Radiciação e potências com expoentes racionais

A radiciação está diretamente relacionada à potenciação. Quando calculamos uma potência, conhecemos a base e o expoente e procuramos o resultado. Na radiciação, muitas vezes fazemos o caminho inverso: conhecemos o resultado de uma potência e procuramos o número que, elevado a determinado expoente, produz esse resultado.

Essa relação permite compreender a radiciação não como um conjunto isolado de regras, mas como uma continuação natural do estudo das potências.

Ao longo desta postagem, estudaremos o significado das raízes, as propriedades dos radicais, a simplificação e as operações envolvendo radicais. Depois, relacionaremos esses conhecimentos às potências com expoentes racionais.

BNCC – Matemática e suas Tecnologias

Conhecimento de base: a radiciação, as propriedades dos radicais e sua relação com potências de expoentes racionais constituem conhecimentos utilizados em diferentes conteúdos do Ensino Médio, como notação científica, funções, geometria e resolução de expressões algébricas.

1. O que é radiciação?

Considere:

\(5^2=25\)

Se perguntarmos qual número não negativo elevado ao quadrado resulta em 25, a resposta é 5.

\(\sqrt{25}=5\)

A potenciação e a radiciação aparecem aqui relacionadas:

\(5^2=25 \quad\text{e}\quad \sqrt{25}=5\)

Outro exemplo:

\(7^2=49 \quad\Rightarrow\quad \sqrt{49}=7\)

Podemos fazer algo semelhante com outras potências:

\(2^3=8 \quad\Rightarrow\quad \sqrt[3]{8}=2\)
\(3^4=81 \quad\Rightarrow\quad \sqrt[4]{81}=3\)

Uma primeira definição

De maneira geral:

\(\sqrt[n]{a}=b\)

significa que:

\(b^n=a\)

considerando as condições necessárias para que essa raiz exista no conjunto numérico em que estamos trabalhando.

Exemplos

\(\sqrt[3]{125}=5\), porque \(5^3=125\).

\(\sqrt[4]{16}=2\), porque \(2^4=16\).

2. Elementos de um radical

Observe:

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

Nessa expressão:

3 é o índice;
64 é o radicando;
\(\sqrt{\phantom{x}}\) é o símbolo radical;
4 é a raiz obtida.

Podemos representar a estrutura por:

\(\sqrt[n]{a}=b\)

Por que não aparece o índice 2?

Quando temos \(\sqrt{36}\), o índice é 2, embora não esteja escrito. Por convenção, o índice 2 é omitido.

\(\sqrt{36}=\sqrt[2]{36}=6\)

Nos demais casos, o índice deve ser indicado:

\(\sqrt[3]{8},\qquad \sqrt[4]{16},\qquad \sqrt[5]{32}\)

3. Raiz quadrada

A raiz quadrada de um número real não negativo \(a\) é o número real não negativo que, elevado ao quadrado, resulta em \(a\).

\(\sqrt{64}=8\)

porque:

\(8^2=64\)

Da mesma maneira:

\(\sqrt{100}=10\)

Quadrados perfeitos

Alguns exemplos:

\(0^2=0,\quad 1^2=1,\quad 2^2=4,\quad 3^2=9,\quad 4^2=16\)
\(5^2=25,\quad 6^2=36,\quad 7^2=49,\quad 8^2=64,\quad 9^2=81,\quad 10^2=100\)

Números como 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81 e 100 são exemplos de quadrados perfeitos.

Interpretação geométrica

Imagine um quadrado cuja área seja \(49\text{ cm}^2\).

\(A=l^2\)

Então:

\(l^2=49\)

Como o comprimento do lado é não negativo:

\(l=\sqrt{49}=7\)

Portanto, o quadrado possui lado de 7 cm.

4. Raiz cúbica

Na raiz cúbica, procuramos o número que, elevado à terceira potência, produz o radicando.

\(\sqrt[3]{27}=3\), porque \(3^3=27\).
\(\sqrt[3]{64}=4\), porque \(4^3=64\).
\(\sqrt[3]{125}=5\), porque \(5^3=125\).

Cubos perfeitos

\(1^3=1,\quad 2^3=8,\quad 3^3=27,\quad 4^3=64,\quad 5^3=125,\quad 6^3=216\)

Interpretação geométrica

Se um cubo possui volume de \(125\text{ cm}^3\) e sua aresta mede \(a\), então:

\(a^3=125\)

Logo:

\(a=\sqrt[3]{125}=5\)

Portanto, a aresta do cubo mede 5 cm.

