📐 Potenciación en ℝ

Aprende a manejar las propiedades de la potenciación en los números reales, aplica la notación científica y domina cada procedimiento paso a paso.

7 Propiedades 17 Ejemplos 30 Ejercicios 30 Evaluación
📖

Teoría completa

Definición, base, exponente, potencia. Casos especiales con números reales.

📐

7 Propiedades

Producto, cociente, potencia de potencia, exponente negativo y más.

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Ejemplos resueltos

10 ejemplos del libro Santillana 9°, resueltos paso a paso.

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Calculadora

Calcula cualquier potencia y obtén el procedimiento detallado.

¿Por qué es importante la potenciación?

La potenciación permite expresar números muy grandes, como la distancia del Sol a la Tierra, o muy pequeños, como la carga eléctrica de un electrón. Con ella se formulan las leyes de Kepler, la escala de Richter para terremotos, y modelos en biología y química.

🌍 Distancia Sol-Tierra:
≈ 1,5 × 10¹¹ metros
⚡ Escala de Richter:
Magnitud 9 → 2 × 10²⁵ ergios
🔬 Radio de un átomo:
≈ 1 × 10⁻⁷ mm
🌌 Masa del universo:
≈ 2 × 10⁵² kg
📖 Potenciación de Números Reales
Definición formal y casos especiales — Santillana Grado 9°

Definición

La potenciación es la operación que permite expresar, en forma simplificada, la multiplicación de varios factores iguales.

a
Base
n
Expo.
=
aⁿ
Potencia
Si \(n \in \mathbb{Z}^+\) y \(a \in \mathbb{R}\):
\[a^n = \underbrace{a \times a \times \cdots \times a}_{n \text{ factores}}\] \[a^{-n} = \frac{1}{a^n} \quad \text{con } a \neq 0\] Si \(n = 0,\ a \neq 0\):  \(a^0 = 1\)

Por ejemplo: −7 × −7 = 49 se expresa como (−7)² = 49. Aquí, −7 es la base, 2 es el exponente y 49 es la potencia.

Casos según el exponente

CasoCondiciónResultadoEjemplo
Expo. entero positivon ∈ ℤ⁺, a ∈ ℝProducto de n factores iguales(−12)³ = −1728
Expo. negativoa ≠ 0a⁻ⁿ = 1/aⁿ(1/2)⁻⁴ = 16
Expo. ceroa ≠ 0a⁰ = 15⁰ = 1
Base negativa, expo parn parResultado positivo(−3)⁴ = 81
Base negativa, expo imparn imparResultado negativo(−5)³ = −125

Historia: La indeterminación de 0⁰

Antes de la creación del análisis matemático era común aceptar que 0⁰ = 1. Sin embargo, en 1821, el matemático francés Augustin Cauchy (1789–1857) estableció que 0⁰ se encuentra entre las formas indeterminadas. En la actualidad, 0⁰ se considera indefinida, a menos que el contexto le asigne un valor.

📐 Propiedades de la Potenciación
Si a, b ∈ ℝ y m, n ∈ ℤ — Santillana Grado 9°, p. 35
1. Producto de potencias de igual base
\(a^n \cdot a^m = a^{n+m}\)

Se deja la misma base y se suman los exponentes.

📌 \(2^4 \cdot 2^7 = 2^{11}\)  |  \(3^2 \cdot 3^3 = 3^5 = 243\)
2. Cociente de potencias de igual base
\(\dfrac{a^n}{a^m} = a^{n-m} \quad (a \neq 0)\)

Se deja la misma base y se restan los exponentes.

📌 \(\dfrac{5^7}{5^5} = 5^2 = 25\)  |  \(\dfrac{8^7}{8^5} = 8^2 = 64\)
3. Potencia de una potencia
\((a^n)^m = a^{n \cdot m}\)

Se deja la base y se multiplican los exponentes.

📌 \((3^4)^2 = 3^8 = 6561\)  |  \((2^2)^3 = 2^6 = 64\)
4. Potencia de un producto
\((a \cdot b)^n = a^n \cdot b^n\)

El exponente se distribuye a cada factor del producto.

📌 \((2 \cdot 3)^4 = 2^4 \cdot 3^4 = 16 \cdot 81 = 1296\) ✓
5. Potencia de un cociente
\(\left(\dfrac{a}{b}\right)^n = \dfrac{a^n}{b^n} \quad (b \neq 0)\)

El exponente se distribuye al numerador y al denominador.

