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Prof. Luis Teixeira — Física | Matemática Reforço
Escolar

Matemática 9º ano

Potências e raízes

M049º ano10 exercíciosSimulador autoral

Potência é multiplicação repetida, e raiz é a operação inversa. Com as propriedades certas, contas enormes viram somas de expoentes e números gigantes (ou minúsculos) cabem na notação científica. No simulador, $\sqrt{72}$ vira $6\sqrt{2}$ diante dos seus olhos e você passeia de um átomo até a distância Terra–Sol.

Antes, convém saber: Números inteiros, Frações

Resumo

O essencial do tema

Potência

$a^n=a\cdot a\cdot\ldots\cdot a$ ($n$ fatores). $2^5=32$, e não $10$: não se multiplica a base pelo expoente. Base negativa: expoente par dá positivo e ímpar mantém o sinal, $(-2)^3=-8$ e $(-3)^2=9$. Sem parêntese, o expoente vale só para o número: $-3^2=-9$.

Propriedades

Mesma base: na multiplicação, conserve a base e some os expoentes, $a^m\cdot a^n=a^{m+n}$; na divisão, subtraia, $a^m\div a^n=a^{m-n}$. Potência de potência: multiplique os expoentes, $(a^m)^n=a^{m\cdot n}$. Produto e quociente: $(a\cdot b)^n=a^n\cdot b^n$ e $\left(\frac{a}{b}\right)^n=\frac{a^n}{b^n}$.

Expoente zero e negativo

Pela regra da divisão, $\frac{a^3}{a^3}=a^0$, e também vale 1. Por isso $a^0=1$ (com $a\neq0$). Do mesmo jeito, $\frac{a^2}{a^5}=a^{-3}=\frac{1}{a^3}$: expoente negativo é o inverso, e não um número negativo. $5^{-1}=\frac{1}{5}$, $10^{-2}=0{,}01$ e $\left(\frac{2}{3}\right)^{-2}=\left(\frac{3}{2}\right)^2=\frac{9}{4}$.

Raízes

$\sqrt{a}=b$ significa $b^2=a$, com $b\geq0$: $\sqrt{49}=7$ e $\sqrt{0{,}25}=0{,}5$. A raiz cúbica desfaz o cubo: $\sqrt[3]{8}=2$. Raiz quadrada de número negativo não é real. Atenção: $\sqrt{9+16}=\sqrt{25}=5$, mas $\sqrt{9}+\sqrt{16}=7$. A raiz da soma não é a soma das raízes.

Simplificação de radicais

Procure o maior quadrado perfeito que divide o número: $\sqrt{72}=\sqrt{36\cdot2}=6\sqrt{2}$, porque $\sqrt{a\cdot b}=\sqrt{a}\cdot\sqrt{b}$. Só se somam radicais semelhantes (mesmo radicando): $\sqrt{50}+\sqrt{18}=5\sqrt{2}+3\sqrt{2}=8\sqrt{2}$.

Notação científica

Um número em notação científica tem a forma $a\cdot10^n$, com $1\leq a<10$ e $n$ inteiro. $150\,000\,000=1{,}5\cdot10^8$ (a vírgula andou 8 casas para a esquerda) e $0{,}00042=4{,}2\cdot10^{-4}$ (andou 4 casas para a direita). Para multiplicar, multiplique as mantissas e some os expoentes.

Atenção

Erros comuns

Simulador autoral

Ateliê de potências

Carregando o simulador…

Abrir só o simulador em outra aba · feito em HTML pelo Prof. Luis Teixeira

Experimente

  1. No modo raiz quadrada, escolha $N=49$ e veja os quadradinhos formarem um quadrado perfeito de lado 7; depois tente $N=50$ e veja o que sobra.
  2. Escolha $N=72$ e ligue “agrupar como $q^2\cdot m$”: a figura vira um quadrado de $6\times6$ blocos de 2, e a leitura dá $\sqrt{72}=6\sqrt{2}$.
  3. No modo cubo, aumente a aresta e compare a área de uma face ($n^2$) com o volume ($n^3$).
  4. No modo notação científica, ajuste a mantissa e o expoente até chegar à distância Terra–Sol, $1{,}5\cdot10^{11}$ m.
Resolvidos

Exemplos resolvidos

  1. Escreva como uma única potência e calcule: $\frac{2^5\cdot2^{-2}}{2^{-1}}$.

    Ver a resolução passo a passo
    No numerador, mesma base: some os expoentes, $5+(-2)=3$, ficando $2^3$. Na divisão, subtraia: $3-(-1)=4$. Resultado: $2^4=16$.
  2. Simplifique $\sqrt{50}+\sqrt{18}-\sqrt{8}$.