5. Raiz de índice \(n\)

De maneira geral:

\(\sqrt[n]{a}=b\)

estabelece uma relação com:

\(b^n=a\)
Exemplos

\(\sqrt[4]{16}=2\), porque \(2^4=16\).

\(\sqrt[5]{32}=2\), porque \(2^5=32\).

\(\sqrt[6]{64}=2\), porque \(2^6=64\).

Pratique

1. Calcule:

a) \(\sqrt{25}\)
b) \(\sqrt{121}\)
c) \(\sqrt[3]{8}\)
d) \(\sqrt[3]{216}\)
e) \(\sqrt[4]{81}\)

2. Complete:

a) \(\sqrt{144}=\square\), pois \(\square^2=144\).
b) \(\sqrt[3]{125}=\square\), pois \(\square^3=125\).
c) \(\sqrt[5]{32}=\square\), pois \(\square^5=32\).

3. Um quadrado possui área de \(169\text{ cm}^2\). Qual é a medida de seu lado?

4. Um cubo possui volume de \(343\text{ cm}^3\). Qual é a medida de sua aresta?

Ver respostas

1. a) 5   b) 11   c) 2   d) 6   e) 3

2.
a) \(\sqrt{144}=12\), pois \(12^2=144\).
b) \(\sqrt[3]{125}=5\), pois \(5^3=125\).
c) \(\sqrt[5]{32}=2\), pois \(2^5=32\).

3. \(l=\sqrt{169}=13\). O lado mede 13 cm.

4. \(a=\sqrt[3]{343}=7\). A aresta mede 7 cm.

6. Radicais e números reais

Quando trabalhamos no conjunto dos números reais, nem toda raiz possui resultado real. Precisamos observar principalmente o índice do radical e o sinal do radicando.

Índice par

Quando o índice é par, o radicando deve ser maior ou igual a zero para que a raiz seja um número real.

\(\sqrt{16}=4\qquad \sqrt[4]{81}=3\)

Entretanto:

\(\sqrt{-16}\notin\mathbb{R}\)

Não existe número real que, elevado ao quadrado, resulte em \(-16\). Da mesma forma, \(\sqrt[4]{-81}\) não representa um número real.

Para \(n\) par, \(\sqrt[n]{a}\) possui valor real somente quando:

\(a\geq0\)

Índice ímpar

Quando o índice é ímpar, podemos ter radicandos positivos, negativos ou iguais a zero.

\(\sqrt[3]{-8}=-2\)

porque:

\((-2)^3=-8\)

Também:

\(\sqrt[5]{-32}=-2\)
Em resumo:

Índice par: o radicando deve ser não negativo.
Índice ímpar: o radicando pode ser positivo, negativo ou zero.

7. Raiz quadrada principal e o sinal

Considere:

\(\sqrt{25}\)

Por definição, o símbolo da raiz quadrada indica a raiz quadrada principal, isto é, a raiz não negativa.

\(\boxed{\sqrt{25}=5}\)

Não escrevemos \(\sqrt{25}=\pm5\).

Entretanto, na equação:

\(x^2=25\)

existem duas soluções:

\(x=5\quad\text{ou}\quad x=-5\)

Portanto:

\(\boxed{x=\pm5}\)
Atenção:

\(\sqrt{25}=5\), mas \(x^2=25\Rightarrow x=\pm5\).

O símbolo \(\pm\) aparece na resolução da equação, e não no valor da raiz quadrada principal.

8. Raiz de uma potência e o módulo

Observe:

\(\sqrt{5^2}=5\)

Isso poderia sugerir que \(\sqrt{a^2}=a\), mas essa igualdade não é verdadeira para todo número real \(a\).

Considere \(a=-5\):

\(\sqrt{(-5)^2}=\sqrt{25}=5\)

Por isso:

\(\boxed{\sqrt{a^2}=|a|}\)
\(\sqrt{(-8)^2}=|-8|=8\)

\(\sqrt{12^2}=|12|=12\)

E quando o índice é ímpar?

