Libro Decimales racionales
| Sitio: | MATEMÁTICAS × Profe Arauco |
| Curso: | Media 1 |
| Libro: | Libro Decimales racionales |
| Imprimido por: | Invitado |
| Día: | domingo, 7 de junio de 2026, 18:06 |
Tabla de contenidos
- 1. Introducción a los números decimales
- 2. Comparación y orden de números decimales
- 3. Adición y Sustracción de números decimales
- 4. Multiplicación de Números Decimales
- 5. División de Números Decimales
- 6. Decimales infinitos racionales y fracción generatriz
- 7. Potencias de Base Decimal y Exponente Entero
- 8. Potencias de Base Decimal y Exponente Natural
- 9. Potencias de Base Decimal y Exponente Entero
- 10. Ejercicios Combinados con Potencias de Base Decimal
- 11. problemas usando las propiedades
- 12. diagrama racionales
1. Introducción a los números decimales
Idea inicial
Antes de sumergirnos en los detalles, es importante tener una visión general. No todos los números decimales son iguales; de hecho, se dividen en dos grandes familias.
Las dos familias de decimales
- Decimales racionales: son todos aquellos que sí se pueden escribir como una fracción. Su expansión decimal tiene dos posibilidades:
- Es finita, es decir, termina, como \(0{,}75\).
- Es infinita y periódica, es decir, un bloque de cifras se repite para siempre, como \(0{,}666...\) o \(0{,}121212...\).
- Decimales irracionales: son aquellos que no se pueden escribir como una fracción. Su expansión decimal es siempre infinita y no periódica. Aunque sus cifras pueden seguir un patrón de construcción, la secuencia decimal no es periódica. Algunos ejemplos clásicos son \(\pi \approx 3{,}14159...\) y \(\sqrt{2}\approx 1{,}41421...\).
El conjunto de los números reales
La unión de estas dos grandes familias, los decimales racionales y los irracionales, forma el conjunto de los números reales.
Esto es muy importante, ya que cada punto en la recta real corresponde a un número, ya sea racional o irracional.
Enfoque de esta lección
En esta y las siguientes lecciones nos enfocaremos en los decimales racionales, especialmente en aquellos que son la expresión decimal de una fracción.
De fracción a decimal: nombre y posición
Definición: fracción decimal y decimales finitos
Una fracción decimal es una fracción cuyo denominador es una potencia de 10, como \(10\), \(100\), \(1000\), etc.
Este tipo de fracción siempre genera un número decimal finito, es decir, un decimal que tiene una cantidad limitada de cifras decimales.
Más adelante estudiaremos fracciones que generan decimales infinitos periódicos.
Paso 1: nombrar la fracción
Lectura según el denominador
El denominador nos indica cómo se lee la fracción:
- Si el denominador es \(10\), hablamos de décimos. Por ejemplo, \( \frac{7}{10} \) se lee “siete décimos”.
- Si el denominador es \(100\), hablamos de centésimos. Por ejemplo, \( \frac{25}{100} \) se lee “veinticinco centésimos”.
- Si el denominador es \(1000\), hablamos de milésimos. Por ejemplo, \( \frac{123}{1000} \) se lee “ciento veintitrés milésimos”.
Paso 2: ubicar en la tabla de valor posicional
Relación entre nombre y posición
El nombre de la fracción, como décimo, centésimo o milésimo, indica dónde debe terminar el número después de la coma decimal.
Tabla de valor posicional
| Posición | Representación decimal | Nombre | Representación fraccional |
|---|---|---|---|
| 1er lugar después de la coma | \(0{,}1\) | Décimo | \( \frac{1}{10} \) |
| 2do lugar después de la coma | \(0{,}01\) | Centésimo | \( \frac{1}{100} \) |
| 3er lugar después de la coma | \(0{,}001\) | Milésimo | \( \frac{1}{1000} \) |
Paso 3: escribir el número decimal
Procedimiento para convertir una fracción decimal a número decimal
- Lee la fracción para identificar si corresponde a décimos, centésimos, milésimos, etc.
- Escribe el número del numerador.
- Coloca la coma decimal de manera que la última cifra del numerador quede en la posición que indica el denominador.
- Si es necesario, agrega ceros entre la coma y el número.
Ejemplos de conversión
- \( \frac{17}{100} \): se lee “diecisiete centésimos”. Por lo tanto, el \(7\) debe quedar en la segunda posición decimal: \(0{,}17\).
- \( \frac{9}{1000} \): se lee “nueve milésimos”. El \(9\) debe quedar en la tercera posición decimal: \(0{,}009\).
- \( 2\frac{35}{100} \): se lee “dos enteros y treinta y cinco centésimos”. El \(2\) es la parte entera y \(35\) corresponde a los centésimos: \(2{,}35\).
- \( \frac{235}{100} \): se lee “doscientos treinta y cinco centésimos”. Como \(100\) tiene dos ceros, el resultado debe tener dos cifras decimales: \(2{,}35\).
Atajo para la conversión: el truco de los ceros
Un método mecánico y rápido es escribir el numerador y asegurarse de que tenga tantas cifras decimales como ceros hay en el denominador. Si es necesario, se agregan ceros a la izquierda del número.
- Ejemplo A: en \( \frac{17}{100} \), el denominador \(100\) tiene dos ceros. Por lo tanto, el resultado debe tener dos cifras decimales: \(0{,}17\).
- Ejemplo B: en \( \frac{9}{1000} \), el denominador \(1000\) tiene tres ceros. Por lo tanto, el resultado debe tener tres cifras decimales: \(0{,}009\).
3. Decimales equivalentes
Cuidado con los ceros a la derecha
Con los números enteros, agregar un cero a la derecha cambia completamente el valor. Por ejemplo, \(4\) es distinto de \(40\).
Pero en la parte decimal de un número, los ceros que se agregan al final no cambian su valor.
\[0{,}4=0{,}40=0{,}400\]
Esto ocurre porque \( \frac{4}{10} \), \( \frac{40}{100} \) y \( \frac{400}{1000} \) son fracciones equivalentes.
¿Por qué ocurre esto?
Al agregar ceros a la derecha en un decimal, estamos escribiendo una fracción equivalente. Es decir, cambia la forma de escribir el número, pero no cambia su valor.
| Decimal original | Fracción inicial | Proceso de amplificación | Fracción equivalente | Resultado decimal |
|---|---|---|---|---|
| \(0{,}4\) | \( \frac{4}{10} \) | \( \frac{4}{10}\cdot \frac{10}{10} \) | \( \frac{40}{100} \) | \(0{,}40\) |
| \(0{,}4\) | \( \frac{4}{10} \) | \( \frac{4}{10}\cdot \frac{100}{100} \) | \( \frac{400}{1000} \) | \(0{,}400\) |
Ejercicios prácticos
Ejercicio 1: lectura y conversión a decimal
Escribe las siguientes fracciones con palabras y luego conviértelas a su forma decimal.
- \( \frac{7}{10} \)
- \( \frac{83}{100} \)
- \( \frac{235}{1000} \)
- \( -\frac{9}{10} \)
- \( \frac{42}{100} \)
- \( -\frac{5}{100} \)
- \( \frac{7}{1000} \)
- \( 3\frac{2}{10} \)
- \( -5\frac{12}{100} \)
- \( \frac{2531}{1000} \)
Para convertir cada fracción decimal, observamos el denominador: si es \(10\), el decimal tendrá una cifra decimal; si es \(100\), tendrá dos; si es \(1000\), tendrá tres.
- \( \frac{7}{10} \): siete décimos. Como el denominador es \(10\), queda una cifra decimal: \(0{,}7\).
- \( \frac{83}{100} \): ochenta y tres centésimos. Como el denominador es \(100\), quedan dos cifras decimales: \(0{,}83\).
- \( \frac{235}{1000} \): doscientos treinta y cinco milésimos. Como el denominador es \(1000\), quedan tres cifras decimales: \(0{,}235\).
- \( -\frac{9}{10} \): menos nueve décimos. Se conserva el signo negativo y queda una cifra decimal: \(-0{,}9\).
- \( \frac{42}{100} \): cuarenta y dos centésimos. Como el denominador es \(100\), quedan dos cifras decimales: \(0{,}42\).
- \( -\frac{5}{100} \): menos cinco centésimos. Como el denominador es \(100\), deben quedar dos cifras decimales: \(-0{,}05\).
- \( \frac{7}{1000} \): siete milésimos. Como el denominador es \(1000\), deben quedar tres cifras decimales: \(0{,}007\).
- \( 3\frac{2}{10} \): tres enteros y dos décimos. La parte entera es \(3\) y la parte decimal es \(0{,}2\): \(3{,}2\).
- \( -5\frac{12}{100} \): menos cinco enteros y doce centésimos. La parte entera es \(-5\) y la parte decimal corresponde a \(0{,}12\): \(-5{,}12\).
- \( \frac{2531}{1000} \): dos mil quinientos treinta y un milésimos. Como el denominador es \(1000\), quedan tres cifras decimales: \(2{,}531\).
Ejercicio 2: nombrar y convertir a fracción decimal
Nombra los siguientes números decimales con palabras y luego escríbelos en forma de fracción decimal:
- \(0{,}9\)
- \(0{,}27\)
- \(0{,}605\)
- \(-0{,}5\)
- \(4{,}7\)
- \(0{,}53\)
- \(0{,}072\)
- \(-0{,}19\)
- \(-0{,}003\)
- \(12{,}345\)
Para escribir un decimal como fracción decimal, contamos cuántas cifras hay después de la coma. Una cifra corresponde a décimos, dos cifras a centésimos y tres cifras a milésimos.
- \(0{,}9\): nueve décimos. Como tiene una cifra decimal, \(0{,}9=\frac{9}{10}\).
- \(0{,}27\): veintisiete centésimos. Como tiene dos cifras decimales, \(0{,}27=\frac{27}{100}\).
- \(0{,}605\): seiscientos cinco milésimos. Como tiene tres cifras decimales, \(0{,}605=\frac{605}{1000}\).
- \(-0{,}5\): menos cinco décimos. Como tiene una cifra decimal, \(-0{,}5=-\frac{5}{10}\).
- \(4{,}7\): cuatro enteros y siete décimos. También puede leerse como cuarenta y siete décimos, por eso \(4{,}7=\frac{47}{10}\).
- \(0{,}53\): cincuenta y tres centésimos. Como tiene dos cifras decimales, \(0{,}53=\frac{53}{100}\).
- \(0{,}072\): setenta y dos milésimos. Como tiene tres cifras decimales, \(0{,}072=\frac{72}{1000}\).
- \(-0{,}19\): menos diecinueve centésimos. Como tiene dos cifras decimales, \(-0{,}19=-\frac{19}{100}\).
- \(-0{,}003\): menos tres milésimos. Como tiene tres cifras decimales, \(-0{,}003=-\frac{3}{1000}\).
- \(12{,}345\): doce enteros y trescientos cuarenta y cinco milésimos. También puede leerse como doce mil trescientos cuarenta y cinco milésimos, por eso \(12{,}345=\frac{12345}{1000}\).
2. Comparación y orden de números decimales
Introducción
Una vez que entendemos qué son los números decimales, el siguiente paso es aprender a compararlos para determinar cuál es mayor, menor o si son iguales. Esta es una habilidad fundamental con muchas aplicaciones prácticas.
Aplicación en la vida real: comparando precios
Saber ordenar decimales es esencial para la vida diaria. Por ejemplo, si un producto cuesta $2.450,50 y otro cuesta $2.490,90, saber comparar cantidades te ayuda a identificar la opción más económica al instante.
1. Magnitud vs. orden: la clave está en la recta numérica
“Mayor que” no es lo mismo que “más grande”
En esta guía usaremos la expresión “más grande” para referirnos a un número con mayor valor absoluto, es decir, a un número que está más lejos del cero.
En cambio, los símbolos > y < indican orden en la recta numérica. Un número es mayor que otro si está más a la derecha.
Ejemplo clave: comparemos \(-10\) y \(-2\).
- \(-10\) es “más grande” en valor absoluto, porque \(|-10|=10\).
- \(-2\) tiene menor valor absoluto, porque \(|-2|=2\).
- Pero en la recta numérica, \(-2\) está a la derecha de \(-10\).
- Por lo tanto, \(-2\) es mayor que \(-10\): \(-2>-10\).
2. Procedimiento para comparar decimales
Del procedimiento al cálculo mental
El siguiente procedimiento sirve como guía para comparar decimales sin cometer errores, especialmente cuando aparecen números negativos.
Con la práctica, estos pasos se vuelven más rápidos y pueden aplicarse mentalmente.
Procedimiento universal para comparar decimales
- Comparar los signos.
Un número positivo es siempre mayor que cualquier número negativo. El cero queda entre los negativos y los positivos.
- Si los signos son iguales, comparar los valores absolutos.
Se comparan los números ignorando temporalmente el signo: primero la parte entera, luego los décimos, centésimos, milésimos, etc.
- Aplicar la regla de orden.
- Si ambos números son positivos, el de mayor valor absoluto es el mayor.
- Si ambos números son negativos, el número “más grande”, es decir, el de mayor valor absoluto, es el menor.
Tip clave para comparar decimales
Para comparar decimales, puedes agregar ceros a la derecha hasta que ambos números tengan la misma cantidad de cifras decimales.
Por ejemplo, para comparar \(7{,}2\) y \(7{,}195\), escribimos \(7{,}2\) como \(7{,}200\). Entonces es más claro que:
\[7{,}200>7{,}195\]
3. Ejemplos resueltos paso a paso
Caso 1: signos distintos
Comparar: \(2{,}9\) y \(-5{,}1\)
Paso 1: los signos son distintos: \(2{,}9\) es positivo y \(-5{,}1\) es negativo.
Conclusión: todo número positivo es mayor que cualquier número negativo.
Respuesta:
\[2{,}9>-5{,}1\]
Caso 2: signos iguales positivos
Comparar: \(7{,}2\) y \(7{,}195\)
- Signos: ambos números son positivos.
- Comparación decimal: igualamos cifras decimales: \(7{,}2=7{,}200\).
- Comparamos \(7{,}200\) y \(7{,}195\). Como \(200>195\) en la parte decimal, se cumple que \(7{,}200>7{,}195\).
- Orden: como ambos son positivos, el número de mayor valor absoluto es el mayor.
Respuesta:
\[7{,}2>7{,}195\]
Recordatorio clave para los negativos
Al comparar números negativos, el número “más grande” o de mayor valor absoluto queda más lejos del cero hacia la izquierda.
Por eso, entre números negativos, el que tiene mayor valor absoluto es el menor.
Por ejemplo, \(-10\) es “más grande” en valor absoluto que \(-2\), pero está más a la izquierda en la recta numérica. Por eso:
\[-10<-2\]
Caso 3: signos iguales negativos
Comparar: \(-4{,}6\) y \(-4{,}58\)
- Signos: ambos números son negativos.
- Valores absolutos: comparamos \(4{,}6\) y \(4{,}58\).
- Igualamos cifras decimales: \(4{,}6=4{,}60\).
- Como \(4{,}60>4{,}58\), entonces \(-4{,}6\) es “más grande” en valor absoluto.
- Orden: como ambos son negativos, el número de mayor valor absoluto es el menor.
Respuesta:
\[-4{,}6<-4{,}58\]
Caso 4: ordenar varios decimales positivos
Ordenar de menor a mayor: \(1{,}25\), \(1{,}2\) y \(1{,}205\)
Como todos son positivos, podemos comparar directamente sus cifras decimales.
Igualamos a tres cifras decimales:
\[1{,}25=1{,}250 \qquad 1{,}2=1{,}200 \qquad 1{,}205=1{,}205\]
Ahora comparamos:
\[1{,}200<1{,}205<1{,}250\]
Respuesta:
\[1{,}2<1{,}205<1{,}25\]
4. Ejercicios
Ejercicio 1: comparar decimales positivos
Compara \(3{,}45\) y \(3{,}5\) usando \( < \), \( > \) o \( = \).
Ambos números son positivos, así que comparamos directamente sus cifras decimales.
Igualamos las cifras decimales:
\[3{,}45 \qquad 3{,}5=3{,}50\]
Como \(45<50\) en la parte decimal, entonces \(3{,}45\) es menor que \(3{,}5\).
\[3{,}45<3{,}5\]
Ejercicio 2: comparar signos distintos
Compara \(-2{,}1\) y \(0{,}5\) usando \( < \), \( > \) o \( = \).
El número \(-2{,}1\) es negativo y \(0{,}5\) es positivo.
