Semplificare i radicali


Le espressioni algebriche contenenti radicali sono molto comuni ed è importante sapere come gestirle correttamente. La prima regola che dobbiamo imparare è che i radicali possono SEMPRE essere convertiti in poteri, ed è di questo che tratta questo tutorial.

In questo tutorial impareremo come semplificare i radicali.

In effetti, abbiamo sempre a che fare con i radicali, specialmente con x\sqrt x. Una cosa a cui forse non ci fermiamo a pensare è che i radicali possono essere messi in termini di poteri.

Come posso farlo? Controlla. Cominciamo prima con x\sqrt x:

x=x1/2\large \boxed{\sqrt x = x^{1/2}}

Allora perché dovremmo essere entusiasti del fatto che i radicali possono essere messi in termini di poteri ??

La risposta è semplice: perché possiamo usare le regole che già conosciamo per i poteri per derivare le regole per i radicali.

Ad esempio, sia x,y0x, y\ge 0 due numeri non negativi. Una regola che si applica ai radicali è

xy=xy\large \sqrt{x \cdot y} = \sqrt{x} \cdot \sqrt{y}

Come lo sappiamo? Bene, semplicemente usando regola 6 degli esponenti e la definizione di radicale come potere. Controlla:

xy=(xy)1/2=x1/2y1/2=xy\large \sqrt{x\cdot y} = (x \cdot y)^{1/2} = x^{1/2} \cdot y^{1/2} = \sqrt{x} \cdot \sqrt{y}

ESEMPIO 1: Semplifica la seguente espressione radicale:

27x5y7\large \displaystyle \sqrt{27x^5 y^7}

RISPOSTA:

Sulla base dell'espressione data, possiamo riscrivere gli elementi all'interno del radicale per ottenere

27x5y7=33x4xy6y\large \displaystyle \sqrt{27x^5 y^7} = \sqrt{3^3 x^4 \cdot x y^6 \cdot y} =323x4xy6y\large \displaystyle = \sqrt{3^2 \cdot 3 x^4 \cdot x y^6 \cdot y} =(32x4y6)(3xy)\large \displaystyle = \sqrt{(3^2 x^4 y^6) \cdot (3x y)} =32x4y63xy\large \displaystyle = \sqrt{3^2 x^4 y^6} \sqrt{3xy} =32x4y63xy\large \displaystyle = \sqrt{3^2}\sqrt{x^4}\sqrt{ y^6} \sqrt{3xy} =3x2y33xy\large \displaystyle = 3x^2y^3 \sqrt{3xy}

Regole dei radicali

Ci sono regole per far funzionare i radicali che hanno molto a che fare con le regole esponenziali (naturalmente, perché abbiamo appena visto che i radicali possono essere espressi come poteri, quindi ci si aspetta che vengano applicate regole simili).

Regola 1: x2=x\large \displaystyle \sqrt{x^2} = |x|


Regola 2: xy=xy\large\displaystyle \sqrt{xy} = \sqrt{x} \sqrt{y}


Regola 3: xy=xy\large\displaystyle \sqrt{\frac{x}{y}} = \frac{\sqrt x}{\sqrt y}


Molto probabilmente hai, in un modo o nell'altro, lavorato con queste regole, a volte anche senza sapere che le stavi usando.

Una menzione specifica è dovuta alla prima regola. Spesso vedrai (o anche il tuo istruttore te lo dirà) che x2=x\sqrt{x^2} = x, con l'argomento che "la radice annulla il quadrato". In una certa misura, questa affermazione è corretta, ma non è vero che x2=x\sqrt{x^2} = x. In effetti, possiamo fornire un contro esempio: (3)2=(9)=3\sqrt{(-3)^2} = \sqrt(9) = 3. Quindi, in questo caso, x2=x\sqrt{x^2} = -x.

In realtà, quello che succede è che x2=x\sqrt{x^2} = |x|. Questo è il caso in cui otteniamo (3)2=3\sqrt{(-3)^2} = 3, perché 3=3|-3| = 3.

ESEMPIO 2

Semplifica la seguente espressione radicale:

8x5y65x8y2\large \displaystyle \sqrt{\frac{8 x^5 y^6}{5 x^8 y^{-2}}}

RISPOSTA:

Ci sono molte cose che devono essere fatte qui. Innanzitutto, vediamo che questa è la radice quadrata di una frazione, quindi possiamo usare la regola 3. Quindi, ci sono poteri negativi che possono essere trasformati.

In concreto, possiamo portare y2y^{-2} al denominatore al numeratore come y2y^2. Quindi, possiamo semplificare alcuni poteri Quindi otteniamo:

8x5y65x2y2=8x5y6y25x8\large \displaystyle \sqrt{\frac{8 x^5 y^6}{5 x^2 y^{-2}}} = \sqrt{\frac{8 x^5 y^6 y^{2}}{5 x^8 }} =23y6+25x85=23y85x3\large \displaystyle = \sqrt{\frac{2^3 y^{6+2}}{5 x^{8-5} }} = \sqrt{\frac{2^3 y^8}{5 x^3 }} =23y85x3=2y42x5x\large \displaystyle = \frac{\sqrt{2^3 y^8}}{\sqrt{5 x^3 }} = \frac{2y^4 \sqrt{2}}{x\sqrt{5 x }}

Ulteriori informazioni sulla semplificazione dei radicali

Si noti che abbiamo analizzato e parlato di regole per i radicali, ma consideriamo solo la radice quadrata x\sqrt x. La domanda è: le stesse regole si applicano ad altri radicali (che non sono la radice quadrata)? Risposta breve: sì

Solo per avere una discussione completa sui radicali, dobbiamo definire i radicali in generale, utilizzando la seguente definizione:

xn=x1/n\large \boxed{\sqrt[n] x = x^{1/n}}

Con questa definizione, abbiamo le seguenti regole:

Regola 1.1: xnn=x\large \displaystyle \sqrt[n]{x^n} = x, quando nn è dispari.


Regola 1.2: xnn=x\large \displaystyle \sqrt[n]{x^n} = |x|, quando nn è pari.


Regola 2: xyn=xnyn\large\displaystyle \sqrt[n]{xy} = \sqrt[n]{x} \sqrt[n]{y}


Regola 3: xyn=xnyn\large\displaystyle \sqrt[n]{\frac{x}{y}} = \frac{\sqrt[n]{x}}{\sqrt[n]{y}}


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