\(\sqrt[3]{(-4)^3}=-4\)

Para raízes cúbicas:

\(\sqrt[3]{a^3}=a\)

9. Propriedades dos radicais

As propriedades dos radicais permitem transformar e simplificar expressões, sempre respeitando as condições de existência no conjunto dos números reais.

Raiz de um produto

\(\sqrt[n]{ab}=\sqrt[n]{a}\cdot\sqrt[n]{b}\)
\[ \sqrt{4\cdot9} = \sqrt4\cdot\sqrt9 = 2\cdot3 = 6 \]

Outro exemplo:

\(\sqrt[3]{8\cdot27}=\sqrt[3]{8}\cdot\sqrt[3]{27}=2\cdot3=6\)

A propriedade também pode ser utilizada no sentido inverso:

\(\sqrt2\cdot\sqrt8=\sqrt{16}=4\)

Raiz de um quociente

\(\sqrt[n]{\frac{a}{b}}=\frac{\sqrt[n]{a}}{\sqrt[n]{b}}\)

com \(b\neq0\) e respeitadas as condições de existência.

\[ \sqrt{\frac{25}{4}} = \frac{\sqrt{25}}{\sqrt4} = \frac52 \]
\[ \sqrt[3]{\frac{8}{125}} = \frac{\sqrt[3]{8}}{\sqrt[3]{125}} = \frac25 \]

Raiz de raiz

\(\sqrt[m]{\sqrt[n]{a}}=\sqrt[mn]{a}\)

observadas as condições de existência.

\[ \sqrt{\sqrt[3]{64}} = \sqrt[6]{64} = 2 \]

10. Simplificação de radicais

Considere:

\(\sqrt{72}\)

Como:

\(72=36\cdot2\)

temos:

\(\sqrt{72}=\sqrt{36\cdot2}=\sqrt{36}\sqrt2=6\sqrt2\)

Outro exemplo:

\(\sqrt{50}=\sqrt{25\cdot2}=5\sqrt2\)

E:

\(\sqrt{108}=\sqrt{36\cdot3}=6\sqrt3\)

Simplificação utilizando fatoração

Considere:

\(180=2^2\cdot3^2\cdot5\)

Assim:

\(\sqrt{180}=\sqrt{2^2\cdot3^2\cdot5}=2\cdot3\sqrt5=6\sqrt5\)

Radicais com outros índices

\(\sqrt[3]{54}=\sqrt[3]{27\cdot2}=3\sqrt[3]{2}\)
\(\sqrt[4]{48}=\sqrt[4]{16\cdot3}=2\sqrt[4]{3}\)

A ideia é procurar no radicando fatores que sejam potências perfeitas compatíveis com o índice do radical.

11. Introdução de fatores no radical

Também podemos realizar o processo inverso:

\(3\sqrt2=\sqrt9\sqrt2=\sqrt{18}\)
\(5\sqrt3=\sqrt{25}\sqrt3=\sqrt{75}\)

Para raízes cúbicas:

\(2\sqrt[3]{5}=\sqrt[3]{2^3}\sqrt[3]{5}=\sqrt[3]{40}\)

Pratique

1. Determine quais expressões representam números reais:

a) \(\sqrt{49}\)
b) \(\sqrt{-49}\)
c) \(\sqrt[3]{-125}\)
d) \(\sqrt[4]{16}\)
e) \(\sqrt[4]{-16}\)

2. Calcule:

a) \(\sqrt{(-7)^2}\)
b) \(\sqrt[3]{(-3)^3}\)
c) \(\sqrt{9\cdot16}\)
d) \(\sqrt{\frac{81}{25}}\)

3. Simplifique:

a) \(\sqrt{32}\)
b) \(\sqrt{75}\)
c) \(\sqrt{200}\)
d) \(\sqrt[3]{16}\)

4. Escreva utilizando apenas um radical:

a) \(2\sqrt3\)
b) \(4\sqrt5\)
c) \(3\sqrt[3]{2}\)

Ver respostas

1.
a) Real: \(\sqrt{49}=7\).
b) Não representa número real.
c) Real: \(\sqrt[3]{-125}=-5\).
d) Real: \(\sqrt[4]{16}=2\).
e) Não representa número real.

