ es $\sqrt{2} - \sqrt[3]{4}$. Con esto conseguimos que cada raíz se quede elevada al cuadrado* y se vayan las raíces. Es decir:
$$\frac{x}{\sqrt{a} + \sqrt{b}} = \frac{x \cdot (\sqrt{a} - \sqrt{b})}{(\sqrt{a}+\sqrt{b}) \cdot (\sqrt{a} - \sqrt{b})} = \frac{x \cdot (\sqrt{a} - \sqrt{b})}{a^2 - b^2}$$
Poniendo la fórmula general de esto:
$$\boxed{\frac{x}{\sqrt{a} + \sqrt{b}} = \frac{x \cdot (\sqrt{a} - \sqrt{b})}{a^2-b^2}}$$
Veamos algunos ejemplos (y recuerda que los paréntesis son muy importantes):

$\frac{2}{\sqrt{3} + \sqrt{5}} = \frac{2 \cdot (\sqrt{3} - \sqrt{5})}{(\sqrt{3} + \sqrt{5}) \cdot (\sqrt{3} - \sqrt{5})} = \frac{2 \cdot (\sqrt{3} - \sqrt{5})}{(\sqrt{3})^2 - (\sqrt{5})^2} = \frac{2 \cdot (\sqrt{3} - \sqrt{5})}{3 - 5} = \frac{2 \cdot (\sqrt{3} - \sqrt{5})}{-2} = \frac{\sqrt{3} - \sqrt{5}}{-1} = -1 \cdot (\sqrt{3} - \sqrt{5}) = \sqrt{5} - \sqrt{3}$

$\frac{5}{\sqrt{8} + \sqrt{5}} = \frac{5 \cdot (\sqrt{8} - \sqrt{5})}{(\sqrt{8} + \sqrt{5}) \cdot (\sqrt{8} - \sqrt{5})} = \frac{2 \cdot (\sqrt{8} - \sqrt{5})}{(\sqrt{8})^2 - (\sqrt{5})^2} = \frac{2 \cdot (\sqrt{8} - \sqrt{5})}{8 - 5} = \frac{2 \cdot (\sqrt{3} - \sqrt{5})}{3}$








* Observa que hay que multiplicar por el conjugado y no por el mismo binomio. De esta forma, tenemos suma por diferencia, y no una expresión elevada al cuadrado. Tenemos $(a + b) \cdot (a - b) = a^2 + ab - ab + b^2 = a^2 + b^2$, de forma que todas las raíces se van. Sin embargo, si multiplicásemos por el mismo binomio, nos quedaría una raíz: $(a+b) \cdot (a+b) = (a+b)^2 = a^2 +ab + b^2$, donde $a^2$ y $b^2$, al estar elevados al cuadrado, dejan de ser raíces y se convierten en números normales, pero $ab$ es una raíz, como $\sqrt{2} \cdot \sqrt{3} = \sqrt{6}$.



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