Todo número positivo es mayor que cualquier número negativo.
\[-2{,}1<0{,}5\]
Ejercicio 3: comparar decimales negativos
Compara \(-0{,}03\) y \(-0{,}3\) usando \( < \), \( > \) o \( = \).
Ambos números son negativos. Entonces comparamos sus valores absolutos y recordamos que, entre negativos, el número “más grande” en valor absoluto es el menor.
Igualamos cifras decimales:
\[-0{,}03 \qquad -0{,}3=-0{,}30\]
Como \(0{,}30>0{,}03\), el número \(-0{,}3\) tiene mayor valor absoluto.
Pero como ambos son negativos, el de mayor valor absoluto es menor. Por lo tanto:
\[-0{,}03>-0{,}3\]
Ejercicio 4: igualdad con ceros a la derecha
Compara \(-7{,}20\) y \(-7{,}2\) usando \( < \), \( > \) o \( = \).
El cero a la derecha de la parte decimal no cambia el valor del número.
\[-7{,}20=-7{,}2\]
Ambos representan el mismo punto en la recta numérica.
\[-7{,}20=-7{,}2\]
Ejercicio 5: ordenar de menor a mayor
Ordena de menor a mayor los siguientes números:
\[4{,}06 \qquad 4{,}6 \qquad 4{,}006 \qquad 4{,}060\]
Todos los números son positivos, por lo tanto podemos ordenar comparando sus cifras decimales.
Igualamos a tres cifras decimales:
\[4{,}06=4{,}060 \qquad 4{,}6=4{,}600 \qquad 4{,}006=4{,}006 \qquad 4{,}060=4{,}060\]
Ahora ordenamos:
\[4{,}006<4{,}060=4{,}06<4{,}600\]
Un orden correcto es: \(4{,}006\), \(4{,}06\), \(4{,}060\), \(4{,}6\), considerando que \(4{,}06\) y \(4{,}060\) son iguales.
Ejercicio 6: carrera
Carrera: Ana demoró \(11{,}3\) segundos y Beatriz demoró \(11{,}28\) segundos. ¿Quién fue más rápida?
En una carrera, es más rápida quien tiene el menor tiempo.
Igualamos cifras decimales:
\[11{,}3=11{,}30\]
Comparamos \(11{,}30\) y \(11{,}28\):
\[11{,}28<11{,}30\]
Beatriz fue más rápida, porque \(11{,}28\) segundos es menor que \(11{,}3\) segundos.
Ejercicio 7: temperaturas bajo cero
Temperatura: En una ciudad la temperatura fue \(-3{,}8^\circ\text{C}\) y en otra fue \(-3{,}75^\circ\text{C}\). ¿Dónde hizo más frío?
Hace más frío donde la temperatura es menor.
Igualamos cifras decimales:
\[-3{,}8=-3{,}80\]
Comparamos los valores absolutos: \(3{,}80>3{,}75\). Entonces \(-3{,}8\) es “más grande” en valor absoluto.
Como ambos números son negativos, el de mayor valor absoluto es menor:
\[-3{,}80<-3{,}75\]
Hizo más frío donde la temperatura fue \(-3{,}8^\circ\text{C}\).
Ejercicio 8: comparación de precios
Precios: La marca A cuesta $1.490,50 y la marca B cuesta $1.490,09. ¿Cuál marca es más barata?
Para saber cuál es más barata, buscamos el precio menor.
La parte entera es la misma: \(1.490\). Entonces comparamos la parte decimal:
\[0{,}50 \qquad 0{,}09\]
Como \(0{,}09<0{,}50\), se cumple que:
\[1.490{,}09<1.490{,}50\]
La marca B es más barata.
Ejercicio 9: puntuación de gimnasia
Puntuación de gimnasia: Un gimnasta recibe dos puntuaciones de los jueces: \(9{,}85\) y \(9{,}9\). ¿Cuál es la puntuación más alta?
Buscamos la puntuación mayor.
Igualamos cifras decimales:
\[9{,}9=9{,}90\]
Comparamos \(9{,}85\) y \(9{,}90\):
\[9{,}90>9{,}85\]
La puntuación más alta es \(9{,}9\).
Ejercicio 10: ordenar medidas
Ordenando medidas: Un carpintero debe ordenar tres listones de madera del más corto al más largo. Sus medidas son \(1{,}25\) m, \(1{,}2\) m y \(1{,}205\) m. ¿Cuál es el orden correcto?
Como todas las medidas son positivas, comparamos directamente sus cifras decimales.
Igualamos las medidas a tres cifras decimales:
\[1{,}25=1{,}250 \qquad 1{,}2=1{,}200 \qquad 1{,}205=1{,}205\]
Ordenamos de menor a mayor:
\[1{,}200<1{,}205<1{,}250\]
El orden correcto es: \(1{,}2\) m, \(1{,}205\) m, \(1{,}25\) m.
3. Adición y Sustracción de números decimales
Idea inicial
Sumar y restar números decimales es una habilidad fundamental. Para ello, existen dos estrategias principales que es importante conocer.
Dos estrategias para un mismo fin
- Estrategia 1: convertir los decimales a fracciones. Este método ayuda a comprender por qué las operaciones funcionan.
- Estrategia 2: alinear las comas decimales. Este es el método rápido y eficiente que se usa con mayor frecuencia.
Estrategia 1: convertir a fracción
El método conceptual
Podemos convertir los números decimales a fracciones, operar con ellas e igualar denominadores si es necesario. Luego, el resultado se puede escribir nuevamente como número decimal.
Ejemplo A: \(0{,}5+0{,}25\)
- Convertir a fracción: \(0{,}5=\frac{5}{10}\) y \(0{,}25=\frac{25}{100}\).
- Igualar denominadores: \(\frac{5}{10}=\frac{50}{100}\).
- Sumar las fracciones: \(\frac{50}{100}+\frac{25}{100}=\frac{75}{100}\).
- Convertir a decimal: \(\frac{75}{100}=0{,}75\).
Respuesta:
\[0{,}5+0{,}25=0{,}75\]
Ejercicios: método fraccionario
Resuelve las siguientes operaciones usando la estrategia de convertir a fracción decimal.
- \(0{,}75+0{,}2\)
- \(0{,}2-0{,}75\)
- \(2{,}4-0{,}35\)
- \(-0{,}4-0{,}8\)
- \(0{,}6+0{,}8\)
- \(1{,}25-0{,}7\)
- \(1{,}2-3{,}05\)
- \(3{,}5+1{,}05\)
-
Convertimos a fracciones con denominador común:
\[\frac{75}{100}+\frac{2}{10}=\frac{75}{100}+\frac{20}{100}=\frac{95}{100}=0{,}95\]
-
Convertimos a centésimos y restamos:
\[\frac{2}{10}-\frac{75}{100}=\frac{20}{100}-\frac{75}{100}=-\frac{55}{100}=-0{,}55\]
-
Convertimos ambos números a centésimos:
\[\frac{24}{10}-\frac{35}{100}=\frac{240}{100}-\frac{35}{100}=\frac{205}{100}=2{,}05\]
-
Ambos términos son negativos, por eso se suman sus valores absolutos y se conserva el signo negativo:
\[-\frac{4}{10}-\frac{8}{10}=-\frac{12}{10}=-1{,}2\]
-
Sumamos décimos con décimos:
\[\frac{6}{10}+\frac{8}{10}=\frac{14}{10}=1{,}4\]
-
Convertimos \(0{,}7\) a centésimos:
\[\frac{125}{100}-\frac{7}{10}=\frac{125}{100}-\frac{70}{100}=\frac{55}{100}=0{,}55\]
-
Convertimos a centésimos y restamos:
\[\frac{12}{10}-\frac{305}{100}=\frac{120}{100}-\frac{305}{100}=-\frac{185}{100}=-1{,}85\]
-
Convertimos ambos números a centésimos:
\[\frac{35}{10}+\frac{105}{100}=\frac{350}{100}+\frac{105}{100}=\frac{455}{100}=4{,}55\]
Estrategia 2: alinear la coma decimal
¿Por qué es tan importante alinear la coma?
Al alinear las comas, garantizamos que cada valor posicional quede en su propia columna. Así sumamos o restamos unidades con unidades, décimos con décimos, centésimos con centésimos, etc.
Algoritmo universal para suma y resta de decimales
Para sumar o restar números decimales positivos o negativos, primero conviene alinear las comas y luego analizar los signos.
Regla 1: números con signos iguales
- Suma los valores absolutos.
- Conserva el signo común en el resultado.
Regla 2: números con signos distintos
- Resta el menor valor absoluto al mayor valor absoluto.
- Conserva en el resultado el signo del número con mayor valor absoluto.
Ejemplo A: signos iguales y resultado negativo
Resolver: \(-4{,}8-2{,}3\)
La operación equivale a sumar dos números negativos:
\[-4{,}8+(-2{,}3)\]
Como los signos son iguales, sumamos los valores absolutos y conservamos el signo negativo.
4,8 + 2,3 ----- 7,1
Respuesta:
\[-4{,}8-2{,}3=-7{,}1\]
Ejemplo B: signos distintos y resultado negativo
Resolver: \(1{,}75-3{,}5\)
La operación equivale a:
\[1{,}75+(-3{,}5)\]
Los signos son distintos. Como \(3{,}5\) tiene mayor valor absoluto que \(1{,}75\), restamos los valores absolutos y el resultado conserva el signo negativo.
3,50 - 1,75 ------ 1,75
Respuesta:
\[1{,}75-3{,}5=-1{,}75\]
Ejemplo C: signos distintos y resultado positivo
Resolver: \(-5{,}3+8\)
Los signos son distintos. Como \(8\) tiene mayor valor absoluto que \(5{,}3\), restamos los valores absolutos y el resultado conserva el signo positivo.
8,0 - 5,3 ----- 2,7
Respuesta:
\[-5{,}3+8=2{,}7\]
Ejercicios: método práctico
Resuelve las siguientes operaciones alineando la coma decimal. Incluye casos con números negativos.
- \(2{,}5+1{,}25\)
- \(10{,}625+5{,}1\)
- \(7-3{,}45\)
- \(2{,}5+(-1{,}2)\)
- \(-1{,}75+3{,}5\)
- \(-4{,}8-2{,}3\)
- \(-8+5{,}3\)
- \(-7{,}2+3{,}12\)
- \(-2{,}3-(-1{,}8)\)
-
Alineamos la coma y agregamos un cero en \(2{,}5\):
2,50 + 1,25 ------ 3,75
\[2{,}5+1{,}25=3{,}75\]
-
Alineamos la coma y escribimos \(5{,}1\) como \(5{,}100\):
10,625 + 5,100 -------- 15,725
\[10{,}625+5{,}1=15{,}725\]
-
Escribimos \(7\) como \(7{,}00\):
7,00 - 3,45 ------ 3,55
\[7-3{,}45=3{,}55\]
-
La operación equivale a \(2{,}5-1{,}2\):
2,5 - 1,2 ----- 1,3
\[2{,}5+(-1{,}2)=1{,}3\]
-
Los signos son distintos. Como \(3{,}5\) tiene mayor valor absoluto, el resultado será positivo:
3,50 - 1,75 ------ 1,75
\[-1{,}75+3{,}5=1{,}75\]
-
Los signos son iguales negativos, por lo tanto sumamos los valores absolutos y conservamos el signo negativo:
4,8 + 2,3 ----- 7,1
\[-4{,}8-2{,}3=-7{,}1\]
-
Los signos son distintos. Como \(8\) tiene mayor valor absoluto que \(5{,}3\), el resultado será negativo:
8,0 - 5,3 ----- 2,7
\[-8+5{,}3=-2{,}7\]
-
Los signos son distintos. Como \(7{,}2\) tiene mayor valor absoluto que \(3{,}12\), el resultado será negativo:
7,20 - 3,12 ------ 4,08
\[-7{,}2+3{,}12=-4{,}08\]
-
Primero transformamos la resta de un negativo en suma:
\[-2{,}3-(-1{,}8)=-2{,}3+1{,}8\]
Los signos son distintos. Como \(2{,}3\) tiene mayor valor absoluto, el resultado será negativo:
2,3 - 1,8 ----- 0,5
\[-2{,}3-(-1{,}8)=-0{,}5\]
Ejercicios combinados y con paréntesis
Resuelve las siguientes operaciones combinadas. Recuerda resolver primero los paréntesis.
- \(5{,}2+1{,}8-3{,}5\)
- \(10-4{,}5-2{,}1\)
- \(-3{,}1+8{,}5-2{,}0\)
- \(4{,}5-9{,}2+1{,}1\)
- \(12{,}5-(3{,}1+4{,}2)\)
- \(8{,}4+(-2{,}1-1{,}1)\)
- \(-5-(2{,}5-4)\)
-
Primero sumamos \(5{,}2+1{,}8\):
\[5{,}2+1{,}8-3{,}5=7{,}0-3{,}5=3{,}5\]
-
Resolvemos de izquierda a derecha:
\[10-4{,}5-2{,}1=5{,}5-2{,}1=3{,}4\]
-
Primero sumamos los dos primeros términos:
\[-3{,}1+8{,}5-2{,}0=5{,}4-2{,}0=3{,}4\]
-
Resolvemos de izquierda a derecha:
\[4{,}5-9{,}2+1{,}1=-4{,}7+1{,}1=-3{,}6\]
-
Primero resolvemos el paréntesis:
\[12{,}5-(3{,}1+4{,}2)=12{,}5-7{,}3=5{,}2\]
-
Primero resolvemos el paréntesis:
\[8{,}4+(-2{,}1-1{,}1)=8{,}4+(-3{,}2)=5{,}2\]
-
Primero resolvemos el paréntesis:
\[-5-(2{,}5-4)=-5-(-1{,}5)\]
Restar un número negativo equivale a sumar:
\[-5+1{,}5=-3{,}5\]
Estimación de resultados
Estimar para verificar
Antes de realizar un cálculo, es útil estimar el resultado. Esto se puede hacer redondeando cada número al entero más cercano.
Si el resultado exacto está muy lejos de la estimación, puede ser una señal de que hubo un error en el cálculo.
Ejemplo de estimación
Estimar el resultado de: \(3{,}8+2{,}1\)
Redondeamos cada número al entero más cercano:
\[3{,}8\approx 4 \qquad 2{,}1\approx 2\]
Entonces:
\[3{,}8+2{,}1\approx 4+2=6\]
El resultado exacto es:
\[3{,}8+2{,}1=5{,}9\]
Como \(5{,}9\) es cercano a \(6\), la estimación confirma que el cálculo es razonable.
Ejercicios de estimación
Para cada operación, primero escribe una estimación redondeando al entero más cercano y luego calcula el resultado exacto.
- \(5{,}7+3{,}2\)
- \(8{,}9-2{,}7\)
- \(12{,}3+4{,}8\)
- \(-2{,}8+(-3{,}9)\)
- \(-8{,}5+4{,}2\)
-
Estimamos:
\[5{,}7\approx 6 \qquad 3{,}2\approx 3\]
\[6+3=9\]
Resultado exacto:
\[5{,}7+3{,}2=8{,}9\]
-
Estimamos:
\[8{,}9\approx 9 \qquad 2{,}7\approx 3\]
\[9-3=6\]
Resultado exacto:
\[8{,}9-2{,}7=6{,}2\]
-
Estimamos:
\[12{,}3\approx 12 \qquad 4{,}8\approx 5\]
\[12+5=17\]
Resultado exacto:
\[12{,}3+4{,}8=17{,}1\]
-
Estimamos:
\[-2{,}8\approx -3 \qquad -3{,}9\approx -4\]
\[-3+(-4)=-7\]
Resultado exacto:
\[-2{,}8+(-3{,}9)=-6{,}7\]
-
Estimamos:
\[-8{,}5\approx -9 \qquad 4{,}2\approx 4\]
\[-9+4=-5\]
Resultado exacto:
\[-8{,}5+4{,}2=-4{,}3\]
4. Multiplicación de Números Decimales
Idea inicial
La multiplicación de decimales es una operación fundamental que, al igual que la suma, se puede abordar desde dos perspectivas: una conceptual para entender el porqué y una práctica para calcular de forma eficiente.
Dos estrategias para multiplicar
- Estrategia 1: convertir a fracción. Este método permite comprender por qué el resultado de una multiplicación de decimales tiene cierta cantidad de cifras decimales.
- Estrategia 2: usar el método tradicional o vertical. Este es el algoritmo rápido para realizar cálculos de manera práctica.
Estrategia 1: convertir a fracción
¿Por qué funciona?
El “misterio” de por qué aparecen más cifras decimales al multiplicar se entiende usando fracciones.