2.
a) \(7\)
b) \(-3\)
c) \(12\)
d) \(\frac95\)

3.
a) \(4\sqrt2\)
b) \(5\sqrt3\)
c) \(10\sqrt2\)
d) \(2\sqrt[3]{2}\)

4.
a) \(\sqrt{12}\)
b) \(\sqrt{80}\)
c) \(\sqrt[3]{54}\)

12. Radicais semelhantes

Dois ou mais radicais são semelhantes quando possuem o mesmo índice e o mesmo radicando, depois de realizadas as simplificações possíveis.

\(2\sqrt3\) e \(5\sqrt3\) são semelhantes.

\(4\sqrt[3]{7}\) e \(9\sqrt[3]{7}\) também são semelhantes.

Já \(\sqrt2\) e \(\sqrt3\) não são semelhantes.

Às vezes é necessário simplificar primeiro:

\(\sqrt8=2\sqrt2\qquad\text{e}\qquad\sqrt{18}=3\sqrt2\)

Depois da simplificação, percebemos que os radicais são semelhantes.

13. Adição e subtração de radicais

\(2\sqrt3+5\sqrt3=7\sqrt3\)
\(8\sqrt5-3\sqrt5=5\sqrt5\)

Quando é necessário simplificar primeiro

\(\sqrt8+\sqrt{18}=2\sqrt2+3\sqrt2=5\sqrt2\)
\(\sqrt{48}-\sqrt{12}=4\sqrt3-2\sqrt3=2\sqrt3\)

Quando os radicais não são semelhantes

A expressão:

\(\sqrt2+\sqrt3\)

não pode ser reduzida por adição.

Não é correto escrever \(\sqrt2+\sqrt3=\sqrt5\).

14. Multiplicação de radicais

\(\sqrt[n]{a}\cdot\sqrt[n]{b}=\sqrt[n]{ab}\)
\[ \sqrt2\cdot\sqrt8=\sqrt{16}=4 \]
\[ \sqrt3\cdot\sqrt6=\sqrt{18}=3\sqrt2 \]

Quando existem coeficientes:

\(2\sqrt3\cdot4\sqrt6=8\sqrt{18}=24\sqrt2\)

Para raízes cúbicas:

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

15. Divisão de radicais

\(\frac{\sqrt[n]{a}}{\sqrt[n]{b}}=\sqrt[n]{\frac ab}\)

desde que o denominador esteja definido e seja diferente de zero.

\[ \frac{\sqrt{50}}{\sqrt2} = \sqrt{\frac{50}{2}} = \sqrt{25} = 5 \]
\[ \frac{\sqrt[3]{54}}{\sqrt[3]{2}} = \sqrt[3]{27} = 3 \]

16. Potências envolvendo radicais

\((\sqrt5)^2=5 \]
\(\left(\sqrt[3]{7}\right)^3=7\)

De maneira geral, respeitadas as condições de existência:

\(\left(\sqrt[n]{a}\right)^n=a\)

Outro exemplo:

\((\sqrt2)^4=\left[(\sqrt2)^2\right]^2=2^2=4\)

17. Racionalização de denominadores

A racionalização é um procedimento que permite obter uma expressão equivalente sem radical no denominador.

Considere:

\(\frac1{\sqrt2}\)

Multiplicamos numerador e denominador por \(\sqrt2\):

\(\frac1{\sqrt2}\cdot\frac{\sqrt2}{\sqrt2}=\frac{\sqrt2}{2}\)

Portanto:

\(\boxed{\frac1{\sqrt2}=\frac{\sqrt2}{2}}\)

Outro exemplo:

\(\frac3{\sqrt5}=\frac{3\sqrt5}{5}\)

Quando o denominador possui um coeficiente

\(\frac5{2\sqrt3}\cdot\frac{\sqrt3}{\sqrt3}=\frac{5\sqrt3}{6}\)

Denominadores com dois termos

Considere:

\(\frac1{\sqrt3+1}\)

O conjugado de \(\sqrt3+1\) é \(\sqrt3-1\).

