Regole per radicali ed esponenti

Le regole importanti per semplificare le espressioni con radicali e le espressioni con esponenti sono presentate di seguito insieme ad esempi. Le domande di pratica interattive con risposte passo dopo passo sono fornite in fondo alla pagina.

Regole per gli esponenti

Regola Esempio
\( 0^0 \)   è indefinito
\( 0^m = 0 \) , \( m \gt 0 \)\( 0^{10} = 0 \)
\( x^0 = 1 \; , \; x \ne 0 \)\( 21^0 = 1 \)
\( 1^m = 1 \)\( 1^{12} = 1 \)
\( (-1)^m = 1 \) se \( m \) è un numero intero pari\( (-1)^6 = 1 \)
\( (-1)^m = -1 \) se \( m \) è un numero intero dispari\( (-1)^9 = -1 \)
\( x^m x^n = x^{m+n} \)\( 2^3 2^4 = 2^{3 + 4} = 2^7 \)
\( \dfrac{x^m}{x^n} = x^{m-n} \)\( \dfrac{7^5}{7^2} = 7^{5-2} = 7^3 \)
\( (x^m)^n = x^{m \times n} \)\( (4^5)^2= 4^{5 \times 2} = 4^{10} \)
\( (x \; y)^m = x^m \; y^m \)\( (3 \; b)^2 = 3^2 \; b^2 = 9 b^2 \)
\( \left ( \dfrac{x}{y} \right )^m = \dfrac{x^m}{y^m} \; , y \ne 0 \)\( \left ( \dfrac{4}{b} \right )^2 = \dfrac{4^2}{b^2} = \dfrac{16}{b^2} \)
\( (-x)^m = (-1)^m \; x^m \)\( (-3)^4 = (-1)^4 (3^4) = 1 \times 81 = 81 \)
\( \left (\dfrac{x}{y} \right)^{-m} = \left (\dfrac{y}{x} \right)^{m} \; , \; x \ne 0 \; , y \ne 0 \)\( \left (\dfrac{4}{3} \right)^{-2} = \left (\dfrac{3}{4} \right)^{2} \)
\( \dfrac{1}{y^{-m}} = y^m \; , \; y \ne 0 \)\( \dfrac{1}{8^{-2}} = 8^2 \)
\( | x^m| = | x |^m \)\( | (- 5)^4 | = |-5|^4 = 5^4 = 625 \)

Cosa sono i radicali?

Se \( x = y^n \) , allora \( x \) è la \( n \)-esima radice di \( y \).

La radice principale \( n \)-esima di un numero \( x \) ha lo stesso segno di \( x \).

Esempi:

Simboli speciali chiamati radicali vengono utilizzati per indicare la radice principale di un numero.

\[ y = \sqrt[n]{x} \]

\( n \) è l'indice e \( x \) è il radicando. Per la radice quadrata (\( n = 2 \)), non scriviamo l'indice.

Regole per i radicali

Regola Esempio
\( \sqrt[n]{x^m} = (\sqrt[n]{x})^m \)\( \sqrt[3]{27^2} = (\sqrt[3]{27})^2 = 3^2 \)
\( x^{m/n} = (\sqrt[n]{x})^m = \sqrt[n]{x^m} \)\( 4^{3/2} = (\sqrt{4})^3 = 2^3 \)
\( \sqrt[n]{x} \cdot \sqrt[n]{y} = \sqrt[n]{x y} \)\( \sqrt[5]{16} \cdot \sqrt[5]{2} = \sqrt[5]{16 \times 2} = \sqrt[5]{32} = 2 \)
\( \dfrac{\sqrt[n]{x}}{\sqrt[n]{y}} = \sqrt[n]{\dfrac{x}{y}} \)\( \dfrac{\sqrt[3]{-40}}{\sqrt[3]{5}} = \sqrt[3]{\dfrac{-40}{5}} = \sqrt[3]{-8} = -2 \)
\( (\sqrt[m]{x})^m = x \)\( (\sqrt[3]{ - 2})^3 = - 2 \)
\( \sqrt[m]{x^m} = | x | \;\; \text{se m è pari} \)\( \sqrt[4]{(- 2)^4} = | - 2| = 2 \)
\( \sqrt[m]{x^m} = x \;\; \text{se m è dispari} \)\( \sqrt[5]{ (- 2)^5} = - 2 \)

Domande di pratica

Usa le regole elencate sopra per semplificare le seguenti espressioni e riscriverle con esponenti positivi. Nota che a volte è necessario utilizzare più di una regola per semplificare una data espressione.

1. \( (-1)^{125} \)

\( (-1)^{125} = -1 \)

2. \( 2^5 \; 2^{-2} \)

\( 2^5 \; 2^{-2} = 2^3 = 8 \)

3. \( 9^3 / 9^5 \)

\( 9^3 / 9^5 = 1 / 9^2 = 1/81 \)

4. \( 0^3 \)

\( 0^3 = 0 \)

5. \( ( 2 / y)^5 \)

\( ( 2 / y)^5 = 2^5 / y^5 = 32 / y^5 \)

6. \( (- 3)^4 \)

\( (- 3)^4 = 3^4 = 81 \)

7. \( (2 / 5)^{-1} \)

\( (2 / 5)^{-1} = 5/2 \)

8. \( | - 2 |^4 \)

\( | - 2 |^4 = 2^4 = 16 \)

9. \( (-3)^0 \)

\( (-3)^0 = 1 \)

10. \( (- 1)^4 \)

\( (- 1)^4 = 1 \)

11. \( (- 1)^{15} \)

\( (- 1)^{15} = -1 \)

12. \( (3^2)^3 \)

\( (3^2)^3 = 3^6 = 729 \)

13. \( (- 4 x)^3 \)

\( (- 4 x)^3 = (- 4)^3 x^3 = - 4^3 \; x^3 = - 64 x^3 \)

14. \( \sqrt[4]{16^3} \)

\( \sqrt[4]{16^3} = (\sqrt[4]{16})^3 = 2^3 = 8 \)

15. \( 27^{5/3} \)

\( 27^{5/3} = (\sqrt[3]{27})^5 = 3^5 = 243 \)

16. \( \sqrt[3]{32} \cdot \sqrt[3]{2} \)

\( \sqrt[3]{32} \cdot \sqrt[3]{2} = \sqrt[3]{64} = 4 \)

17. \( \dfrac{\sqrt{160}}{\sqrt{40}} \)

\( \dfrac{\sqrt{160}}{\sqrt{40}} = \sqrt{\dfrac{160}{40}} = \sqrt{4} = 2 \)

18. \( (\sqrt[6]{ 3})^6 \)

\( (\sqrt[6]{ 3})^6 = 3^{(6/6)} = 3^1 = 3 \)

19. \( \sqrt[4]{ (- 7)^4 } \)

\( \sqrt[4]{ (- 7)^4 } = | - 7 | = 7 \)

20. \( \sqrt[5]{(- 9)^5} \)

\( \sqrt[5]{(- 9)^5} = - 9 \)

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