Por ejemplo, al multiplicar un décimo por un décimo, se obtiene un centésimo:
\[\frac{1}{10}\cdot \frac{1}{10}=\frac{1}{100}\]
Esto ocurre porque, al multiplicar fracciones, también se multiplican los denominadores.
Ejemplo A: \(0{,}6\cdot 0{,}4\)
- Convertir a fracción: \(0{,}6=\frac{6}{10}\) y \(0{,}4=\frac{4}{10}\).
- Multiplicar fracciones: \[ \frac{6}{10}\cdot \frac{4}{10} = \frac{6\cdot 4}{10\cdot 10} = \frac{24}{100} \]
- Convertir a decimal: \[ \frac{24}{100}=0{,}24 \]
Respuesta:
\[0{,}6\cdot 0{,}4=0{,}24\]
Ejercicios: método fraccionario
Resuelve las siguientes multiplicaciones usando la estrategia de convertir a fracción decimal.
- \(0{,}5\cdot 0{,}7\)
- \(2{,}5\cdot 0{,}2\)
- \(0{,}75\cdot 0{,}6\)
- \(1{,}2\cdot 0{,}3\)
-
\[ 0{,}5\cdot 0{,}7 = \frac{5}{10}\cdot \frac{7}{10} = \frac{35}{100} = 0{,}35 \]
-
\[ 2{,}5\cdot 0{,}2 = \frac{25}{10}\cdot \frac{2}{10} = \frac{50}{100} = 0{,}5 \]
-
\[ 0{,}75\cdot 0{,}6 = \frac{75}{100}\cdot \frac{6}{10} = \frac{450}{1000} = 0{,}45 \]
-
\[ 1{,}2\cdot 0{,}3 = \frac{12}{10}\cdot \frac{3}{10} = \frac{36}{100} = 0{,}36 \]
Regla de los signos
La regla de los signos en la multiplicación de decimales es la misma que en los números enteros:
- Signos iguales: \((+)\cdot(+)\) o \((-)\cdot(-)\) dan resultado positivo.
- Signos distintos: \((+)\cdot(-)\) o \((-)\cdot(+)\) dan resultado negativo.
Ejercicios: método fraccionario con signos
Aplica el método fraccionario y la regla de los signos para resolver las siguientes multiplicaciones.
- \(0{,}5\cdot (-0{,}3)\)
- \(-1{,}2\cdot 0{,}4\)
- \(-0{,}7\cdot (-0{,}2)\)
- \(2{,}5\cdot (-0{,}3)\)
-
Los signos son distintos, por lo tanto el resultado será negativo:
\[ 0{,}5\cdot (-0{,}3) = \frac{5}{10}\cdot \left(-\frac{3}{10}\right) = -\frac{15}{100} = -0{,}15 \]
-
Los signos son distintos, por lo tanto el resultado será negativo:
\[ -1{,}2\cdot 0{,}4 = \left(-\frac{12}{10}\right)\cdot \frac{4}{10} = -\frac{48}{100} = -0{,}48 \]
-
Los signos son iguales, por lo tanto el resultado será positivo:
\[ -0{,}7\cdot (-0{,}2) = \left(-\frac{7}{10}\right)\cdot \left(-\frac{2}{10}\right) = \frac{14}{100} = 0{,}14 \]
-
Los signos son distintos, por lo tanto el resultado será negativo:
\[ 2{,}5\cdot (-0{,}3) = \frac{25}{10}\cdot \left(-\frac{3}{10}\right) = -\frac{75}{100} = -0{,}75 \]
Estrategia 2: multiplicación vertical
Procedimiento para multiplicar decimales
- Multiplicar como enteros: escribe los números alineados a la derecha, sin considerar la coma decimal, y multiplícalos como si fueran números enteros.
- Contar las cifras decimales: suma la cantidad total de cifras decimales que tienen los dos factores originales.
- Colocar la coma: en el resultado, desde la derecha hacia la izquierda, cuenta esa cantidad total de cifras y coloca la coma.
- Aplicar la regla de los signos: decide si el resultado es positivo o negativo según los signos de los factores.
Ejemplo B: \(2{,}5\cdot (-1{,}3)\)
1. Multiplicar los valores absolutos: ignoramos temporalmente las comas y los signos:
\[ 25\cdot 13=325 \]
El cálculo vertical corresponde a:
25 x 13 ----- 75 + 250 ----- 325
2. Contar cifras decimales: \(2{,}5\) tiene una cifra decimal y \(-1{,}3\) tiene una cifra decimal. En total hay dos cifras decimales.
3. Colocar la coma: en \(325\), contamos dos lugares desde la derecha:
\[ 325 \rightarrow 3{,}25 \]
4. Aplicar el signo: los factores tienen signos distintos, por lo tanto el resultado es negativo.
Respuesta:
\[ 2{,}5\cdot (-1{,}3)=-3{,}25 \]
Ejercicios: método práctico
Resuelve las siguientes multiplicaciones.
- \(3{,}5\cdot 2{,}1\)
- \(1{,}25\cdot 0{,}4\)
- \(0{,}8\cdot (-0{,}9)\)
- \(-1{,}5\cdot (-3{,}2)\)
- \(4{,}5\cdot 3\)
- \(-0{,}42\cdot 0{,}6\)
-
Multiplicamos como enteros:
\[ 35\cdot 21=735 \]
Hay \(1+1=2\) cifras decimales. Entonces:
\[ 3{,}5\cdot 2{,}1=7{,}35 \]
-
Multiplicamos como enteros:
\[ 125\cdot 4=500 \]
Hay \(2+1=3\) cifras decimales. Entonces:
\[ 1{,}25\cdot 0{,}4=0{,}500=0{,}5 \]
-
Multiplicamos como enteros:
\[ 8\cdot 9=72 \]
Hay \(1+1=2\) cifras decimales. Como los signos son distintos, el resultado es negativo:
\[ 0{,}8\cdot (-0{,}9)=-0{,}72 \]
-
Multiplicamos como enteros:
\[ 15\cdot 32=480 \]
Hay \(1+1=2\) cifras decimales. Como los signos son iguales, el resultado es positivo:
\[ -1{,}5\cdot (-3{,}2)=4{,}80=4{,}8 \]
-
Multiplicamos como enteros:
\[ 45\cdot 3=135 \]
Hay \(1+0=1\) cifra decimal. Entonces:
\[ 4{,}5\cdot 3=13{,}5 \]
-
Multiplicamos como enteros:
\[ 42\cdot 6=252 \]
Hay \(2+1=3\) cifras decimales. Como los signos son distintos, el resultado es negativo:
\[ -0{,}42\cdot 0{,}6=-0{,}252 \]
Caso especial: multiplicar por \(10\), \(100\), \(1000\), etc.
Un atajo mental
Para multiplicar un número decimal por una potencia de \(10\), como \(10\), \(100\) o \(1000\), se mueve la coma hacia la derecha tantos lugares como ceros tenga el número.
Si faltan cifras, se agregan ceros a la derecha.
Ejemplos de multiplicación por potencias de \(10\)
- \(1{,}25\cdot 10=12{,}5\). La coma se mueve un lugar a la derecha.
- \(0{,}4\cdot 100=40\). La coma se mueve dos lugares a la derecha.
- \(3{,}75\cdot 1000=3750\). La coma se mueve tres lugares a la derecha.
Ejercicios: potencias positivas de \(10\)
Resuelve las siguientes multiplicaciones.
- \(2{,}8\cdot 10\)
- \(0{,}65\cdot 100\)
- \(-1{,}9\cdot 1000\)
- \(0{,}03\cdot 10\)
-
Multiplicar por \(10\) mueve la coma un lugar a la derecha:
\[ 2{,}8\cdot 10=28 \]
-
Multiplicar por \(100\) mueve la coma dos lugares a la derecha:
\[ 0{,}65\cdot 100=65 \]
-
Multiplicar por \(1000\) mueve la coma tres lugares a la derecha. Se conserva el signo negativo:
\[ -1{,}9\cdot 1000=-1900 \]
-
Multiplicar por \(10\) mueve la coma un lugar a la derecha:
\[ 0{,}03\cdot 10=0{,}3 \]
Caso especial: multiplicar por \(0{,}1\), \(0{,}01\), \(0{,}001\), etc.
Un atajo mental a la inversa
Multiplicar por \(0{,}1\), \(0{,}01\) o \(0{,}001\) hace que el número se vuelva menor en valor absoluto.
El atajo es mover la coma hacia la izquierda tantos lugares como cifras decimales tenga el factor:
- Multiplicar por \(0{,}1\) mueve la coma un lugar a la izquierda.
- Multiplicar por \(0{,}01\) mueve la coma dos lugares a la izquierda.
- Multiplicar por \(0{,}001\) mueve la coma tres lugares a la izquierda.
Ejemplos de multiplicación por \(0{,}1\), \(0{,}01\) y \(0{,}001\)
- \(345{,}2\cdot 0{,}1=34{,}52\). La coma se mueve un lugar a la izquierda.
- \(48\cdot 0{,}01=0{,}48\). La coma se mueve dos lugares a la izquierda.
- \(-9{,}7\cdot 0{,}001=-0{,}0097\). La coma se mueve tres lugares a la izquierda y se conserva el signo negativo.
Ejercicios: multiplicación por \(0{,}1\), \(0{,}01\) y \(0{,}001\)
Resuelve las siguientes multiplicaciones.
- \(45\cdot 0{,}1\)
- \(123{,}7\cdot 0{,}01\)
- \(-8{,}9\cdot 0{,}1\)
- \(750\cdot 0{,}001\)
- \(0{,}6\cdot 0{,}1\)
-
Multiplicar por \(0{,}1\) mueve la coma un lugar a la izquierda:
\[ 45\cdot 0{,}1=4{,}5 \]
-
Multiplicar por \(0{,}01\) mueve la coma dos lugares a la izquierda:
\[ 123{,}7\cdot 0{,}01=1{,}237 \]
-
Multiplicar por \(0{,}1\) mueve la coma un lugar a la izquierda. Se conserva el signo negativo:
\[ -8{,}9\cdot 0{,}1=-0{,}89 \]
-
Multiplicar por \(0{,}001\) mueve la coma tres lugares a la izquierda:
\[ 750\cdot 0{,}001=0{,}750=0{,}75 \]
-
Multiplicar por \(0{,}1\) mueve la coma un lugar a la izquierda:
\[ 0{,}6\cdot 0{,}1=0{,}06 \]
5. División de Números Decimales
Idea inicial
La división de decimales cierra nuestro estudio de las operaciones básicas. Al igual que con las operaciones anteriores, existen dos formas de abordar la división: una conceptual y una práctica.
Dos estrategias para dividir
- Estrategia 1: convertir a fracción. Este método es útil para entender la lógica detrás de la división de decimales.
- Estrategia 2: usar el método tradicional. Este es el algoritmo práctico que se utiliza para realizar cálculos de manera eficiente.
Estrategia 1: convertir a fracción
El método conceptual
Podemos convertir los números decimales a fracciones y luego aplicar la regla de la división de fracciones: dividir por una fracción equivale a multiplicar por su inverso.
Ejemplo A: \(1{,}2\div 0{,}03\)
- Convertir a fracción: \(1{,}2=\frac{12}{10}\) y \(0{,}03=\frac{3}{100}\).
- Dividir fracciones: \[ \frac{12}{10}\div \frac{3}{100} = \frac{12}{10}\cdot \frac{100}{3} \]
- Resolver: \[ \frac{12\cdot 100}{10\cdot 3} = \frac{1200}{30} = 40 \]
Respuesta:
\[1{,}2\div 0{,}03=40\]
Ejercicios: método fraccionario
Resuelve las siguientes divisiones usando la estrategia de convertir a fracción.
- \(0{,}6\div 0{,}2\)
- \(1{,}5\div 0{,}05\)
- \(-0{,}75\div 0{,}25\)
- \(-1{,}4\div (-0{,}2)\)
- \(0{,}9\div 2\)
- \(0{,}2\div 0{,}5\)
- \(3{,}5\div 2\)
- \(-5{,}1\div 0{,}2\)
-
\[ 0{,}6\div 0{,}2 = \frac{6}{10}\div \frac{2}{10} = \frac{6}{10}\cdot \frac{10}{2} = 3 \]
-
\[ 1{,}5\div 0{,}05 = \frac{15}{10}\div \frac{5}{100} = \frac{15}{10}\cdot \frac{100}{5} = 30 \]
-
Los signos son distintos, por lo tanto el resultado es negativo:
\[ -0{,}75\div 0{,}25 = -\frac{75}{100}\div \frac{25}{100} = -\frac{75}{100}\cdot \frac{100}{25} = -3 \]
-
Los signos son iguales, por lo tanto el resultado es positivo:
\[ -1{,}4\div (-0{,}2) = \left(-\frac{14}{10}\right)\div \left(-\frac{2}{10}\right) = \left(-\frac{14}{10}\right)\cdot \left(-\frac{10}{2}\right) = 7 \]
-
\[ 0{,}9\div 2 = \frac{9}{10}\div 2 = \frac{9}{10}\cdot \frac{1}{2} = \frac{9}{20} = 0{,}45 \]
-
\[ 0{,}2\div 0{,}5 = \frac{2}{10}\div \frac{5}{10} = \frac{2}{10}\cdot \frac{10}{5} = \frac{2}{5} = 0{,}4 \]
-
\[ 3{,}5\div 2 = \frac{35}{10}\div 2 = \frac{35}{10}\cdot \frac{1}{2} = \frac{35}{20} = 1{,}75 \]
-
Los signos son distintos, por lo tanto el resultado es negativo:
\[ -5{,}1\div 0{,}2 = -\frac{51}{10}\div \frac{2}{10} = -\frac{51}{10}\cdot \frac{10}{2} = -\frac{51}{2} = -25{,}5 \]
Estrategia 2: división tradicional
Procedimiento para dividir decimales
- Igualar cifras decimales: agrega ceros a la derecha hasta que el dividendo y el divisor tengan la misma cantidad de cifras después de la coma.
- Suprimir la coma: reescribe la división sin comas. Así los números se tratan como enteros.
- Dividir: realiza la división con los nuevos números enteros. Si es necesario, continúa la división para obtener cifras decimales en el cociente.
- Aplicar la regla de los signos: signos iguales dan resultado positivo; signos distintos dan resultado negativo.
La lógica detrás del procedimiento
Este método funciona porque si multiplicamos el dividendo y el divisor por el mismo número, el resultado de la división no cambia.
Al igualar las cifras decimales y suprimir la coma, en realidad estamos multiplicando ambos números por la misma potencia de \(10\).
Por ejemplo, en la división \(7{,}75\div 2{,}5\):
\[ \frac{7{,}75}{2{,}5} = \frac{7{,}75\cdot 100}{2{,}5\cdot 100} = \frac{775}{250} \]
Así transformamos una división con decimales en una división equivalente con números enteros.
Regla de los signos
La regla de los signos para la división es la misma que para la multiplicación:
- Signos iguales dan resultado positivo.
- Signos distintos dan resultado negativo.
Ejemplo: \(7{,}75\div (-2{,}5)\)
1. Igualar decimales: \(7{,}75\) tiene dos cifras decimales y \(-2{,}5\) tiene una. Agregamos un cero al divisor:
\[ 7{,}75\div (-2{,}50) \]
2. Suprimir la coma: la división equivalente es:
\[ 775\div (-250) \]
3. Dividir los valores absolutos:
3,1
-----
250|775,0
750
---
25,0
25,0
----
0
4. Aplicar el signo: como los signos originales son distintos, el resultado es negativo.
Respuesta:
\[ 7{,}75\div (-2{,}5)=-3{,}1 \]
Ejercicios: método práctico
Resuelve las siguientes divisiones.
- \(-9{,}6\div 3{,}2\)
- \(1{,}25\div 0{,}5\)
- \(-2{,}5\div (-0{,}05)\)
- \(6\div 0{,}3\)
- \(0{,}8\div 5\)
- \(-0{,}7\div 2\)
- \(15\div 4\)
- \(-10\div 0{,}8\)
-
Igualamos una cifra decimal y suprimimos la coma:
\[ -9{,}6\div 3{,}2=-96\div 32=-3 \]
-
Igualamos dos cifras decimales:
\[ 1{,}25\div 0{,}50=125\div 50=2{,}5 \]
-
Igualamos dos cifras decimales. Como los signos son iguales, el resultado es positivo:
\[ -2{,}50\div (-0{,}05)=-250\div (-5)=50 \]
-
Escribimos \(6\) como \(6{,}0\):
\[ 6{,}0\div 0{,}3=60\div 3=20 \]
-
Escribimos \(5\) como \(5{,}0\):
\[ 0{,}8\div 5{,}0=8\div 50=0{,}16 \]
-
Escribimos \(2\) como \(2{,}0\):
\[ -0{,}7\div 2{,}0=-7\div 20=-0{,}35 \]
-
Podemos escribir ambos números con una cifra decimal:
\[ 15{,}0\div 4{,}0=150\div 40=3{,}75 \]
-
Escribimos \(-10\) como \(-10{,}0\):
\[ -10{,}0\div 0{,}8=-100\div 8=-12{,}5 \]
Caso especial: división por \(10\), \(100\), \(1000\), etc.
