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- -1 Noções básicas de potenciação e radiciação Aislan da Silva Nunes Introdução Neste tema, estudaremos a respeito dos conceitos básicos de potenciação e radiciação, suas propriedades e aplicações. Esses conteúdos são muito utilizados na Matemática, nos estudos de funções, que são ferramentas que ajudarão você em outras áreas do conhecimento, como a economia, administração e a contabilidade, auxiliando nos conceitos de lucro, receitas, demanda, oferta e muitas outras aplicações. Ao final desta aula, você será capaz de: • definir potência de expoente natural e inteiro negativo, aplicando suas propriedades; • definir raiz enésima aritmética e potência de expoente racional, aplicando suas propriedades. Noções básicas de exponenciação Na Matemática, utilizamos anotações exponenciais quando queremos simplificar operações de multiplicações que se repetem, como a multiplicação a seguir: Podemos escrever, portanto, qualquer que seja o número que se multiplica por várias vezes com anotação exponencial, que se trata de uma forma reduzida de se expressar a multiplicação de fatores semelhantes. • • FIQUE ATENTO Quando nos referimos a operações com expoentes, em geral, estamos interessados em simplificar operações de multiplicação, sendo comum confundirmos com operações do tipo . Veja que pela definição podemos escrever que é a mesma coisa que multiplicar o número 5 duas vezes, diferentemente de entender 2 vezes o número 5. - -2 Potência de números naturais Qualquer que seja o valor que possa assumir dentro do conjunto dos números naturais, com exceção do zero, ou seja, , podemos expressá-lo por meio da seguinte notação definida. Figura 1 - Notação exponencial com expoente natural Fonte: Elaborado pelo autor, baseado em PAIVA, 2010. Utilizaremos como consequência da definição apresentada que todo número elevado a zero será igual a um; todo número elevado a um é igual a ele mesmo. Observe! Potência de números inteiros negativos Podemos encontrar casos em que o expoente não seja um número natural, e sim um número que pertence ao conjunto dos números inteiros, deparando-nos com um número negativo no expoente. Figura 2 - Notação exponencial com expoente inteiro negativo Fonte: Elaborado pelo autor a partir de PAIVA, 2010. Essa propriedade é utilizada em situações em que o expoente é um número inteiro e negativo para conseguirmos transformar o expoente em um número natural e seu resultado em um número racional. - -3 Propriedades das potências de expoentes de números inteiros As operações que envolvem expoentes possuem algumas propriedades que servem para facilitar as operações matemáticas, e, ao memorizar essas propriedades, os cálculos que podem surgir de determinadas situações- problema poderão ser resolvidos facilmente. Figura 3 - Propriedades das potências Fonte: Elaborado pelo autor, baseado em PAIVA, 2010. Propriedade I) . Esta propriedade apresenta expoentes diferentes para bases iguais: Propriedade II) Esta propriedade também apresenta as bases iguais e expoentes diferentes: Propriedade III) Esta propriedade possui uma anotação exponencial entre parênteses ( ) e essa anotação está elevada a outro número: Propriedade IV) Nesta propriedade existem dois números diferentes entre os parênteses ( ) elevados a um terceiro número: Propriedade V) Esta propriedade é similar à propriedade IV, com exceção de que esta é uma fração: Noções básicas de radiciação A radiciação é utilizada na Matemática quando queremos simplificar algumas expressões algébricas e aritméticas, também muito utilizada na Matemática financeira. - -4 Qualquer que seja o valor que possa assumir dentro do conjunto dos números naturais, com exceção do zero, ou seja, , podemos expressá-lo por meio da notação definida a seguir. Figura 4 - Notação de radiciação com radical natural Fonte: Elaborado pelo autor, baseado em PAIVA, 2010. Raiz enésima aritmética A mesma definição de radiciação cujo radicando for negativo dependerá do radical para determinar sua resposta: Figura 5 - Notação de radiciação com radical natural e radicando negativo Fonte: Elaborado pelo autor, baseado em PAIVA, 2010. Veja exemplos: , porque pela definição , porque pela definição FIQUE ATENTO Tanto as propriedades exponenciais quanto as propriedades de radiciação são importantes aplicações na Matemática, e compreendê-las o ajudará a passar por muitas