📌 \(\left(\dfrac{2}{3}\right)^3 = \dfrac{8}{27}\)  |  \(\left(\dfrac{1}{2}\right)^{-4} = 2^4 = 16\)
6. Exponente uno
\(a^1 = a\)
📌 \(7^1 = 7\)  |  \((-5)^1 = -5\)
7. Potencias con exponente negativo
\(\left(\dfrac{a}{b}\right)^{-n} = \left(\dfrac{b}{a}\right)^n \quad (a,b \neq 0)\)

Una potencia con exponente negativo es igual al inverso multiplicativo de la base elevada al exponente positivo.

📌 \(\left(\dfrac{2}{3}\right)^{-2} = \left(\dfrac{3}{2}\right)^2 = \dfrac{9}{4}\)  |  \(5^{-2} = \dfrac{1}{25}\)

Tabla resumen

PropiedadFórmulaEjemplo numérico
Producto igual base\(a^n \cdot a^m = a^{n+m}\)\(2^3 \cdot 2^5 = 2^8 = 256\)
Cociente igual base\(\dfrac{a^n}{a^m} = a^{n-m}\)\(\dfrac{5^7}{5^5} = 5^2 = 25\)
Potencia de potencia\((a^n)^m = a^{nm}\)\((3^4)^2 = 3^8 = 6561\)
Expo. negativo\(a^{-n} = \dfrac{1}{a^n}\)\(2^{-3} = \dfrac{1}{8}\)
Expo. cero\(a^0 = 1\)\(100^0 = 1\)
Potencia producto\((ab)^n = a^n b^n\)\((2 \cdot 3)^4 = 2^4 \cdot 3^4\)
Potencia cociente\(\left(\dfrac{a}{b}\right)^n = \dfrac{a^n}{b^n}\)\(\left(\dfrac{2}{3}\right)^3 = \dfrac{8}{27}\)
👣 Resolución Paso a Paso
Tres niveles de dificultad con procedimiento animado
1 Nivel básico — Hallar (−12)³ ▼

Problema: Calcula (−12)³  → Exponente entero positivo

1
Identificar base y exponente
Base = −12  |  Exponente = 3
2
Escribir como producto
(−12)³ = (−12) × (−12) × (−12)
Se resuelve con exponente entero positivo
3
Calcular el producto
(−12) × (−12) = 144
Negativo × Negativo = Positivo
4
Resultado final
144 × (−12) = −1.728
Positivo × Negativo = Negativo ✓
2 Nivel intermedio — (1/2)⁻⁴ ▼

Problema: Calcula (1/2)⁻⁴  → Exponente negativo

1
Aplicar propiedad exponente negativo
(1/2)⁻⁴ = 1 / (1/2)⁴
a⁻ⁿ = 1/aⁿ
2
Expresar como producto
= 1 / [(1/2)(1/2)(1/2)(1/2)]
Se expresa la potencia como producto
3
Simplificar el denominador
= 1 / (1/16)
4
Resultado
= 16 ✓
1 ÷ (1/16) = 16
3 Nivel avanzado — (2⁴·2⁷/2⁶)⁻³ ▼

Problema: Calcula (2⁴·2⁷ / 2⁶)⁻³

1
Producto de igual base en el numerador
(2⁴·2⁷ / 2⁶)⁻³ = (2¹¹ / 2⁶)⁻³
aⁿ·aᵐ = aⁿ⁺ᵐ → 4+7=11
2
Cociente de igual base
= (2⁵)⁻³
11 − 6 = 5
3
Expresar con exponente positivo
= (2⁶/2¹¹)³ = (1/2⁵)³
4
Potencia de potencia
= 1/2¹⁵
5 × 3 = 15
5
Resultado
= 1/32.768 ✓
4 Nivel avanzado — (3²)(4)(5³) / [(2⁻²)(−25)] ▼

Problema: Simplifica (3²)(4)(5³) / [(2⁻²)(−25)]

1
Expresar 4 y 25 como potencias
4 = 2²    −25 = −(5²) = −(5³/5)
2
Reescribir la expresión
= (3²)(2²)(5³) / [(2⁻²)(−5³)]
3
Pasar 2⁻² al numerador
= − (3²)(2²)(5³) · (2²) / 5²
4
Simplificar potencias de igual base
= −(3²)(2⁴)(5)
5
Calcular cada potencia
= −(9)(16)(5) = −720 ✓
✨ Ejemplos Resueltos
Basados en Santillana 9° — Potenciación de números reales y propiedades
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✏️ Ejercicios de Práctica
30 ejercicios — enteros, decimales y fracciones · Grado 9°
Todos (30)
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🟡 Medio (10)
🔴 Difícil (10)
🔢 Calculadora de Potencias
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📝 Evaluación Final
30 preguntas · Enteros, decimales y fracciones · Selección múltiple
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