Conectando con la multiplicación
Dividir por un número es lo mismo que multiplicar por su inverso.
- Dividir por \(10\) es lo mismo que multiplicar por \(\frac{1}{10}\), es decir, por \(0{,}1\).
- Dividir por \(100\) es lo mismo que multiplicar por \(\frac{1}{100}\), es decir, por \(0{,}01\).
- Dividir por \(1000\) es lo mismo que multiplicar por \(\frac{1}{1000}\), es decir, por \(0{,}001\).
Atajo para dividir por potencias de \(10\)
Para dividir por \(10\), \(100\), \(1000\), etc., se mueve la coma hacia la izquierda tantos lugares como ceros tenga la potencia de \(10\).
Ejercicios: división por \(10\), \(100\), \(1000\), etc.
Resuelve las siguientes divisiones.
- \(28{,}3\div 10\)
- \(6{,}5\div 100\)
- \(-19{,}2\div 1000\)
- \(0{,}7\div 10\)
- \(450\div 10\)
- \(-300\div 100\)
- \(582\div 10\)
- \(-45{,}5\div 10\)
-
Dividir por \(10\) mueve la coma un lugar a la izquierda:
\[ 28{,}3\div 10=2{,}83 \]
-
Dividir por \(100\) mueve la coma dos lugares a la izquierda:
\[ 6{,}5\div 100=0{,}065 \]
-
Dividir por \(1000\) mueve la coma tres lugares a la izquierda y se conserva el signo negativo:
\[ -19{,}2\div 1000=-0{,}0192 \]
-
Dividir por \(10\) mueve la coma un lugar a la izquierda:
\[ 0{,}7\div 10=0{,}07 \]
-
Dividir por \(10\) mueve la coma un lugar a la izquierda:
\[ 450\div 10=45 \]
-
Dividir por \(100\) mueve la coma dos lugares a la izquierda y se conserva el signo negativo:
\[ -300\div 100=-3 \]
-
Dividir por \(10\) mueve la coma un lugar a la izquierda:
\[ 582\div 10=58{,}2 \]
-
Dividir por \(10\) mueve la coma un lugar a la izquierda y se conserva el signo negativo:
\[ -45{,}5\div 10=-4{,}55 \]
Caso especial: división por \(0{,}1\), \(0{,}01\), \(0{,}001\), etc.
Multiplicar por el inverso
Dividir por un decimal como \(0{,}1\), \(0{,}01\) o \(0{,}001\) equivale a multiplicar por su inverso.
- El inverso de \(0{,}1=\frac{1}{10}\) es \(10\).
- El inverso de \(0{,}01=\frac{1}{100}\) es \(100\).
- El inverso de \(0{,}001=\frac{1}{1000}\) es \(1000\).
Por eso, dividir por \(0{,}1\) equivale a multiplicar por \(10\).
Una idea antiintuitiva
Dividir por un decimal entre \(0\) y \(1\) aumenta el valor absoluto del resultado.
Esto ocurre porque estamos preguntando cuántas veces cabe una cantidad pequeña dentro de otra cantidad.
Regla práctica: dividir por \(0{,}1\), \(0{,}01\), \(0{,}001\), etc., equivale a mover la coma hacia la derecha.
Ejercicios: división por \(0{,}1\), \(0{,}01\), \(0{,}001\), etc.
Resuelve las siguientes divisiones.
- \(5{,}2\div 0{,}1\)
- \(-1{,}45\div 0{,}01\)
- \(35\div 0{,}1\)
- \(-0{,}8\div 0{,}01\)
- \(0{,}08\div 0{,}1\)
- \(-0{,}45\div 0{,}1\)
- \(0{,}15\div 0{,}1\)
- \(-2{,}34\div 0{,}1\)
-
Dividir por \(0{,}1\) equivale a multiplicar por \(10\):
\[ 5{,}2\div 0{,}1=5{,}2\cdot 10=52 \]
-
Dividir por \(0{,}01\) equivale a multiplicar por \(100\), conservando el signo negativo:
\[ -1{,}45\div 0{,}01=-1{,}45\cdot 100=-145 \]
-
Dividir por \(0{,}1\) equivale a multiplicar por \(10\):
\[ 35\div 0{,}1=35\cdot 10=350 \]
-
Dividir por \(0{,}01\) equivale a multiplicar por \(100\), conservando el signo negativo:
\[ -0{,}8\div 0{,}01=-0{,}8\cdot 100=-80 \]
-
Dividir por \(0{,}1\) equivale a multiplicar por \(10\):
\[ 0{,}08\div 0{,}1=0{,}08\cdot 10=0{,}8 \]
-
Dividir por \(0{,}1\) equivale a multiplicar por \(10\), conservando el signo negativo:
\[ -0{,}45\div 0{,}1=-0{,}45\cdot 10=-4{,}5 \]
-
Dividir por \(0{,}1\) equivale a multiplicar por \(10\):
\[ 0{,}15\div 0{,}1=0{,}15\cdot 10=1{,}5 \]
-
Dividir por \(0{,}1\) equivale a multiplicar por \(10\), conservando el signo negativo:
\[ -2{,}34\div 0{,}1=-2{,}34\cdot 10=-23{,}4 \]
6. Decimales infinitos racionales y fracción generatriz
Inicio
En la lección anterior vimos que las fracciones decimales, es decir, aquellas con denominador \(10\), \(100\), \(1000\), etc., siempre generan decimales finitos. Ahora exploraremos qué sucede con el resto de las fracciones.
¿De dónde vienen los decimales infinitos?
Cuando una fracción no es equivalente a una fracción decimal, al dividir su numerador por el denominador, el resto nunca llega a ser cero. Esto provoca que las cifras decimales se repitan en un patrón infinito, creando un número decimal periódico.
Los dos tipos de decimales infinitos racionales
- Periódicos puros: el patrón que se repite, llamado período, comienza inmediatamente después de la coma. Se escribe con una barra sobre el período. Por ejemplo: \(0{,}333...=0{,}\overline{3}\).
- Semiperiódicos o mixtos: hay una o más cifras entre la coma y el período. Esa parte se llama anteperíodo. Por ejemplo: \(0{,}1666...=0{,}1\overline{6}\).
Diferencia entre periódico puro y semiperiódico
La siguiente tabla ayuda a visualizar la diferencia clave entre ambos tipos de decimales infinitos racionales:
| Decimal periódico puro | Decimal semiperiódico o mixto |
|---|---|
| El período comienza inmediatamente después de la coma. | Existe un anteperíodo entre la coma y el período. |
| \(0{,}\overline{5}\) Parte entera: \(0\) Período: \(5\) |
\(0{,}91\overline{6}\) Parte entera: \(0\) Anteperíodo: \(91\) Período: \(6\) |
| \(2{,}\overline{18}\) Parte entera: \(2\) Período: \(18\) |
\(1{,}2\overline{7}\) Parte entera: \(1\) Anteperíodo: \(2\) Período: \(7\) |
| \(0{,}\overline{123}\) Parte entera: \(0\) Período: \(123\) |
\(4{,}00\overline{3}\) Parte entera: \(4\) Anteperíodo: \(00\) Período: \(3\) |
Ejercicio: identificar, clasificar y abreviar
Para cada número, identifica sus partes, clasifícalo como periódico puro o semiperiódico, y escríbelo en notación abreviada.
- \(0{,}5555...\)
- \(2{,}121212...\)
- \(-0{,}345345345...\)
- \(0{,}1666...\)
- \(4{,}0333...\)
- \(-1{,}2777...\)
- \(0{,}8333...\)
- \(5{,}010101...\)
- \(-0{,}123123123...\)
- \(0{,}41888...\)
- \(7{,}12343434...\)
- \(-0{,}00555...\)
-
\(0{,}5555...=0{,}\overline{5}\)
Clasificación: periódico puro. Parte entera: \(0\). Período: \(5\).
-
\(2{,}121212...=2{,}\overline{12}\)
Clasificación: periódico puro. Parte entera: \(2\). Período: \(12\).
-
\(-0{,}345345345...=-0{,}\overline{345}\)
Clasificación: periódico puro. Signo: negativo. Parte entera: \(0\). Período: \(345\).
-
\(0{,}1666...=0{,}1\overline{6}\)
Clasificación: semiperiódico. Parte entera: \(0\). Anteperíodo: \(1\). Período: \(6\).
-
\(4{,}0333...=4{,}0\overline{3}\)
Clasificación: semiperiódico. Parte entera: \(4\). Anteperíodo: \(0\). Período: \(3\).
-
\(-1{,}2777...=-1{,}2\overline{7}\)
Clasificación: semiperiódico. Signo: negativo. Parte entera: \(1\). Anteperíodo: \(2\). Período: \(7\).
-
\(0{,}8333...=0{,}8\overline{3}\)
Clasificación: semiperiódico. Parte entera: \(0\). Anteperíodo: \(8\). Período: \(3\).
-
\(5{,}010101...=5{,}\overline{01}\)
Clasificación: periódico puro. Parte entera: \(5\). Período: \(01\).
-
\(-0{,}123123123...=-0{,}\overline{123}\)
Clasificación: periódico puro. Signo: negativo. Parte entera: \(0\). Período: \(123\).
-
\(0{,}41888...=0{,}41\overline{8}\)
Clasificación: semiperiódico. Parte entera: \(0\). Anteperíodo: \(41\). Período: \(8\).
-
\(7{,}12343434...=7{,}12\overline{34}\)
Clasificación: semiperiódico. Parte entera: \(7\). Anteperíodo: \(12\). Período: \(34\).
-
\(-0{,}00555...=-0{,}00\overline{5}\)
Clasificación: semiperiódico. Signo: negativo. Parte entera: \(0\). Anteperíodo: \(00\). Período: \(5\).
1. De fracción a decimal infinito
Procedimiento general
Para convertir una fracción a su forma decimal, realizamos la división del numerador por el denominador hasta identificar si el decimal termina o si aparece un patrón que se repite.
Ejemplo A: convertir \( \frac{4}{33} \) a decimal
Al dividir \(4\) entre \(33\), obtenemos:
\[ \frac{4}{33}=0{,}121212... \]
El período es \(12\), y comienza inmediatamente después de la coma. Por lo tanto, es un decimal periódico puro.
Respuesta:
\[ \frac{4}{33}=0{,}\overline{12} \]
Ejemplo B: convertir \( \frac{5}{12} \) a decimal
Al dividir \(5\) entre \(12\), obtenemos:
\[ \frac{5}{12}=0{,}41666... \]
El \(41\) es el anteperíodo y el \(6\) es el período. Por lo tanto, es un decimal semiperiódico.
Respuesta:
\[ \frac{5}{12}=0{,}41\overline{6} \]
Ejercicios: convertir fracciones a decimales
Convierte las siguientes fracciones a números decimales, clasifícalos y escríbelos en notación periódica.
- \( \frac{2}{3} \)
- \( \frac{5}{6} \)
- \( \frac{1}{9} \)
- \( \frac{2}{11} \)
- \( \frac{7}{15} \)
- \( \frac{1}{12} \)
- \( \frac{5}{11} \)
- \( \frac{13}{15} \)
- \( \frac{1}{7} \)
-
\[ \frac{2}{3}=0{,}666...=0{,}\overline{6} \]
Clasificación: periódico puro.
-
\[ \frac{5}{6}=0{,}8333...=0{,}8\overline{3} \]
Clasificación: semiperiódico.
-
\[ \frac{1}{9}=0{,}111...=0{,}\overline{1} \]
Clasificación: periódico puro.
-
\[ \frac{2}{11}=0{,}181818...=0{,}\overline{18} \]
Clasificación: periódico puro.
-
\[ \frac{7}{15}=0{,}4666...=0{,}4\overline{6} \]
Clasificación: semiperiódico.
-
\[ \frac{1}{12}=0{,}08333...=0{,}08\overline{3} \]
Clasificación: semiperiódico.
-
\[ \frac{5}{11}=0{,}454545...=0{,}\overline{45} \]
Clasificación: periódico puro.
-
\[ \frac{13}{15}=0{,}8666...=0{,}8\overline{6} \]
Clasificación: semiperiódico.
-
\[ \frac{1}{7}=0{,}142857142857...=0{,}\overline{142857} \]
Clasificación: periódico puro.
2. De decimal infinito a fracción: fracción generatriz
Fracción generatriz
Todo número decimal periódico o semiperiódico puede expresarse como una fracción. Esa fracción se llama fracción generatriz.
Antes de aprender el procedimiento formal, observemos una regularidad importante en los decimales periódicos puros.
Regularidad de los periódicos puros
En los decimales periódicos puros, el período se relaciona directamente con un denominador formado por nueves.
| Con 1 cifra periódica | Con 2 cifras periódicas | Con 3 cifras periódicas |
|---|---|---|
| \(0{,}\overline{1}=\frac{1}{9}\) | \(0{,}\overline{12}=\frac{12}{99}\) | \(0{,}\overline{101}=\frac{101}{999}\) |
| \(0{,}\overline{2}=\frac{2}{9}\) | \(0{,}\overline{13}=\frac{13}{99}\) | \(0{,}\overline{102}=\frac{102}{999}\) |
| \(0{,}\overline{5}=\frac{5}{9}\) | \(0{,}\overline{47}=\frac{47}{99}\) | \(0{,}\overline{123}=\frac{123}{999}\) |
| \(0{,}\overline{8}=\frac{8}{9}\) | \(0{,}\overline{98}=\frac{98}{99}\) | \(0{,}\overline{998}=\frac{998}{999}\) |
Un caso famoso: \(0{,}999...=1\)
La regularidad anterior nos lleva a una conclusión sorprendente pero correcta:
\[ 0{,}999...=0{,}\overline{9}=\frac{9}{9}=1 \]
Por eso, el número \(1\) tiene dos representaciones decimales: \(1{,}000...\) y \(0{,}999...\).
A. Convertir un decimal periódico puro a fracción
Procedimiento para periódico puro
- Numerador: se escribe el número completo sin coma y se resta la parte entera.
- Denominador: se escriben tantos nueves como cifras tenga el período.
- Signo: si el decimal es negativo, el signo negativo se conserva en la fracción.
Ejemplo 1: sin parte entera
Encontrar la fracción generatriz de: \(0{,}\overline{123}\)
Numerador: el número sin coma es \(123\) y la parte entera es \(0\). Entonces:
\[ 123-0=123 \]
Denominador: el período \(123\) tiene \(3\) cifras, por lo tanto el denominador es \(999\).
\[ 0{,}\overline{123}=\frac{123}{999} \]
Simplificamos dividiendo por \(3\):
\[ \frac{123}{999}=\frac{41}{333} \]
Respuesta: \( \frac{41}{333} \).
Ejemplo 2: con parte entera
Encontrar la fracción generatriz de: \(3{,}\overline{21}\)
Numerador: el número sin coma es \(321\) y la parte entera es \(3\). Entonces:
\[ 321-3=318 \]
Denominador: el período \(21\) tiene \(2\) cifras, por lo tanto el denominador es \(99\).
\[ 3{,}\overline{21}=\frac{318}{99} \]
Simplificamos dividiendo por \(3\):
\[ \frac{318}{99}=\frac{106}{33} \]
Respuesta: \( \frac{106}{33} \).
Ejercicios: decimales periódicos puros
Encuentra la fracción generatriz y simplifícala.