\(\frac1{\sqrt3+1}\cdot\frac{\sqrt3-1}{\sqrt3-1}\)

No denominador:

\((\sqrt3+1)(\sqrt3-1)=3-1=2\)

Portanto:

\(\boxed{\frac1{\sqrt3+1}=\frac{\sqrt3-1}{2}}\)

Pratique

1. Efetue:

a) \(3\sqrt2+7\sqrt2\)
b) \(9\sqrt5-4\sqrt5\)
c) \(\sqrt{12}+\sqrt{27}\)
d) \(\sqrt{50}-\sqrt8\)

2. Calcule:

a) \(\sqrt3\cdot\sqrt{12}\)
b) \(2\sqrt5\cdot3\sqrt{10}\)
c) \(\frac{\sqrt{72}}{\sqrt2}\)
d) \(\sqrt[3]{4}\cdot\sqrt[3]{16}\)

3. Racionalize:

a) \(\frac1{\sqrt3}\)
b) \(\frac4{\sqrt7}\)
c) \(\frac3{2\sqrt5}\)

Ver respostas

1.
a) \(10\sqrt2\)
b) \(5\sqrt5\)
c) \(5\sqrt3\)
d) \(3\sqrt2\)

2.
a) \(6\)
b) \(30\sqrt2\)
c) \(6\)
d) \(4\)

3.
a) \(\frac{\sqrt3}{3}\)
b) \(\frac{4\sqrt7}{7}\)
c) \(\frac{3\sqrt5}{10}\)

18. Potências com expoentes racionais

Agora chegamos à ligação central entre radiciação e potenciação.

\(8^{\frac13}=\sqrt[3]{8}=2\)

Da mesma maneira:

\(25^{\frac12}=\sqrt{25}=5\)

De modo geral:

\(\boxed{a^{\frac1n}=\sqrt[n]{a}}\)

respeitando as condições para que a expressão represente um número real.

\(16^{\frac14}=2\), pois \(\sqrt[4]{16}=2\).

\((-8)^{\frac13}=-2\), pois \(\sqrt[3]{-8}=-2\).

19. Expoente racional \(\frac{m}{n}\)

Podemos ampliar a relação anterior:

\(\boxed{a^{\frac mn}=\sqrt[n]{a^m}=\left(\sqrt[n]{a}\right)^m}\)

O denominador do expoente indica o índice da raiz, enquanto o numerador indica a potência.

Por exemplo:

\(8^{\frac23}=\left(\sqrt[3]{8}\right)^2=2^2=4\)

Também:

\(16^{\frac34}=\left(\sqrt[4]{16}\right)^3=2^3=8\)

Simplificar o expoente também é importante

\(16^{\frac24}=16^{\frac12}=\sqrt{16}=4\)

20. Expoentes racionais negativos

Sabemos que:

\(a^{-r}=\frac1{a^r}\)

para \(a\neq0\). Portanto:

\(a^{-\frac mn}=\frac1{a^{\frac mn}}\)
\[ 8^{-\frac23} = \frac1{8^{\frac23}} = \frac14 \]
\[ 16^{-\frac34} = \frac1{16^{\frac34}} = \frac18 \]
\[ 27^{-\frac13} = \frac1{\sqrt[3]{27}} = \frac13 \]

21. Transformação entre radical e potência

\(a^{\frac1n}=\sqrt[n]{a}\)

Assim:

\(\sqrt[3]{8}=8^{\frac13}\)
\(\sqrt[5]{32}=32^{\frac15}\)

Quando o radicando está elevado a uma potência:

\(\sqrt[n]{a^m}=a^{\frac mn}\)

respeitadas as condições de existência.

\(\sqrt[3]{5^2}=5^{\frac23}\)

\(\sqrt[4]{7^3}=7^{\frac34}\)

\(x^{\frac25}=\sqrt[5]{x^2}\)

\(y^{\frac73}=\sqrt[3]{y^7}\)

22. Cuidados com bases negativas

Quando a base é negativa, devemos observar o denominador do expoente racional em sua forma irredutível.

\((-8)^{\frac13}=\sqrt[3]{-8}=-2\)
\((-8)^{\frac23}=\left(\sqrt[3]{-8}\right)^2=(-2)^2=4\)

Já:

\((-16)^{\frac12}=\sqrt{-16}\notin\mathbb{R}\)
Ao relacionar um expoente racional a um radical, é conveniente trabalhar com a fração do expoente em sua forma irredutível.

23. Propriedades das potências continuam válidas

Quando as expressões estão definidas no conjunto dos números reais, as propriedades estudadas anteriormente continuam sendo utilizadas com expoentes racionais.

Produto de potências de mesma base

\(a^r\cdot a^s=a^{r+s}\)
\(2^{\frac12}\cdot2^{\frac32}=2^2=4\)

Quociente de potências de mesma base

\(\frac{a^r}{a^s}=a^{r-s}\)

com \(a\neq0\).