situações de forma mais serena. Dedique uma hora do seu dia para estudá-las de forma a entender suas aplicações. - -5 Potência de expoente racional Assim como nas operações exponenciais, a radiciação possui propriedades que visam a simplificar cálculos e operações matemáticas. Figura 6 - Propriedades da radiciação Fonte: Elaborado pelo autor, baseado em PAIVA, 2010. Propriedade I) Esta propriedade apresenta o mesmo número no radical e números diferentes no radicando: Propriedade II) Esta propriedade apresenta o mesmo número no radical e números diferentes no radicando em forma de fração: Propriedade III) Esta propriedade apresenta números diferentes no radical em um mesmo radicando: Propriedade IV) Nesta propriedade, o radical o passa a dividir o expoente do radicando: Propriedade V) Nesta propriedade, a primeira parte é a mesma operação da propriedade IV; na segunda parte, note que o dividendo da fração passa a se tornar a base, e o expoente inverte seu sinal: Todas essas propriedades são aplicadas às operações matemáticas, no entanto, uma em especial é aplicada constantemente na Matemática. - -6 Aprender com nossos erros é uma das formas de garantir uma aprendizagem significativa e superar a aprendizagem mecânica, reflita, reveja, e analise suas resoluções, busque aprender com o que está errado. Radiciação de expoente racional Sendo um número real positivo e os números inteiros pertencentes ao conjunto dos números naturais, com exceção do zero, temos a seguinte definição: Figura 7 - Radiciação com expoente racional Fonte: Elaborada pelo autor, baseado em PAIVA, 2010. Destacaremos esta propriedade neste tema porque ela é muito utilizada em funções, operações com exponenciação, na Matemática aplicada, como é o exemplo da Matemática financeira. Vale ressaltar que todas as propriedades podem ser transformadas no seu inverso, por exemplo, , assim como . Não se apavore com as propriedades que foram apresentadas neste tema e abdique de seu tempo para resolver alguns exercícios aplicando as propriedades estudadas. Você verá o quanto irá fluir as resoluções das atividades e a facilidade em operar com elas. Podemos perceber que o estudo de exponenciação e radiciação é muito importante na Matemática e suas SAIBA MAIS Para conhecer mais sobre este assunto, leia “Análise de erros em questões de potenciação”, de Rodrigues, Vitelli e Vogado (2013), em que fazem uma análise dos principais erros em questões sobre operações com exponenciação. Leia atentamente o artigo e procure identificar os erros mais comuns cometidos pelos estudantes sobre esse conteúdo e aprenda com esses erros. EXEMPLO A exponenciação é muito utilizada no dia a dia para o cálculo de áreas. Por exemplo, quando quer determinar a quantidade de piso para comprar e colocar em uma residência, um pedreiro multiplica seus lados para determinar a sua área. Se a área for um quadrado, basta efetuar uma operação de exponenciação. Assim acontece com o cálculo de área de paredes e todas as outras figuras planas. - -7 Podemos perceber que o estudo de exponenciação e radiciação é muito importante na Matemática e suas propriedades auxiliam na resolução de cálculos sobre esse conteúdo. Uma das maneiras de identificarmos a resolução desse conteúdo é com uma calculadora, que, quando bem utilizada, pode ser uma ferramenta muito útil. Fechamento Neste tema, pudemos estudar sobre a potência de expoente natural e inteiro negativo, aplicando suas propriedades. Além disso, estudamos sobre a raiz enésima aritmética e potência de expoente racional com a aplicação de suas propriedades. Referências DEMANA, F. D.et al. . São Paulo: Addison Wesley, 2009.Pré-Cálculo IEZZI, G.; MURAKAMI, C. – Conjuntos e Funções. São Paulo: Atual,Fundamentos de Matemática Elementar 2013. PAIVA, M. R. . São Paulo: Moderna, 2010. v. 1.Matemática Introdução Noções básicas de exponenciação Potência de números naturais Notação exponencial com expoente natural Potência de números inteiros negativos Notação exponencial com expoente inteiro negativo Propriedades das potências de expoentes de números inteiros Propriedades das potências Noções básicas de radiciação Notação de radiciação com radical natural Raiz enésima aritmética Notação de radiciação com radical natural e radicando negativo Potência de expoente racional Propriedades da radiciação Radiciação de expoente racional Radiciação com expoente racional Fechamento Referências