- \(0{,}\overline{4}\)
- \(0{,}\overline{8}\)
- \(-0{,}\overline{45}\)
- \(0{,}\overline{123}\)
- \(2{,}\overline{7}\)
- \(4{,}\overline{5}\)
- \(3{,}\overline{21}\)
- \(1{,}\overline{234}\)
-
\[ 0{,}\overline{4}=\frac{4}{9} \]
-
\[ 0{,}\overline{8}=\frac{8}{9} \]
-
El decimal es negativo, por lo tanto la fracción también es negativa:
\[ -0{,}\overline{45}=-\frac{45}{99}=-\frac{5}{11} \]
-
\[ 0{,}\overline{123}=\frac{123}{999}=\frac{41}{333} \]
-
El número sin coma es \(27\) y la parte entera es \(2\):
\[ 2{,}\overline{7}=\frac{27-2}{9}=\frac{25}{9} \]
-
El número sin coma es \(45\) y la parte entera es \(4\):
\[ 4{,}\overline{5}=\frac{45-4}{9}=\frac{41}{9} \]
-
El número sin coma es \(321\) y la parte entera es \(3\):
\[ 3{,}\overline{21}=\frac{321-3}{99}=\frac{318}{99}=\frac{106}{33} \]
-
El número sin coma es \(1234\) y la parte entera es \(1\):
\[ 1{,}\overline{234}=\frac{1234-1}{999}=\frac{1233}{999}=\frac{137}{111} \]
B. Convertir un decimal semiperiódico a fracción
Regularidad de los semiperiódicos
En los decimales semiperiódicos, el anteperíodo afecta tanto al numerador como al denominador de la fracción generatriz.
| Decimal extendido | Notación abreviada | Análisis de partes | Cálculo de la fracción | Fracción final |
|---|---|---|---|---|
| \(0{,}1666...\) | \(0{,}1\overline{6}\) | Parte entera: \(0\) Anteperíodo: \(1\) Período: \(6\) |
\(\frac{16-1}{90}\) | \(\frac{15}{90}=\frac{1}{6}\) |
| \(0{,}8333...\) | \(0{,}8\overline{3}\) | Parte entera: \(0\) Anteperíodo: \(8\) Período: \(3\) |
\(\frac{83-8}{90}\) | \(\frac{75}{90}=\frac{5}{6}\) |
| \(0{,}12333...\) | \(0{,}12\overline{3}\) | Parte entera: \(0\) Anteperíodo: \(12\) Período: \(3\) |
\(\frac{123-12}{900}\) | \(\frac{111}{900}=\frac{37}{300}\) |
| \(0{,}234234234...\) | \(0{,}2\overline{342}\) | Parte entera: \(0\) Anteperíodo: \(2\) Período: \(342\) |
\(\frac{2342-2}{9990}\) | \(\frac{2340}{9990}=\frac{26}{111}\) |
| \(1{,}0333...\) | \(1{,}0\overline{3}\) | Parte entera: \(1\) Anteperíodo: \(0\) Período: \(3\) |
\(\frac{103-10}{90}\) | \(\frac{93}{90}=\frac{31}{30}\) |
| \(12{,}05444...\) | \(12{,}05\overline{4}\) | Parte entera: \(12\) Anteperíodo: \(05\) Período: \(4\) |
\(\frac{12054-1205}{900}\) | \(\frac{10849}{900}\) |
Procedimiento para semiperiódico
- Numerador: se escribe el número completo sin coma, incluyendo parte entera, anteperíodo y período. Luego se resta el número formado por la parte entera junto al anteperíodo.
- Denominador: se escriben tantos nueves como cifras tenga el período, seguidos de tantos ceros como cifras tenga el anteperíodo.
- Signo: si el decimal es negativo, el signo negativo se conserva en la fracción.
No confundas anteperíodo con la parte que se resta
El anteperíodo son solo las cifras decimales que están entre la coma y el período.
La parte no periódica que se resta se forma juntando la parte entera con el anteperíodo.
Ejemplo con \(2{,}1\overline{36}\):
| Anteperíodo | \(1\) |
| Parte no periódica que se resta | \(21\) |
¿Un decimal semiperiódico puede tener un anteperíodo de ceros?
Sí. Un número como \(0{,}00\overline{3}\), es decir, \(0{,}00333...\), es semiperiódico.
- El anteperíodo es \(00\).
- El período es \(3\).
La clave es que exista al menos una cifra decimal que no se repita antes de que comience el patrón infinito.
Ejemplo 1: sin parte entera
Encontrar la fracción generatriz de: \(0{,}12\overline{6}\)
Numerador: el número completo sin coma es \(126\). La parte no periódica es \(12\). Entonces:
\[ 126-12=114 \]
Denominador: el período \(6\) tiene una cifra, por eso escribimos un \(9\). El anteperíodo \(12\) tiene dos cifras, por eso agregamos dos ceros. El denominador es \(900\).
\[ 0{,}12\overline{6}=\frac{114}{900} \]
Simplificamos dividiendo por \(6\):
\[ \frac{114}{900}=\frac{19}{150} \]
Respuesta: \( \frac{19}{150} \).
Ejemplo 2: con parte entera
Encontrar la fracción generatriz de: \(3{,}1\overline{42}\)
Numerador: el número completo sin coma es \(3142\). La parte no periódica es \(31\). Entonces:
\[ 3142-31=3111 \]
Denominador: el período \(42\) tiene dos cifras, por eso escribimos \(99\). El anteperíodo \(1\) tiene una cifra, por eso agregamos un cero. El denominador es \(990\).
\[ 3{,}1\overline{42}=\frac{3111}{990} \]
Simplificamos dividiendo por \(3\):
\[ \frac{3111}{990}=\frac{1037}{330} \]
Respuesta: \( \frac{1037}{330} \).
Ejercicios: decimales semiperiódicos
Encuentra la fracción generatriz y simplifícala.
- \(0{,}1\overline{6}\)
- \(0{,}2\overline{3}\)
- \(-0{,}4\overline{6}\)
- \(0{,}0\overline{5}\)
- \(2{,}8\overline{3}\)
- \(-5{,}1\overline{6}\)
- \(1{,}2\overline{18}\)
- \(2{,}0\overline{18}\)
-
\[ 0{,}1\overline{6}=\frac{16-1}{90}=\frac{15}{90}=\frac{1}{6} \]
-
\[ 0{,}2\overline{3}=\frac{23-2}{90}=\frac{21}{90}=\frac{7}{30} \]
-
El decimal es negativo, por lo tanto la fracción también es negativa:
\[ -0{,}4\overline{6}=-\frac{46-4}{90}=-\frac{42}{90}=-\frac{7}{15} \]
-
El anteperíodo es \(0\) y el período es \(5\):
\[ 0{,}0\overline{5}=\frac{5-0}{90}=\frac{5}{90}=\frac{1}{18} \]
-
\[ 2{,}8\overline{3}=\frac{283-28}{90}=\frac{255}{90}=\frac{17}{6} \]
-
El decimal es negativo, por lo tanto la fracción también es negativa:
\[ -5{,}1\overline{6}=-\frac{516-51}{90}=-\frac{465}{90}=-\frac{31}{6} \]
-
\[ 1{,}2\overline{18}=\frac{1218-12}{990}=\frac{1206}{990}=\frac{67}{55} \]
-
\[ 2{,}0\overline{18}=\frac{2018-20}{990}=\frac{1998}{990}=\frac{111}{55} \]
7. Potencias de Base Decimal y Exponente Entero
Idea inicial
Ahora que dominamos las potencias con base fraccionaria, aplicaremos esas mismas reglas al mundo de los números decimales. La buena noticia es que no hay nada nuevo que memorizar: solo aplicar lo que ya sabes.
Las reglas no cambian
Todas las propiedades de las potencias que aprendiste para las fracciones funcionan exactamente igual para los números decimales. Un decimal es simplemente otra forma de escribir una fracción.
1. Repaso rápido de las propiedades fundamentales
Propiedades universales
Recordemos las reglas clave con ejemplos en base decimal:
| Propiedad | Regla general | Ejemplo con decimales |
|---|---|---|
| Exponente natural | \(a^n=a\cdot a\cdot ...\cdot a\) | \((0{,}2)^3=0{,}2\cdot 0{,}2\cdot 0{,}2=0{,}008\) |
| Regla del signo: exponente par | \((-a)^{\text{par}}\) es positivo | \((-0{,}5)^2=0{,}25\) |
| Regla del signo: exponente impar | \((-a)^{\text{impar}}\) es negativo | \((-0{,}5)^3=-0{,}125\) |
| Exponente cero | \(a^0=1\), con \(a\neq 0\) | \((-2{,}3)^0=1\) |
| Producto de potencias de igual base | \(a^m\cdot a^n=a^{m+n}\) | \((0{,}5)^2\cdot (0{,}5)^3=(0{,}5)^5\) |
| Cociente de potencias de igual base | \(a^m\div a^n=a^{m-n}\), con \(a\neq 0\) | \((0{,}8)^5\div (0{,}8)^2=(0{,}8)^3\) |
Cuidado con los paréntesis
Cuando la base es negativa, los paréntesis son importantes.
\[ (-0{,}5)^2=(-0{,}5)\cdot(-0{,}5)=0{,}25 \]
En cambio, \(-0{,}5^2\) significa que primero se calcula \(0{,}5^2\) y luego se aplica el signo negativo:
\[ -0{,}5^2=-(0{,}25)=-0{,}25 \]
2. Estrategias para calcular potencias de decimales
Dos formas de resolver
Al igual que con las otras operaciones, existen dos métodos para resolver potencias con base decimal: convertir a fracción o multiplicar decimales directamente.
Estrategia 1: convertir a fracción
Método conceptual
Esta estrategia es útil para entender de dónde vienen los resultados y para conectar las potencias decimales con las potencias de fracciones.
Ejemplo: calcular \((0{,}5)^3\) convirtiendo a fracción
- Convertir a fracción: \[ 0{,}5=\frac{5}{10}=\frac{1}{2} \]
- Resolver la potencia de la fracción: \[ \left(\frac{1}{2}\right)^3=\frac{1^3}{2^3}=\frac{1}{8} \]
- Convertir el resultado a decimal: \[ \frac{1}{8}=0{,}125 \]
Respuesta:
\[ (0{,}5)^3=0{,}125 \]
Estrategia 2: multiplicar decimales
Método práctico
Este es el método directo: se multiplica la base por sí misma tantas veces como indica el exponente.
Ejemplo: calcular \((0{,}2)^3\) multiplicando decimales
Multiplicamos la base por sí misma tres veces:
\[ (0{,}2)^3=0{,}2\cdot 0{,}2\cdot 0{,}2 \]
Primero:
\[ 0{,}2\cdot 0{,}2=0{,}04 \]
Luego:
\[ 0{,}04\cdot 0{,}2=0{,}008 \]
Respuesta:
\[ (0{,}2)^3=0{,}008 \]
3. Ejercicios prácticos
Ejercicios combinados
Resuelve las siguientes operaciones aplicando las propiedades de las potencias.
- \((0{,}3)^2\)
- \((-0{,}5)^2\)
- \((-0{,}2)^3\)
- \((1{,}7)^0\)
- \((0{,}2)^3\cdot (0{,}2)^2\)
- \((-1{,}1)^4\cdot (-1{,}1)^2\)
- \((0{,}4)^4\div (0{,}4)^2\)
- \((-0{,}6)^5\div (-0{,}6)^2\)
- \((-1{,}2)^4\div (-1{,}2)^4\)
- \((2{,}5)\cdot (2{,}5)^3\)
- \(a^3\cdot a^2\)
- \((-3x)^2\)
-
Elevamos al cuadrado:
\[ (0{,}3)^2=0{,}3\cdot 0{,}3=0{,}09 \]
-
El exponente es par, por lo tanto el resultado es positivo:
\[ (-0{,}5)^2=(-0{,}5)\cdot(-0{,}5)=0{,}25 \]
-
El exponente es impar, por lo tanto el resultado conserva el signo negativo:
\[ (-0{,}2)^3=(-0{,}2)\cdot(-0{,}2)\cdot(-0{,}2)=-0{,}008 \]
-
Todo número distinto de cero elevado a \(0\) es \(1\):
\[ (1{,}7)^0=1 \]
-
Producto de potencias de igual base: se suman los exponentes.
\[ (0{,}2)^3\cdot(0{,}2)^2=(0{,}2)^{3+2}=(0{,}2)^5 \]
Calculamos:
\[ (0{,}2)^5=0{,}00032 \]
-
Producto de potencias de igual base: se suman los exponentes.
\[ (-1{,}1)^4\cdot(-1{,}1)^2=(-1{,}1)^{4+2}=(-1{,}1)^6 \]
Como el exponente \(6\) es par, el resultado es positivo.
\[ (-1{,}1)^6=1{,}771561 \]
-
Cociente de potencias de igual base: se restan los exponentes.
\[ (0{,}4)^4\div(0{,}4)^2=(0{,}4)^{4-2}=(0{,}4)^2 \]
\[ (0{,}4)^2=0{,}16 \]
-
Cociente de potencias de igual base: se restan los exponentes.
\[ (-0{,}6)^5\div(-0{,}6)^2=(-0{,}6)^{5-2}=(-0{,}6)^3 \]
Como el exponente \(3\) es impar, el resultado es negativo:
\[ (-0{,}6)^3=-0{,}216 \]
-
Cociente de potencias de igual base: se restan los exponentes.
\[ (-1{,}2)^4\div(-1{,}2)^4=(-1{,}2)^{4-4}=(-1{,}2)^0 \]
Como la base es distinta de cero:
\[ (-1{,}2)^0=1 \]
-
La expresión \((2{,}5)\) puede escribirse como \((2{,}5)^1\):
\[ (2{,}5)\cdot(2{,}5)^3=(2{,}5)^1\cdot(2{,}5)^3=(2{,}5)^{1+3}=(2{,}5)^4 \]
Calculamos:
\[ (2{,}5)^4=39{,}0625 \]
-
Producto de potencias de igual base:
\[ a^3\cdot a^2=a^{3+2}=a^5 \]
-
El exponente \(2\) afecta a todo lo que está dentro del paréntesis:
\[ (-3x)^2=(-3)^2\cdot x^2=9x^2 \]
8. Potencias de Base Decimal y Exponente Natural
¿Dónde usamos esto?
Las potencias con base decimal aparecen en ciencias, economía y finanzas. Por ejemplo, una tasa de crecimiento del \(3\%\) puede escribirse como \(0{,}03\), y en ciertos cálculos se trabaja con potencias de números decimales.
Definición
Una potencia es una forma abreviada de escribir una multiplicación de un número por sí mismo varias veces. En esta guía trabajaremos potencias cuya base puede ser un número decimal y cuyo exponente es natural. También revisaremos el caso especial del exponente cero.
Fórmula general
La potencia se escribe como \(a^n\), donde \(a\) es la base y \(n\) es el exponente.
Si \(n\) es natural, entonces:
\[ a^n=\underbrace{a\cdot a\cdot a\cdots a}_{n\text{ veces}} \]
Ejemplo: \((0{,}5)^3\)
La base es \(0{,}5\) y el exponente es \(3\). Por lo tanto:
\[ (0{,}5)^3=0{,}5\cdot 0{,}5\cdot 0{,}5=0{,}125 \]
El resultado tiene tres cifras decimales porque cada factor tiene una cifra decimal:
\[ 1+1+1=3 \]
Ejercicio 1A: potencias de base positiva
Calcula las siguientes potencias.
- \((0{,}3)^2\)
- \((0{,}4)^3\)
- \((1{,}2)^4\)
- \((0{,}\overline{3})^2\)
- \((0{,}1\overline{6})^2\)
- \((0{,}1a)^2\)
- \((0{,}5b)^3\)
-
\[ (0{,}3)^2=0{,}3\cdot 0{,}3=0{,}09 \]
-
\[ (0{,}4)^3=0{,}4\cdot 0{,}4\cdot 0{,}4=0{,}064 \]
-
\[ (1{,}2)^4=1{,}2\cdot 1{,}2\cdot 1{,}2\cdot 1{,}2=2{,}0736 \]
-
Como \(0{,}\overline{3}=\frac{1}{3}\), entonces:
\[ (0{,}\overline{3})^2=\left(\frac{1}{3}\right)^2=\frac{1}{9} \]
-
Como \(0{,}1\overline{6}=\frac{1}{6}\), entonces:
\[ (0{,}1\overline{6})^2=\left(\frac{1}{6}\right)^2=\frac{1}{36} \]
-
Interpretamos \(0{,}1a\) como \(0{,}1\cdot a\):
\[ (0{,}1a)^2=(0{,}1)^2a^2=0{,}01a^2 \]
-
Interpretamos \(0{,}5b\) como \(0{,}5\cdot b\):
\[ (0{,}5b)^3=(0{,}5)^3b^3=0{,}125b^3 \]
Propiedades de potencias con base decimal
Una nota sobre las propiedades
Las propiedades de las potencias con base decimal son las mismas que ya se aplican a las potencias con base fraccionaria.
Esto ocurre porque todo decimal racional puede escribirse como fracción. Por ejemplo, trabajar con \((0{,}5)^2\) es equivalente a trabajar con \(\left(\frac{1}{2}\right)^2\).