\(\frac{3^{\frac52}}{3^{\frac12}}=3^2=9\)

Potência de uma potência

\((a^r)^s=a^{rs}\)
\(\left(16^{\frac12}\right)^{\frac12}=16^{\frac14}=2\)

24. Propriedades que não existem e erros comuns

Erro 1 — distribuir a raiz em uma soma

\(\boxed{\sqrt{a+b}\neq\sqrt a+\sqrt b}\)

Por exemplo:

\(\sqrt{9+16}=5\)

enquanto:

\(\sqrt9+\sqrt{16}=3+4=7\)

Erro 2 — distribuir a raiz em uma subtração

\(\sqrt{a-b}\neq\sqrt a-\sqrt b\)
\(\sqrt{25-9}=4\), enquanto \(\sqrt{25}-\sqrt9=2\).

Erro 3 — somar radicandos

Não podemos escrever:

\(2\sqrt3+4\sqrt5=6\sqrt8\)

Os radicais não são semelhantes.

Erro 4 — esquecer de simplificar antes de adicionar

\(\sqrt{12}+\sqrt{27}=2\sqrt3+3\sqrt3=5\sqrt3\)

Erro 5 — escrever \(\sqrt{a^2}=a\) para qualquer real

A relação correta é:

\(\boxed{\sqrt{a^2}=|a|}\)

Erro 6 — colocar \(\pm\) no valor de uma raiz quadrada

\(\sqrt{36}=6\)

Já a equação:

\(x^2=36\)

possui as soluções:

\(x=\pm6\)

Erro 7 — interpretar o expoente racional de maneira invertida

\(a^{\frac23}=\left(\sqrt[3]{a}\right)^2\)

O denominador 3 indica a raiz e o numerador 2 indica a potência.

25. Síntese: potenciação, radiciação e expoentes racionais

Situação Representação
Raiz como potência \(\sqrt[n]{a}=a^{1/n}\)
Potência racional \(a^{m/n}=\sqrt[n]{a^m}\)
Outra forma \(a^{m/n}=(\sqrt[n]{a})^m\)
Expoente racional negativo \(a^{-m/n}=1/a^{m/n}\)
Raiz quadrada de um quadrado \(\sqrt{a^2}=|a|\)
Potência de uma raiz \((\sqrt[n]{a})^n=a\), quando definida

Por exemplo:

\(81^{\frac34}=\left(\sqrt[4]{81}\right)^3=3^3=27\)

Já:

\(\sqrt[3]{125^2}=125^{\frac23}=\left(\sqrt[3]{125}\right)^2=25\)

26. Aplicações em situações-problema

Exemplo 1 — Área de um terreno quadrado

Um terreno quadrado possui área de \(450\text{ m}^2\). Qual é a medida exata de seu lado?

\(l^2=450\)

Logo:

\(l=\sqrt{450}=\sqrt{225\cdot2}=15\sqrt2\)

O lado mede:

\(\boxed{15\sqrt2\text{ m}}\)

Exemplo 2 — Volume de um reservatório cúbico

Um reservatório em formato de cubo possui volume de \(1000\text{ m}^3\).

\(a^3=1000\)

Logo:

\(a=\sqrt[3]{1000}=10\)

A aresta mede 10 m.

Exemplo 3 — Grandeza expressa por uma potência racional

Uma determinada grandeza é dada por:

\(G=64^{\frac23}\)

Então:

\(G=\left(\sqrt[3]{64}\right)^2=4^2=16\)

Pratique

1. Escreva na forma de potência com expoente racional:

a) \(\sqrt[3]{5}\)
b) \(\sqrt[4]{7^3}\)
c) \(\sqrt{x}\)

2. Escreva utilizando radical:

a) \(3^{\frac12}\)
b) \(5^{\frac23}\)
c) \(x^{\frac35}\)

3. Calcule:

a) \(27^{\frac13}\)
b) \(16^{\frac34}\)
c) \(32^{\frac25}\)
d) \(64^{-\frac12}\)
e) \(125^{-\frac13}\)

4. Determine, no conjunto dos números reais:

a) \((-27)^{\frac13}\)
b) \((-27)^{\frac23}\)
c) \((-25)^{\frac12}\)

Ver respostas

1.
a) \(5^{\frac13}\)
b) \(7^{\frac34}\)
c) \(x^{\frac12}\), considerando \(x\geq0\).