    Ver a resolução passo a passo
    Procure quadrados perfeitos: $50=25\cdot2$, $18=9\cdot2$ e $8=4\cdot2$. Então $\sqrt{50}=5\sqrt{2}$, $\sqrt{18}=3\sqrt{2}$ e $\sqrt{8}=2\sqrt{2}$. Os três são semelhantes: $5\sqrt{2}+3\sqrt{2}-2\sqrt{2}=6\sqrt{2}$.
Roteiro

Como estudar este tema

  1. Leia o resumo e escreva num papel as propriedades das potências com um exemplo de cada.
  2. No simulador, explore os quadrados perfeitos até $N=144$ e simplifique alguns radicais.
  3. Resolva os exercícios básicos e confira o gabarito.
  4. Use o modo notação científica para conferir as respostas dos exercícios intermediários.
  5. Termine com os aplicados, que juntam radicais e notação científica.
Exercícios

Teste o que você aprendeu

Resolva no papel antes de abrir a resposta. Conferir cedo demais atrapalha o aprendizado.

  1. Básico

    Calcule: a) $2^5$   b) $10^0$   c) $5^{-1}$.

    Ver resposta

    a) $32$   b) $1$   c) $\frac{1}{5}$.

  2. Básico

    Calcule: a) $(-2)^4$   b) $-2^4$.

    Ver resposta

    a) $16$   b) $-16$. Sem parêntese, o expoente vale só para o 2.

  3. Básico

    Escreva como uma única potência e calcule: a) $3^6\div3^4$   b) $(5^2)^3$.

    Ver resposta

    a) $3^2=9$ (subtrai os expoentes)   b) $5^6=15\,625$ (multiplica os expoentes).

  4. Básico

    Calcule: a) $\sqrt{0{,}25}$   b) $\sqrt[3]{8}$   c) $\sqrt{9+16}$.

    Ver resposta

    a) $0{,}5$, pois $0{,}5^2=0{,}25$   b) $2$, pois $2^3=8$   c) $\sqrt{25}=5$ (primeiro a soma, depois a raiz).

  5. Intermediário

    Calcule $\left(\frac{2}{3}\right)^{-2}$.

    Ver resposta

    $\frac{9}{4}$. Inverte a base e troca o sinal do expoente: $\left(\frac{3}{2}\right)^2=\frac{9}{4}$.

  6. Intermediário

    Simplifique $\sqrt{72}$.

    Ver resposta

    $6\sqrt{2}$. $72=36\cdot2$ e $\sqrt{36}=6$.

  7. Intermediário

    Calcule $\sqrt{50}-\sqrt{8}$.

    Ver resposta

    $3\sqrt{2}$. $\sqrt{50}=5\sqrt{2}$ e $\sqrt{8}=2\sqrt{2}$; $5\sqrt{2}-2\sqrt{2}=3\sqrt{2}$.

  8. Intermediário

    Escreva em notação científica: a) $35\,000\,000$   b) $0{,}00042$.

    Ver resposta

    a) $3{,}5\cdot10^7$   b) $4{,}2\cdot10^{-4}$.

  9. Aplicado

    A luz viaja a cerca de $3\cdot10^5$ km/s e leva uns $500$ s para chegar do Sol à Terra. Estime a distância Terra–Sol em notação científica.

    Ver resposta

    $1{,}5\cdot10^8$ km. $3\cdot10^5\cdot5\cdot10^2=15\cdot10^7=1{,}5\cdot10^8$.

  10. Aplicado

    Um terreno quadrado tem área de $50$ m². Quanto mede o lado? Dê a forma simplificada e um valor aproximado ($\sqrt{2}\approx1{,}41$).

    Ver resposta

    $5\sqrt{2}\approx7{,}05$ m. O lado é $\sqrt{50}=\sqrt{25\cdot2}=5\sqrt{2}$, e $5\cdot1{,}41=7{,}05$.

Referências

Para aprofundar

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