Propiedades fundamentales
| Propiedad | Regla general | Ejemplo con decimales |
|---|---|---|
| Exponente natural | \(a^n=a\cdot a\cdot ...\cdot a\) | \((0{,}2)^3=0{,}2\cdot 0{,}2\cdot 0{,}2=0{,}008\) |
| Base negativa y exponente par | \((-a)^{\text{par}}\) es positivo | \((-0{,}5)^2=0{,}25\) |
| Base negativa y exponente impar | \((-a)^{\text{impar}}\) es negativo | \((-0{,}5)^3=-0{,}125\) |
| Producto de potencias de igual base | \(a^m\cdot a^n=a^{m+n}\) | \((0{,}5)^2\cdot(0{,}5)^3=(0{,}5)^5\) |
| Cociente de potencias de igual base | \(\frac{a^m}{a^n}=a^{m-n}\), con \(a\neq 0\) | \((0{,}8)^5\div(0{,}8)^2=(0{,}8)^3\) |
| Exponente cero | \(a^0=1\), con \(a\neq 0\) | \((-3{,}2)^0=1\) |
Base negativa y exponente par o impar
Cuidado con los signos y los paréntesis
Cuando la base es negativa, el signo del resultado depende de si el exponente es par o impar.
- Si el exponente es par, el resultado es positivo.
- Si el exponente es impar, el resultado es negativo.
Ejemplos con base negativa
Con exponente par:
\[ (-0{,}5)^2=(-0{,}5)\cdot(-0{,}5)=0{,}25 \]
Con exponente impar:
\[ (-0{,}5)^3=(-0{,}5)\cdot(-0{,}5)\cdot(-0{,}5)=-0{,}125 \]
Tip para recordar
Piensa en los signos negativos como parejas. Cada pareja de signos negativos da un resultado positivo. Si el exponente es impar, sobra un signo negativo y el resultado final queda negativo.
Ejercicio 1B: potencias de base negativa
Calcula las siguientes potencias. Presta atención al signo del resultado.
- \((-0{,}5)^2\)
- \((-0{,}2)^4\)
- \((-2{,}5)^3\)
- \((-0{,}\overline{3})^3\)
- \((-0{,}2y)^5\)
- \((-0{,}1x)^2\)
-
El exponente es par, por lo tanto el resultado es positivo:
\[ (-0{,}5)^2=0{,}25 \]
-
El exponente es par, por lo tanto el resultado es positivo:
\[ (-0{,}2)^4=0{,}0016 \]
-
El exponente es impar, por lo tanto el resultado es negativo:
\[ (-2{,}5)^3=-15{,}625 \]
-
Como \(0{,}\overline{3}=\frac{1}{3}\), entonces:
\[ (-0{,}\overline{3})^3=\left(-\frac{1}{3}\right)^3=-\frac{1}{27} \]
-
El exponente es impar, por lo tanto el resultado es negativo:
\[ (-0{,}2y)^5=(-0{,}2)^5y^5=-0{,}00032y^5 \]
-
El exponente es par, por lo tanto el resultado es positivo:
\[ (-0{,}1x)^2=(-0{,}1)^2x^2=0{,}01x^2 \]
Multiplicación de potencias de igual base
Procedimiento
Para multiplicar potencias de igual base, se mantiene la base y se suman los exponentes.
\[ a^m\cdot a^n=a^{m+n} \]
¿Por qué se suman los exponentes?
Multiplicar potencias de igual base significa juntar factores iguales.
Por ejemplo:
\[ (0{,}2)^3\cdot(0{,}2)^2 = (0{,}2\cdot0{,}2\cdot0{,}2)\cdot(0{,}2\cdot0{,}2) \]
En total hay \(5\) factores iguales a \(0{,}2\), por eso:
\[ (0{,}2)^3\cdot(0{,}2)^2=(0{,}2)^5 \]
Ejercicio 2: multiplicación de potencias
Resuelve las siguientes multiplicaciones de potencias de igual base.
- \((0{,}2)^3\cdot(0{,}2)^2\)
- \((1{,}3)^4\cdot(1{,}3)\)
- \((2{,}5)\cdot(2{,}5)^3\)
- \((-0{,}3)^2\cdot(-0{,}3)^3\)
- \((-0{,}7)^3\cdot(-0{,}7)\)
- \((-2{,}2)^2\cdot(-2{,}2)^2\)
- \((0{,}\overline{6})^2\cdot(0{,}\overline{6})^3\)
- \((0{,}8\overline{3})^4\cdot(0{,}8\overline{3})\)
- \(a^3\cdot a^2\)
- \((0{,}2b)\cdot(0{,}2b)^4\)
- \((-0{,}\overline{1}x)^5\cdot(-0{,}\overline{1}x)^2\)
-
\[ (0{,}2)^3\cdot(0{,}2)^2=(0{,}2)^{3+2}=(0{,}2)^5=0{,}00032 \]
-
\[ (1{,}3)^4\cdot(1{,}3)=(1{,}3)^{4+1}=(1{,}3)^5=3{,}71293 \]
-
La expresión \((2{,}5)\) equivale a \((2{,}5)^1\):
\[ (2{,}5)\cdot(2{,}5)^3=(2{,}5)^{1+3}=(2{,}5)^4=39{,}0625 \]
-
\[ (-0{,}3)^2\cdot(-0{,}3)^3=(-0{,}3)^{2+3}=(-0{,}3)^5=-0{,}00243 \]
-
\[ (-0{,}7)^3\cdot(-0{,}7)=(-0{,}7)^{3+1}=(-0{,}7)^4=0{,}2401 \]
-
\[ (-2{,}2)^2\cdot(-2{,}2)^2=(-2{,}2)^{2+2}=(-2{,}2)^4=23{,}4256 \]
-
Como \(0{,}\overline{6}=\frac{2}{3}\), entonces:
\[ (0{,}\overline{6})^2\cdot(0{,}\overline{6})^3= \left(\frac{2}{3}\right)^5= \frac{32}{243} \]
-
Como \(0{,}8\overline{3}=\frac{5}{6}\), entonces:
\[ (0{,}8\overline{3})^4\cdot(0{,}8\overline{3})= \left(\frac{5}{6}\right)^5= \frac{3125}{7776} \]
-
\[ a^3\cdot a^2=a^{3+2}=a^5 \]
-
\[ (0{,}2b)\cdot(0{,}2b)^4=(0{,}2b)^5=0{,}00032b^5 \]
-
Como \(0{,}\overline{1}=\frac{1}{9}\), entonces:
\[ (-0{,}\overline{1}x)^5\cdot(-0{,}\overline{1}x)^2 = (-0{,}\overline{1}x)^7 = \left(-\frac{x}{9}\right)^7 = -\frac{x^7}{9^7} \]
Cociente de potencias de igual base
Procedimiento
Para dividir potencias de igual base, se mantiene la base y se restan los exponentes.
\[ \frac{a^m}{a^n}=a^{m-n}, \qquad a\neq 0 \]
¿Por qué se restan los exponentes?
La división de potencias de igual base puede entenderse como una simplificación de factores iguales.
Por ejemplo:
\[ \frac{(0{,}8)^5}{(0{,}8)^2} = \frac{0{,}8\cdot0{,}8\cdot0{,}8\cdot0{,}8\cdot0{,}8}{0{,}8\cdot0{,}8} \]
Se cancelan dos factores iguales en el numerador y en el denominador, quedando tres factores \(0{,}8\):
\[ \frac{(0{,}8)^5}{(0{,}8)^2}=(0{,}8)^3 \]
Ejercicio 3: cociente de potencias
Resuelve las siguientes divisiones de potencias de igual base.
- \((0{,}4)^4\div(0{,}4)^2\)
- \((1{,}6)^5\div(1{,}6)^3\)
- \((0{,}9)^6\div(0{,}9)^3\)
- \((-0{,}6)^5\div(-0{,}6)^2\)
- \((-0{,}5)^7\div(-0{,}5)^3\)
- \((-2{,}8)^6\div(-2{,}8)^2\)
- \((0{,}\overline{2})^5\div(0{,}\overline{2})^3\)
- \((0{,}41\overline{6})^7\div(0{,}41\overline{6})^5\)
- \(x^5\div x^2\)
- \((-0{,}5z)^4\div(-0{,}5z)\)
-
\[ (0{,}4)^4\div(0{,}4)^2=(0{,}4)^{4-2}=(0{,}4)^2=0{,}16 \]
-
\[ (1{,}6)^5\div(1{,}6)^3=(1{,}6)^{5-3}=(1{,}6)^2=2{,}56 \]
-
\[ (0{,}9)^6\div(0{,}9)^3=(0{,}9)^{6-3}=(0{,}9)^3=0{,}729 \]
-
\[ (-0{,}6)^5\div(-0{,}6)^2=(-0{,}6)^{5-2}=(-0{,}6)^3=-0{,}216 \]
-
\[ (-0{,}5)^7\div(-0{,}5)^3=(-0{,}5)^{7-3}=(-0{,}5)^4=0{,}0625 \]
-
\[ (-2{,}8)^6\div(-2{,}8)^2=(-2{,}8)^{6-2}=(-2{,}8)^4=61{,}4656 \]
-
Como \(0{,}\overline{2}=\frac{2}{9}\), entonces:
\[ (0{,}\overline{2})^5\div(0{,}\overline{2})^3 = \left(\frac{2}{9}\right)^{5-3} = \left(\frac{2}{9}\right)^2 = \frac{4}{81} \]
-
Como \(0{,}41\overline{6}=\frac{5}{12}\), entonces:
\[ (0{,}41\overline{6})^7\div(0{,}41\overline{6})^5 = \left(\frac{5}{12}\right)^{7-5} = \left(\frac{5}{12}\right)^2 = \frac{25}{144} \]
-
Aplicamos la propiedad, considerando \(x\neq 0\):
\[ x^5\div x^2=x^{5-2}=x^3 \]
-
Aplicamos la propiedad, considerando \(z\neq 0\):
\[ (-0{,}5z)^4\div(-0{,}5z)=(-0{,}5z)^{4-1}=(-0{,}5z)^3=-0{,}125z^3 \]
Exponente cero
Regla del exponente cero
Cualquier número o expresión distinta de cero elevada a cero es igual a \(1\).
\[ a^0=1,\qquad a\neq 0 \]
Ejercicio 4: calcula las siguientes potencias
Aplica la regla del exponente cero.
- \((0{,}6)^0\)
- \((-3{,}2)^0\)
- \((1{,}2\overline{3})^0\)
- \((-0{,}01x)^0\)
-
Como \(0{,}6\neq 0\), entonces:
\[ (0{,}6)^0=1 \]
-
Como \(-3{,}2\neq 0\), entonces:
\[ (-3{,}2)^0=1 \]
-
Como \(1{,}2\overline{3}\neq 0\), entonces:
\[ (1{,}2\overline{3})^0=1 \]
-
La base es \(-0{,}01x\). Para aplicar la regla, debe cumplirse que \(x\neq 0\).
\[ (-0{,}01x)^0=1,\qquad x\neq 0 \]
9. Potencias de Base Decimal y Exponente Entero
Construyendo sobre lo aprendido
Las propiedades que veremos en esta página permiten simplificar expresiones con potencias de manera rápida y ordenada.
Como un número decimal racional puede escribirse como fracción, las propiedades de potencias se aplican igual que con bases fraccionarias.
Condición importante
Cuando trabajamos con exponentes negativos o con divisiones de potencias, la base no puede ser cero.
Por ejemplo, \(a^{-3}\) solo está definido si \(a\neq 0\).
Potencia de una potencia
Propiedad
Para calcular la potencia de una potencia, se mantiene la base y se multiplican los exponentes.
\[ \left(a^m\right)^n=a^{m\cdot n} \]
Ejemplo: potencia de una potencia
Calculemos:
\[ \left((0{,}5)^2\right)^3 \]
Aplicamos la propiedad:
\[ \left((0{,}5)^2\right)^3=(0{,}5)^{2\cdot 3}=(0{,}5)^6 \]
Luego calculamos:
\[ (0{,}5)^6=0{,}015625 \]
Ejercicio 1: potencia de una potencia
Resuelve aplicando la propiedad correspondiente.
- \(\left((0{,}2)^2\right)^2\)
- \(\left((1{,}5)^3\right)^2\)
- \(\left((-0{,}3)^2\right)^3\)
- \(\left((-1{,}1)^3\right)^2\)
- \(\left((0{,}\overline{3})^2\right)^3\)
- \(\left((0{,}1\overline{6})^2\right)^2\)
- \(\left(a^2\right)^4\)
- \(\left((0{,}2b)^2\right)^3\)
- \(\left((-0{,}1x)^3\right)^2\)
- \(\left((-0{,}5y)^3\right)^3\)
-
\[ \left((0{,}2)^2\right)^2=(0{,}2)^{2\cdot 2}=(0{,}2)^4=0{,}0016 \]
-
\[ \left((1{,}5)^3\right)^2=(1{,}5)^{3\cdot 2}=(1{,}5)^6=11{,}390625 \]
-
\[ \left((-0{,}3)^2\right)^3=(-0{,}3)^{2\cdot 3}=(-0{,}3)^6=0{,}000729 \]
Como el exponente final es par, el resultado es positivo.
-
\[ \left((-1{,}1)^3\right)^2=(-1{,}1)^{3\cdot 2}=(-1{,}1)^6=1{,}771561 \]
-
Como \(0{,}\overline{3}=\frac{1}{3}\), entonces:
\[ \left((0{,}\overline{3})^2\right)^3= \left(\frac{1}{3}\right)^6= \frac{1}{729} \]
-
Como \(0{,}1\overline{6}=\frac{1}{6}\), entonces:
\[ \left((0{,}1\overline{6})^2\right)^2= \left(\frac{1}{6}\right)^4= \frac{1}{1296} \]
-
\[ \left(a^2\right)^4=a^{2\cdot 4}=a^8 \]
-
\[ \left((0{,}2b)^2\right)^3=(0{,}2b)^6=0{,}000064b^6 \]
-
\[ \left((-0{,}1x)^3\right)^2=(-0{,}1x)^6=0{,}000001x^6 \]
-
\[ \left((-0{,}5y)^3\right)^3=(-0{,}5y)^9=-0{,}001953125y^9 \]
¿Por qué se multiplican los exponentes?
La expresión \(\left((0{,}5)^2\right)^3\) significa repetir el grupo \((0{,}5)^2\) tres veces:
\[ (0{,}5)^2\cdot(0{,}5)^2\cdot(0{,}5)^2 \]
Hay tres grupos de dos factores, por eso hay \(2\cdot 3=6\) factores en total:
\[ \left((0{,}5)^2\right)^3=(0{,}5)^6 \]
Exponente negativo
Propiedad
Una base distinta de cero elevada a un exponente negativo es igual al inverso multiplicativo de la base elevado al exponente positivo.
\[ a^{-n}=\left(\frac{1}{a}\right)^n=\frac{1}{a^n},\qquad a\neq 0 \]
Ejemplo: exponente negativo
Calculemos:
\[ (0{,}5)^{-3} \]
Usamos el inverso de \(0{,}5\):
\[ (0{,}5)^{-3}=\left(\frac{1}{0{,}5}\right)^3=2^3=8 \]
Ejercicio 2: exponente negativo
Resuelve las siguientes potencias. Considera que las variables representan valores distintos de cero.
- \((0{,}2)^{-1}\)
- \((-0{,}25)^{-1}\)
- \((0{,}5)^{-2}\)
- \((-0{,}1)^{-3}\)
- \((0{,}\overline{3})^{-2}\)
- \((0{,}1\overline{6})^{-2}\)
- \(a^{-5}\)
- \((0{,}1b)^{-3}\)
- \((-0{,}2x)^{-2}\)
- \((-0{,}5y)^{-3}\)
-
\[ (0{,}2)^{-1}=\frac{1}{0{,}2}=5 \]
-
\[ (-0{,}25)^{-1}=\frac{1}{-0{,}25}=-4 \]
-
\[ (0{,}5)^{-2}=\left(\frac{1}{0{,}5}\right)^2=2^2=4 \]
-
\[ (-0{,}1)^{-3}=\left(\frac{1}{-0{,}1}\right)^3=(-10)^3=-1000 \]
-
Como \(0{,}\overline{3}=\frac{1}{3}\), entonces:
\[ (0{,}\overline{3})^{-2}=\left(\frac{1}{3}\right)^{-2}=3^2=9 \]
-
Como \(0{,}1\overline{6}=\frac{1}{6}\), entonces:
\[ (0{,}1\overline{6})^{-2}=\left(\frac{1}{6}\right)^{-2}=6^2=36 \]
-
\[ a^{-5}=\frac{1}{a^5},\qquad a\neq 0 \]
-
\[ (0{,}1b)^{-3}=\frac{1}{(0{,}1b)^3} =\frac{1}{0{,}001b^3} =\frac{1000}{b^3} \]
-
\[ (-0{,}2x)^{-2}=\frac{1}{(-0{,}2x)^2} =\frac{1}{0{,}04x^2} =\frac{25}{x^2} \]
-
\[ (-0{,}5y)^{-3}=\frac{1}{(-0{,}5y)^3} =\frac{1}{-0{,}125y^3} =-\frac{8}{y^3} \]
¿De dónde viene el exponente negativo?