2.
a) \(\sqrt3\)
b) \(\sqrt[3]{5^2}\)
c) \(\sqrt[5]{x^3}\), quando definida nos reais.

3.
a) \(3\)
b) \(8\)
c) \(4\)
d) \(\frac18\)
e) \(\frac15\)

4.
a) \(-3\)
b) \(9\)
c) Não representa um número real.

27. Atividades de aprofundamento

1. Uma praça quadrada possui área de \(288\text{ m}^2\). A medida exata do lado dessa praça é:
A) \(6\sqrt2\) m
B) \(8\sqrt2\) m
C) \(10\sqrt2\) m
D) \(12\sqrt2\) m
E) \(24\sqrt2\) m
2. Durante a simplificação da expressão \(\sqrt{75}+\sqrt{12}\), um estudante deverá obter:
A) \(5\sqrt3\)
B) \(6\sqrt3\)
C) \(7\sqrt3\)
D) \(9\sqrt3\)
E) \(\sqrt{87}\)
3. O valor da expressão \(81^{\frac34}\) é:
A) 9
B) 18
C) 24
D) 27
E) 81
4. Considere a expressão \(\sqrt{x^2}\). Para todo número real \(x\), essa expressão é equivalente a:
A) \(x\)
B) \(-x\)
C) \(\pm x\)
D) \(|x|\)
E) \(x^2\)
5. Um cubo possui volume de \(216\text{ cm}^3\). A medida de sua aresta é:
A) 3 cm
B) 4 cm
C) 6 cm
D) 8 cm
E) 12 cm
6. A expressão \(\frac4{\sqrt2}\) pode ser racionalizada. Uma forma equivalente sem radical no denominador é:
A) \(\sqrt2\)
B) \(2\sqrt2\)
C) \(4\sqrt2\)
D) \(\frac{\sqrt2}{2}\)
E) \(\frac{4\sqrt2}{2\sqrt2}\)
7. No conjunto dos números reais, qual expressão não possui valor real?
A) \(\sqrt[3]{-8}\)
B) \(\sqrt[5]{-32}\)
C) \(\sqrt0\)
D) \(\sqrt[4]{16}\)
E) \(\sqrt{-16}\)
8. O valor de \(32^{-\frac25}\) é:
A) \(\frac12\)
B) \(\frac14\)
C) \(\frac18\)
D) 4
E) 8
9. Um estudante afirmou que \(\sqrt{9+16}=\sqrt9+\sqrt{16}\). Essa afirmação está:
A) correta, pois ambos os membros são iguais a 5.
B) correta, pois a raiz pode ser distribuída em qualquer operação.
C) incorreta, pois o primeiro membro vale 5 e o segundo vale 7.
D) incorreta, pois o primeiro membro vale 7 e o segundo vale 5.
E) correta apenas porque 9 e 16 são quadrados perfeitos.
10. Uma expressão é dada por \(E=\frac{2^{\frac52}}{2^{\frac12}}\). Utilizando as propriedades das potências, o valor de \(E\) é:
A) 2
B) 4
C) 8
D) 16
E) 32
Gabarito comentado

1. D.
\(\sqrt{288}=\sqrt{144\cdot2}=12\sqrt2\).

2. C.
\(\sqrt{75}+\sqrt{12}=5\sqrt3+2\sqrt3=7\sqrt3\).

3. D.
\(81^{\frac34}=(\sqrt[4]{81})^3=3^3=27\).

4. D.
A raiz quadrada principal é não negativa. Portanto, \(\sqrt{x^2}=|x|\).

5. C.
\(\sqrt[3]{216}=6\).

6. B.
\(\frac4{\sqrt2}=\frac{4\sqrt2}{2}=2\sqrt2\).

7. E.
Uma raiz de índice par com radicando negativo não representa número real.

8. B.
\(32^{-\frac25}=\frac1{32^{\frac25}}=\frac1{(\sqrt[5]{32})^2}=\frac14\).

9. C.
\(\sqrt{9+16}=5\), enquanto \(\sqrt9+\sqrt{16}=3+4=7\).

10. B.
\(\frac{2^{\frac52}}{2^{\frac12}} =2^{\frac52-\frac12} =2^2 =4\).

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