El exponente negativo aparece al aplicar la propiedad del cociente de potencias cuando el exponente del denominador es mayor.
Por ejemplo:
\[ \frac{(0{,}5)^2}{(0{,}5)^5}=(0{,}5)^{2-5}=(0{,}5)^{-3} \]
Pero si simplificamos factores iguales, queda:
\[ \frac{(0{,}5)^2}{(0{,}5)^5}=\frac{1}{(0{,}5)^3} \]
Por eso:
\[ (0{,}5)^{-3}=\frac{1}{(0{,}5)^3} \]
Producto de potencias de igual exponente
Propiedad
Para multiplicar potencias con el mismo exponente, se multiplican las bases y se mantiene el exponente.
\[ a^n\cdot b^n=(a\cdot b)^n \]
Ejemplo: producto con igual exponente
\[ (0{,}5)^3\cdot(0{,}2)^3=(0{,}5\cdot0{,}2)^3=(0{,}1)^3=0{,}001 \]
Ejercicio 3: multiplicación con igual exponente
Resuelve aplicando la propiedad de potencias con igual exponente.
- \((0{,}4)^2\cdot(0{,}6)^2\)
- \((1{,}2)^3\cdot(0{,}5)^3\)
- \((2{,}5)^2\cdot(0{,}4)^2\)
- \((-0{,}5)^3\cdot(0{,}8)^3\)
- \((-1{,}2)^2\cdot(-0{,}6)^2\)
- \((0{,}\overline{3})^2\cdot(0{,}6)^2\)
- \((0{,}2\overline{7})^4\cdot(1{,}8)^4\)
- \(a^5\cdot b^5\)
- \((0{,}5x)^2\cdot(0{,}2y)^2\)
- \((-0{,}1m)^3\cdot(2n)^3\)
-
\[ (0{,}4)^2\cdot(0{,}6)^2=(0{,}4\cdot0{,}6)^2=(0{,}24)^2=0{,}0576 \]
-
\[ (1{,}2)^3\cdot(0{,}5)^3=(1{,}2\cdot0{,}5)^3=(0{,}6)^3=0{,}216 \]
-
\[ (2{,}5)^2\cdot(0{,}4)^2=(2{,}5\cdot0{,}4)^2=1^2=1 \]
-
\[ (-0{,}5)^3\cdot(0{,}8)^3=(-0{,}5\cdot0{,}8)^3=(-0{,}4)^3=-0{,}064 \]
-
\[ (-1{,}2)^2\cdot(-0{,}6)^2=\left((-1{,}2)(-0{,}6)\right)^2=(0{,}72)^2=0{,}5184 \]
-
Como \(0{,}\overline{3}=\frac{1}{3}\) y \(0{,}6=\frac{3}{5}\), entonces:
\[ (0{,}\overline{3})^2\cdot(0{,}6)^2= \left(\frac{1}{3}\cdot\frac{3}{5}\right)^2= \left(\frac{1}{5}\right)^2= \frac{1}{25}=0{,}04 \]
-
Como \(0{,}2\overline{7}=\frac{5}{18}\) y \(1{,}8=\frac{9}{5}\), entonces:
\[ (0{,}2\overline{7})^4\cdot(1{,}8)^4= \left(\frac{5}{18}\cdot\frac{9}{5}\right)^4= \left(\frac{1}{2}\right)^4= \frac{1}{16} \]
-
\[ a^5\cdot b^5=(ab)^5 \]
-
\[ (0{,}5x)^2\cdot(0{,}2y)^2=(0{,}5x\cdot0{,}2y)^2=(0{,}1xy)^2=0{,}01x^2y^2 \]
-
\[ (-0{,}1m)^3\cdot(2n)^3=(-0{,}1m\cdot2n)^3=(-0{,}2mn)^3=-0{,}008m^3n^3 \]
¿Por qué se pueden agrupar las bases?
Esta propiedad funciona porque el orden de los factores no altera el producto.
Por ejemplo:
\[ (0{,}5)^3\cdot(0{,}2)^3 = (0{,}5\cdot0{,}5\cdot0{,}5)(0{,}2\cdot0{,}2\cdot0{,}2) \]
Podemos reagrupar en parejas:
\[ (0{,}5\cdot0{,}2)(0{,}5\cdot0{,}2)(0{,}5\cdot0{,}2) \]
Por lo tanto:
\[ (0{,}5)^3\cdot(0{,}2)^3=(0{,}5\cdot0{,}2)^3 \]
Cociente de potencias de igual exponente
Propiedad
Para dividir potencias con el mismo exponente, se dividen las bases y se mantiene el exponente.
\[ a^n\div b^n=\left(\frac{a}{b}\right)^n,\qquad b\neq 0 \]
Ejemplo: cociente con igual exponente
\[ (0{,}8)^2\div(0{,}4)^2=\left(\frac{0{,}8}{0{,}4}\right)^2=2^2=4 \]
Ejercicio 4: división con igual exponente
Resuelve aplicando la propiedad de potencias con igual exponente.
- \((0{,}9)^3\div(0{,}3)^3\)
- \((1{,}5)^4\div(0{,}5)^4\)
- \((-0{,}8)^4\div(0{,}4)^4\)
- \((-1{,}5)^3\div(-0{,}3)^3\)
- \((0{,}\overline{6})^2\div(0{,}\overline{3})^2\)
- \((0{,}2\overline{7})^3\div(0{,}1\overline{6})^3\)
- \(a^4\div b^4\)
- \((0{,}6x)^3\div(0{,}2x)^3\)
- \((-0{,}9m)^2\div(0{,}3n)^2\)
- \((xy)^5\div(0{,}5x)^5\)
-
\[ (0{,}9)^3\div(0{,}3)^3=\left(\frac{0{,}9}{0{,}3}\right)^3=3^3=27 \]
-
\[ (1{,}5)^4\div(0{,}5)^4=\left(\frac{1{,}5}{0{,}5}\right)^4=3^4=81 \]
-
\[ (-0{,}8)^4\div(0{,}4)^4=\left(\frac{-0{,}8}{0{,}4}\right)^4=(-2)^4=16 \]
-
\[ (-1{,}5)^3\div(-0{,}3)^3=\left(\frac{-1{,}5}{-0{,}3}\right)^3=5^3=125 \]
-
Como \(0{,}\overline{6}=\frac{2}{3}\) y \(0{,}\overline{3}=\frac{1}{3}\), entonces:
\[ (0{,}\overline{6})^2\div(0{,}\overline{3})^2= \left(\frac{\frac{2}{3}}{\frac{1}{3}}\right)^2= 2^2=4 \]
-
Como \(0{,}2\overline{7}=\frac{5}{18}\) y \(0{,}1\overline{6}=\frac{1}{6}\), entonces:
\[ (0{,}2\overline{7})^3\div(0{,}1\overline{6})^3= \left(\frac{\frac{5}{18}}{\frac{1}{6}}\right)^3= \left(\frac{5}{3}\right)^3= \frac{125}{27} \]
-
\[ a^4\div b^4=\left(\frac{a}{b}\right)^4,\qquad b\neq 0 \]
-
\[ (0{,}6x)^3\div(0{,}2x)^3= \left(\frac{0{,}6x}{0{,}2x}\right)^3=3^3=27,\qquad x\neq 0 \]
-
\[ (-0{,}9m)^2\div(0{,}3n)^2= \left(\frac{-0{,}9m}{0{,}3n}\right)^2= \left(-\frac{3m}{n}\right)^2= \frac{9m^2}{n^2},\qquad n\neq 0 \]
-
\[ (xy)^5\div(0{,}5x)^5= \left(\frac{xy}{0{,}5x}\right)^5= (2y)^5=32y^5,\qquad x\neq 0 \]
¿Por qué funciona también en la división?
Una división puede escribirse como fracción. Por ejemplo:
\[ (0{,}8)^3\div(0{,}4)^3= \frac{(0{,}8)^3}{(0{,}4)^3} \]
Al expandir:
\[ \frac{0{,}8\cdot0{,}8\cdot0{,}8}{0{,}4\cdot0{,}4\cdot0{,}4} \]
Podemos reagrupar:
\[ \left(\frac{0{,}8}{0{,}4}\right)\cdot \left(\frac{0{,}8}{0{,}4}\right)\cdot \left(\frac{0{,}8}{0{,}4}\right) = \left(\frac{0{,}8}{0{,}4}\right)^3 \]
El signo negativo y los paréntesis
El paréntesis lo es todo
El exponente solo afecta a lo que tiene inmediatamente a su izquierda.
Por eso, no es lo mismo \((-0{,}2)^2\) que \(-0{,}2^2\).
Comparación de casos
Caso 1: en \((-0{,}2)^2\), el exponente afecta a toda la base \(-0{,}2\):
\[ (-0{,}2)^2=(-0{,}2)(-0{,}2)=0{,}04 \]
Caso 2: en \(-0{,}2^2\), el exponente solo afecta al \(0{,}2\). El signo negativo queda fuera:
\[ -0{,}2^2=-(0{,}2^2)=-(0{,}04)=-0{,}04 \]
Ejercicio: ¿dónde está el signo?
Calcula las siguientes potencias prestando atención a los paréntesis.
- \(-0{,}5^2\)
- \((-0{,}5)^2\)
- \(-(0{,}1)^4\)
- \((-0{,}1)^4\)
- \((-0{,}1)^3\)
- \(-0{,}1^3\)
- \(-(-0{,}2)^3\)
- \(-(-0{,}2x)^2\)
-
El exponente solo afecta al \(0{,}5\):
\[ -0{,}5^2=-(0{,}5^2)=-0{,}25 \]
-
El exponente afecta a toda la base negativa:
\[ (-0{,}5)^2=(-0{,}5)(-0{,}5)=0{,}25 \]
-
\[ -(0{,}1)^4=-(0{,}0001)=-0{,}0001 \]
-
El exponente es par:
\[ (-0{,}1)^4=0{,}0001 \]
-
El exponente es impar:
\[ (-0{,}1)^3=-0{,}001 \]
-
El exponente solo afecta al \(0{,}1\):
\[ -0{,}1^3=-(0{,}1^3)=-0{,}001 \]
-
Primero resolvemos la potencia:
\[ (-0{,}2)^3=-0{,}008 \]
Luego aplicamos el signo negativo exterior:
\[ -(-0{,}2)^3=-(-0{,}008)=0{,}008 \]
-
Primero resolvemos la potencia:
\[ (-0{,}2x)^2=0{,}04x^2 \]
Luego aplicamos el signo negativo exterior:
\[ -(-0{,}2x)^2=-0{,}04x^2 \]
10. Ejercicios Combinados con Potencias de Base Decimal
Ejercicios de cálculo directo
Indicaciones
Resuelve las operaciones aplicando las propiedades de las potencias. Recuerda trabajar con cuidado los signos, los exponentes negativos y los paréntesis.
Ejercicio 1: cálculo directo
Calcula el resultado de las siguientes expresiones:
- \((0{,}5)^2\cdot(0{,}5)^{-3}\cdot(0{,}5)^4\)
- \(\left((1{,}2)^2\right)^3\div(1{,}2)^4\)
- \((0{,}8)^{-2}\cdot(0{,}8)^5\div(0{,}8)^3\)
- \((0{,}3)^3\cdot(0{,}2)^3\cdot(0{,}6)^{-2}\)
- \(\left((-0{,}4)^2\right)^3\div(-0{,}4)^5\)
- \((2{,}5)^{-1}\cdot(2{,}5)^4\div(2{,}5)^2\)
- \((1{,}1)^3\cdot(0{,}9)^3\div(0{,}99)^2\)
-
Como las potencias tienen la misma base, sumamos los exponentes:
\[ (0{,}5)^2\cdot(0{,}5)^{-3}\cdot(0{,}5)^4 = (0{,}5)^{2-3+4} = (0{,}5)^3 \]
\[ (0{,}5)^3=0{,}125 \]
-
Primero aplicamos potencia de una potencia:
\[ \left((1{,}2)^2\right)^3=(1{,}2)^{2\cdot 3}=(1{,}2)^6 \]
Luego dividimos potencias de igual base:
\[ (1{,}2)^6\div(1{,}2)^4=(1{,}2)^{6-4}=(1{,}2)^2=1{,}44 \]
-
Como todas las potencias tienen la misma base, operamos los exponentes:
\[ (0{,}8)^{-2}\cdot(0{,}8)^5\div(0{,}8)^3 = (0{,}8)^{-2+5-3} = (0{,}8)^0 \]
Como \(0{,}8\neq 0\), entonces:
\[ (0{,}8)^0=1 \]
-
Las dos primeras potencias tienen el mismo exponente:
\[ (0{,}3)^3\cdot(0{,}2)^3=(0{,}3\cdot0{,}2)^3=(0{,}06)^3 \]
Además:
\[ (0{,}6)^{-2}=\frac{1}{(0{,}6)^2} \]
Entonces:
\[ (0{,}06)^3\cdot\frac{1}{(0{,}6)^2} = 0{,}000216\cdot\frac{1}{0{,}36} = 0{,}0006 \]
-
Aplicamos potencia de una potencia:
\[ \left((-0{,}4)^2\right)^3=(-0{,}4)^{2\cdot3}=(-0{,}4)^6 \]
Luego dividimos potencias de igual base:
\[ (-0{,}4)^6\div(-0{,}4)^5=(-0{,}4)^{6-5}=(-0{,}4)^1=-0{,}4 \]
-
Como las potencias tienen igual base, operamos los exponentes:
\[ (2{,}5)^{-1}\cdot(2{,}5)^4\div(2{,}5)^2 = (2{,}5)^{-1+4-2} = (2{,}5)^1 \]
\[ (2{,}5)^1=2{,}5 \]
-
Las dos primeras potencias tienen igual exponente:
\[ (1{,}1)^3\cdot(0{,}9)^3=(1{,}1\cdot0{,}9)^3=(0{,}99)^3 \]
Luego dividimos potencias de igual base:
\[ (0{,}99)^3\div(0{,}99)^2=(0{,}99)^{3-2}=0{,}99 \]
Ejercicios de incógnitas
Indicaciones
En esta sección debes encontrar el valor entero de \(x\) que satisface cada igualdad.
Ejercicio 2: encontrar el valor de \(x\)
Encuentra el valor de \(x\):
- \((0{,}6)^x\cdot(0{,}6)^3=(0{,}6)^5\)
- \((1{,}2)^4\div(1{,}2)^x=(1{,}2)^2\)
- \(\left((0{,}3)^x\right)^2=(0{,}3)^6\)
- \((0{,}8)^5\div(0{,}8)^x=(0{,}8)^3\)
- \((0{,}2)^x\cdot(0{,}2)^4=(0{,}2)^2\)
- \((1{,}4)^x\div(1{,}4)^{-2}=(1{,}4)^3\)
- \((0{,}5)^x\cdot(0{,}2)^x=(0{,}1)^4\)
-
Producto de potencias de igual base:
\[ (0{,}6)^x\cdot(0{,}6)^3=(0{,}6)^{x+3} \]
Entonces:
\[ x+3=5 \]
\[ x=2 \]
-
Cociente de potencias de igual base:
\[ (1{,}2)^4\div(1{,}2)^x=(1{,}2)^{4-x} \]
Entonces:
\[ 4-x=2 \]
\[ x=2 \]
-
Potencia de una potencia:
\[ \left((0{,}3)^x\right)^2=(0{,}3)^{2x} \]
Entonces:
\[ 2x=6 \]
\[ x=3 \]
-
Cociente de potencias de igual base:
\[ (0{,}8)^5\div(0{,}8)^x=(0{,}8)^{5-x} \]
Entonces:
\[ 5-x=3 \]
\[ x=2 \]
-
Producto de potencias de igual base:
\[ (0{,}2)^x\cdot(0{,}2)^4=(0{,}2)^{x+4} \]
Entonces:
\[ x+4=2 \]
\[ x=-2 \]
-
Cociente de potencias de igual base:
\[ (1{,}4)^x\div(1{,}4)^{-2}=(1{,}4)^{x-(-2)}=(1{,}4)^{x+2} \]
Entonces:
\[ x+2=3 \]
\[ x=1 \]
-
Producto de potencias de igual exponente:
\[ (0{,}5)^x\cdot(0{,}2)^x=(0{,}5\cdot0{,}2)^x=(0{,}1)^x \]
Entonces:
\[ (0{,}1)^x=(0{,}1)^4 \]
Por lo tanto:
\[ x=4 \]
Problemas de aplicación
Indicaciones
Resuelve los siguientes problemas aplicando propiedades de potencias y justificando el procedimiento.
Ejercicio 3: problemas de aplicación
- El área de un cuadrado es \((0{,}7)^4\) metros cuadrados. ¿Cuánto mide el lado del cuadrado?
- Un cubo tiene un volumen de \((1{,}2)^6\) metros cúbicos. ¿Cuánto mide la arista del cubo?
- Si un cultivo de bacterias se duplica cada hora y al inicio hay \((0{,}2)^3\) millones de bacterias, ¿cuántas habrá después de \(4\) horas?
- El precio de un artículo se reduce a la mitad cada año. Si inicialmente costaba \(100\) dólares y el precio actual cumple \(100\cdot(0{,}5)^x=12{,}5\), ¿cuántos años han pasado?
-
El área de un cuadrado se calcula como:
\[ A=L^2 \]
Si \(A=(0{,}7)^4\), entonces:
\[ L=\sqrt{(0{,}7)^4} \]
Como la raíz cuadrada y el exponente \(2\) se relacionan directamente:
\[ L=(0{,}7)^2=0{,}49 \]
El lado del cuadrado mide \(0{,}49\) metros.
-
El volumen de un cubo se calcula como:
\[ V=a^3 \]
Si \(V=(1{,}2)^6\), entonces la arista es:
\[ a=\sqrt[3]{(1{,}2)^6} \]
Como \(6\div3=2\), se obtiene:
\[ a=(1{,}2)^2=1{,}44 \]
La arista del cubo mide \(1{,}44\) metros.
-
Si el cultivo se duplica cada hora, después de \(4\) horas se multiplica por \(2^4\).
La cantidad inicial es:
\[ (0{,}2)^3=0{,}008 \]
Entonces:
\[ 0{,}008\cdot2^4=0{,}008\cdot16=0{,}128 \]
Después de \(4\) horas habrá \(0{,}128\) millones de bacterias.
-
Partimos de la ecuación:
\[ 100\cdot(0{,}5)^x=12{,}5 \]
Dividimos ambos lados por \(100\):
\[ (0{,}5)^x=0{,}125 \]
Escribimos \(0{,}125\) como potencia de \(0{,}5\):
\[ 0{,}125=(0{,}5)^3 \]
Entonces:
\[ (0{,}5)^x=(0{,}5)^3 \]
Por lo tanto:
\[ x=3 \]
Han pasado \(3\) años.
11. problemas usando las propiedades
Operaciones combinadas: multiplicación y división de potencias
Estrategia principal: paso a paso y de izquierda a derecha
Al enfrentar una serie de multiplicaciones y divisiones con potencias, la clave es mantener el orden. Generalmente se resuelve de izquierda a derecha, aplicando las propiedades ya conocidas.
Procedimiento general
Para resolver expresiones fraccionarias con potencias de igual base, como
\[ \frac{a^m\cdot a^n}{a^p} \]
se recomienda seguir estos pasos:
- Resolver el numerador: si hay un producto de potencias de igual base, se mantiene la base y se suman los exponentes.
- Resolver la división: se mantiene la base y se resta el exponente del denominador al exponente del numerador.
\[ \frac{a^m\cdot a^n}{a^p}=a^{m+n-p}, \qquad a\neq 0 \]
¿Por qué funciona este orden?
Considera la expresión:
\[ \frac{(0{,}2)^5\cdot(0{,}2)^3}{(0{,}2)^6} \]
En el numerador hay \(5+3=8\) factores iguales a \(0{,}2\). En el denominador hay \(6\) factores iguales a \(0{,}2\).
Al simplificar, se cancelan \(6\) factores y quedan \(2\) factores en el numerador:
\[ \frac{(0{,}2)^8}{(0{,}2)^6}=(0{,}2)^{8-6}=(0{,}2)^2 \]
Ejemplos resueltos paso a paso
Ejemplo 1: expresión fraccionaria de igual base
Resolver:
\[ \frac{(0{,}2)^5\cdot(0{,}2)^3}{(0{,}2)^6} \]
1. Numerador: sumamos exponentes:
\[ (0{,}2)^5\cdot(0{,}2)^3=(0{,}2)^8 \]
2. División: restamos exponentes:
\[ \frac{(0{,}2)^8}{(0{,}2)^6}=(0{,}2)^{8-6}=(0{,}2)^2 \]
3. Cálculo:
\[ (0{,}2)^2=0{,}04 \]
Ejemplo 2: expresión numérica combinada
Resolver:
\[ \left((0{,}5)^3\cdot(0{,}2)^3\right)^{-2} \]
1. Producto de igual exponente:
\[ (0{,}5)^3\cdot(0{,}2)^3=(0{,}5\cdot0{,}2)^3=(0{,}1)^3 \]
2. Potencia de una potencia:
\[ \left((0{,}1)^3\right)^{-2}=(0{,}1)^{3\cdot(-2)}=(0{,}1)^{-6} \]
3. Exponente negativo:
\[ (0{,}1)^{-6}=10^6=1.000.000 \]
Ejemplo 3: expresión algebraica combinada
Simplificar:
\[ \frac{(a^2)^3\cdot(b^3)^2}{(ab)^4} \]
1. Potencia de una potencia:
\[ (a^2)^3=a^6 \qquad (b^3)^2=b^6 \]
Entonces:
\[ \frac{(a^2)^3\cdot(b^3)^2}{(ab)^4} = \frac{a^6b^6}{(ab)^4} \]
2. Producto de igual exponente:
\[ a^6b^6=(ab)^6 \]
3. Cociente de igual base:
\[ \frac{(ab)^6}{(ab)^4}=(ab)^{6-4}=(ab)^2 \]
Respuesta final:
\[ (ab)^2=a^2b^2 \]
Ejemplo 4: expresión con exponentes negativos
Resolver y expresar con exponente positivo:
\[ \frac{(0{,}2)^3\cdot(0{,}2)^{-5}}{(0{,}2)^2} \]
1. Numerador:
\[ (0{,}2)^3\cdot(0{,}2)^{-5}=(0{,}2)^{3+(-5)}=(0{,}2)^{-2} \]
2. División:
\[ \frac{(0{,}2)^{-2}}{(0{,}2)^2}=(0{,}2)^{-2-2}=(0{,}2)^{-4} \]
3. Exponente positivo:
\[ (0{,}2)^{-4}=\frac{1}{(0{,}2)^4} \]
Como \((0{,}2)^4=0{,}0016\), entonces:
\[ \frac{1}{0{,}0016}=625 \]
Ejemplo 5: problema de aplicación
Problema: El área de un cuadrado es \(\left((0{,}1)^3\right)^4\text{ m}^2\). ¿Cuál es la medida de su lado?
1. Simplificar el área:
\[ \left((0{,}1)^3\right)^4=(0{,}1)^{3\cdot4}=(0{,}1)^{12} \]
2. Relacionar con el lado:
Como el área de un cuadrado es \(L^2\), se cumple:
\[ L^2=(0{,}1)^{12} \]
3. Despejar el lado:
\[ L=\sqrt{(0{,}1)^{12}}=(0{,}1)^6 \]
Respuesta: el lado del cuadrado mide \((0{,}1)^6\) metros.
Ejercicios propuestos
Tanda 1: resuelve aplicando las propiedades
- \(\frac{\left((0{,}3)^2\right)^3}{(0{,}3)^4}\)
- \((0{,}2)^4\cdot(0{,}2)^{-2}\)
- \(\left((0{,}5)^2\cdot4^2\right)^3\)
- \(\left(\frac{(0{,}6)^4}{(0{,}3)^4}\right)^{-1}\)
- \(\frac{\left((-0{,}1)^3\right)^5}{(-0{,}1)^{12}}\)
- \(\left((0{,}\overline{3})^5\cdot(0{,}\overline{3})^{-2}\right)^2\)
- \(\left((0{,}1\overline{6})^{-3}\cdot6^{-3}\right)^2\)
- \(\frac{(0{,}5x^2)^3}{(0{,}5x)^3}\)
- \(\left(\frac{(a^3b)^2}{ab^2}\right)^3\)
- \(\left(\frac{\left((0{,}2)^4\cdot5^4\right)^{-1}}{(0{,}\overline{9})^5}\right)^{-2}\)
-
\[ \frac{\left((0{,}3)^2\right)^3}{(0{,}3)^4} = \frac{(0{,}3)^6}{(0{,}3)^4} = (0{,}3)^2 = 0{,}09 \]
-
\[ (0{,}2)^4\cdot(0{,}2)^{-2} = (0{,}2)^{4+(-2)} = (0{,}2)^2 = 0{,}04 \]
-
\[ \left((0{,}5)^2\cdot4^2\right)^3 = \left((0{,}5\cdot4)^2\right)^3 = (2^2)^3 = 4^3 = 64 \]
-
\[ \left(\frac{(0{,}6)^4}{(0{,}3)^4}\right)^{-1} = \left(\left(\frac{0{,}6}{0{,}3}\right)^4\right)^{-1} = (2^4)^{-1} = 16^{-1} = \frac{1}{16} \]
-
\[ \frac{\left((-0{,}1)^3\right)^5}{(-0{,}1)^{12}} = \frac{(-0{,}1)^{15}}{(-0{,}1)^{12}} = (-0{,}1)^3 = -0{,}001 \]
-
\[ \left((0{,}\overline{3})^5\cdot(0{,}\overline{3})^{-2}\right)^2 = \left((0{,}\overline{3})^3\right)^2 = (0{,}\overline{3})^6 \]
Como \(0{,}\overline{3}=\frac{1}{3}\), entonces:
\[ (0{,}\overline{3})^6=\left(\frac{1}{3}\right)^6=\frac{1}{729} \]
-
Como \(0{,}1\overline{6}=\frac{1}{6}\), entonces:
\[ \left((0{,}1\overline{6})^{-3}\cdot6^{-3}\right)^2 = \left(\left(\frac{1}{6}\right)^{-3}\cdot6^{-3}\right)^2 \]
\[ = \left(6^3\cdot6^{-3}\right)^2 = (6^0)^2 = 1 \]
-
\[ \frac{(0{,}5x^2)^3}{(0{,}5x)^3} = \left(\frac{0{,}5x^2}{0{,}5x}\right)^3 = x^3,\qquad x\neq0 \]
-
\[ \left(\frac{(a^3b)^2}{ab^2}\right)^3 = \left(\frac{a^6b^2}{ab^2}\right)^3 = (a^5)^3 = a^{15} \]
-
Como \(0{,}2\cdot5=1\) y \(0{,}\overline{9}=1\), entonces:
\[ \left(\frac{\left((0{,}2)^4\cdot5^4\right)^{-1}}{(0{,}\overline{9})^5}\right)^{-2} = \left(\frac{\left((0{,}2\cdot5)^4\right)^{-1}}{1^5}\right)^{-2} \]
\[ = \left(\frac{(1^4)^{-1}}{1}\right)^{-2} = 1 \]
Tanda 2: piensa un poco más
- Resuelve: \(\frac{(0{,}1)^4\cdot(0{,}1)^5}{(0{,}1)^2\cdot(0{,}1)^3}\)
- Resuelve con exponente negativo: \((0{,}2)^5\cdot(0{,}2)^{-3}\)
- Resuelve y expresa con exponente positivo: \(\frac{(0{,}5)^4}{(0{,}5)^7}\)
- Calcula: \(\frac{\left((0{,}7)^3\right)^2\cdot(0{,}7)^{-6}}{(-2{,}5)^0}\)
- El área de un rectángulo es \((0{,}5)^8\text{ cm}^2\). Si su ancho mide \((0{,}5)^3\text{ cm}\), ¿cuál es su largo?
- El volumen de un cubo es \((0{,}2)^{12}\text{ m}^3\). ¿Cuál es la medida de su arista?
- Simplifica la expresión: \(\frac{(ax)^m\cdot(ax)^n}{(ax)^p}\)
- Resuelve y expresa como fracción: \(\frac{(0{,}\overline{6})^2}{(0{,}\overline{6})^4}\)
- Simplifica: \(\frac{\left((0{,}1a)^3\cdot(0{,}1a)^4\right)^2}{\left((0{,}1a)^5\right)^2}\)
- Un estudiante resolvió \(\frac{(-0{,}2)^3}{(-0{,}2)^5}\) como \((-0{,}2)^2=0{,}04\). ¿Dónde está el error y cuál es la respuesta correcta?
-
Primero sumamos exponentes en numerador y denominador:
\[ \frac{(0{,}1)^4\cdot(0{,}1)^5}{(0{,}1)^2\cdot(0{,}1)^3} = \frac{(0{,}1)^9}{(0{,}1)^5} = (0{,}1)^{9-5} = (0{,}1)^4 = 0{,}0001 \]
-
\[ (0{,}2)^5\cdot(0{,}2)^{-3} = (0{,}2)^{5+(-3)} = (0{,}2)^2 = 0{,}04 \]
-
\[ \frac{(0{,}5)^4}{(0{,}5)^7} = (0{,}5)^{4-7} = (0{,}5)^{-3} \]
Con exponente positivo:
\[ (0{,}5)^{-3} = \frac{1}{(0{,}5)^3} = \frac{1}{0{,}125} = 8 \]
-
\[ \frac{\left((0{,}7)^3\right)^2\cdot(0{,}7)^{-6}}{(-2{,}5)^0} = \frac{(0{,}7)^6\cdot(0{,}7)^{-6}}{1} = (0{,}7)^{6-6} = (0{,}7)^0 = 1 \]
-
El largo se obtiene dividiendo área por ancho:
\[ \text{Largo} = \frac{(0{,}5)^8}{(0{,}5)^3} = (0{,}5)^{8-3} = (0{,}5)^5 = 0{,}03125 \]
El largo mide \(0{,}03125\text{ cm}\).
-
Si \(a\) es la arista del cubo, entonces:
\[ a^3=(0{,}2)^{12} \]
Por lo tanto:
\[ a=\sqrt[3]{(0{,}2)^{12}}=(0{,}2)^4=0{,}0016 \]
La arista mide \(0{,}0016\text{ m}\).
-
\[ \frac{(ax)^m\cdot(ax)^n}{(ax)^p} = \frac{(ax)^{m+n}}{(ax)^p} = (ax)^{m+n-p} \]
Esta simplificación requiere \(ax\neq0\).
-
\[ \frac{(0{,}\overline{6})^2}{(0{,}\overline{6})^4} = (0{,}\overline{6})^{2-4} = (0{,}\overline{6})^{-2} \]
Como \(0{,}\overline{6}=\frac{2}{3}\), entonces:
\[ \left(\frac{2}{3}\right)^{-2} = \left(\frac{3}{2}\right)^2 = \frac{9}{4} \]
-
Primero simplificamos el numerador:
\[ (0{,}1a)^3\cdot(0{,}1a)^4=(0{,}1a)^7 \]
Luego elevamos al cuadrado:
\[ \left((0{,}1a)^7\right)^2=(0{,}1a)^{14} \]
El denominador es:
\[ \left((0{,}1a)^5\right)^2=(0{,}1a)^{10} \]
Entonces:
\[ \frac{(0{,}1a)^{14}}{(0{,}1a)^{10}} = (0{,}1a)^4 = 0{,}0001a^4 \]
-
El error está en restar los exponentes al revés. En un cociente de potencias de igual base se resta:
\[ \text{exponente del numerador} - \text{exponente del denominador} \]
Por lo tanto:
\[ \frac{(-0{,}2)^3}{(-0{,}2)^5} = (-0{,}2)^{3-5} = (-0{,}2)^{-2} \]
Ahora expresamos con exponente positivo:
\[ (-0{,}2)^{-2} = \left(\frac{1}{-0{,}2}\right)^2 = (-5)^2 = 25 \]
La respuesta correcta es \(25\).
12. diagrama racionales
Números decimales y su relación con fracciones
Objetivo de aprendizaje
Comprender los números decimales como representación de números racionales, operar con ellos y reconocer su relación con las fracciones.
Los números decimales pueden representar fracciones. En particular, los decimales finitos y periódicos pertenecen al conjunto de los números racionales.
\[ \mathbb{Q} = \left\{ \frac{a}{b} \mid a,b \in \mathbb{Z},\ b \neq 0 \right\} \]
Diagrama general de la unidad
Comprender la relación entre decimales y fracciones permite resolver problemas de forma más eficiente y con mayor sentido matemático.