Exercicios de equação exponencial com raiz quadrada

A equação exponencial são os tipos de expressões matemáticas incógnitas (o x da questão). Essa fórmula algébrica foi desenvolvida pelo matemático francês René Descartes, no século XVII, representando um grande avanço científico para a época.

Para resolver equações exponenciais, é preciso, primeiramente, saber como solucionar equações do primeiro grau e entender como funcionam as potências.

O que são equações exponenciais

Antes de resolver qualquer equação de potenciação, lembre-se de saber denominar corretamente cada representação matemática, conforme indica a imagem:

  • A base é o número que está embaixo;
  • O expoente é o número que está elevado;
  • O número de resultado é a potência.

No caso da equação exponencial, a incógnita deverá estar no expoente (número elevado). Desse modo, um exemplo de equação exponencial é:

4 x = 12 ou 3 y + 6 = 27

Exercicios de equação exponencial com raiz quadrada

Como resolver uma equação exponencial – Passo a Passo

Exemplo de equação: 3 x = 27

1 – Observe a equação exponencial e lembre-se da regra número 1: a x = a y, ou seja, x =y. Em outras palavras, se as potências da mesma base são iguais, expoentes também serão;

2 – O número que deverá ir no expoente é aquele que multiplicado a quantidade de vezes do seu valor pela base resultará na potência (resultado). Portanto, nesse caso, o expoente seria 3, porque:

3 x  = 33

3 x = 3 x 3 X 3

3 –  Aqui, as bases são iguais, dessa forma, basta cortá-las para termos o resultado:

x = 3

Equação exponencial com bases diferentes – Como igualar?

Mas, e se as bases não forem iguais? Calma! Vamos repetir o passo a passo com outro exemplo:

Equação: 17 4x+1 = 1

1 – Sempre que tiver o número 1 de algum lado, que número elevar para chegar a número 1? Será o mesmo esquema que qualquer número elevado a 0. Por isso, a equação fica:

17 4x+1 = 170

2 – Conseguimos, agora, igualar as bases – mais uma vez bastará cortá-las:

4x + 1 = 0

4 x = – 1

x = -1/4

Se ainda não entendeu como igualar bases, confira mais exemplos no vídeo, abaixo:

Equação exponencial com fração

Quando há frações no denominador, é preciso pensar que potência pode ser substituída por aquela fração, como no exemplo, abaixo:

Exemplo de equação:

Exercicios de equação exponencial com raiz quadrada

Sabe-se que a fração é a mesma coisa que 3-5. Portanto, podemos reescreve-la utilizando isso:

3x = 3 -5

Mais uma vez conseguimos igualar as bases, ou seja, é hora de cortá-las para encontrar o valor do x:

x = – 5

Equação exponencial com raiz quadrada

O princípio de solução de uma equação com raiz quadrada é o mesmo do que os demais, portanto, é necessário igualar as bases. Veja o exemplo:

Exercicios de equação exponencial com raiz quadrada

Agora, precisamos fatorar a equação, ou seja, igualar as bases substituindo-as por novos números em potência, como:

Exercicios de equação exponencial com raiz quadrada

Para igualar a raiz quadrada, é preciso aplicar as propriedades de radiação com a potenciação. Já aproveitamos, também, para multiplicar a base:

Exercicios de equação exponencial com raiz quadrada

Agora que as bases estão igualadas, é possível cortá-las. Então, a equação fica:

Exercicios de equação exponencial com raiz quadrada

Deve-se passar o 2 para o outro lado e a fração (divisão) torna-se sinal negativo, o que dá: -2 -2, ou seja, -4:

12 x +x = 56 – 2 – 2

12 x + x = 56- 4

Vê-se que x+x é o mesmo que acrescentar uma unidade à base. Por isso, a equação fica:

13 x = 52

Por fim, basta terminar de resolver a equação para chegar ao resultado:

x = 52/13

x = 4

Agora que você já aprendeu como resolver as equações exponenciais, treine bastante e converse com o seu professor para tirar eventuais dúvidas!

Exercicios de equação exponencial com raiz quadrada
Exercicios de equação exponencial com raiz quadrada

Rafael Asth

Professor de Matemática e Física

A radiciação é a operação que usamos para encontrar um número que multiplicado por ele mesmo um determinado número de vezes, é igual a um valor conhecido.

Aproveite os exercícios resolvidos e comentados para tirar suas dúvidas sobre essa operação matemática.

Questão 1

Fatore o radicando de

Exercicios de equação exponencial com raiz quadrada
e encontre o resultado da raiz.

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Resposta correta: 12.

1º passo: fatorar o número 144

2º passo: escrever 144 na forma de potência

Observe que 24 pode ser escrito como 22.22, pois 22+2= 24

Portanto,

3º passo: substituir o radicando 144 pela potência encontrada

Exercicios de equação exponencial com raiz quadrada

Neste caso temos uma raiz quadrada, ou seja, raiz de índice 2. Logo, como uma das propriedades da radiciação é podemos eliminar a raiz e resolver a operação.

Qual o valor de x na igualdade ?

a) 4 b) 6 c) 8

d) 12

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Resposta correta: c) 8.

Observando o expoente dos radicandos, 8 e 4, podemos perceber que 4 é a metade de 8. Portanto, o número 2 é o divisor comum entre eles e isso é útil para descobrir o valor de x, pois segundo uma das propriedades da radiciação .

Dividindo o índice do radical (16) e o expoente do radicando (8), descobrimos o valor de x da seguinte forma:

Logo, x = 16 : 2 = 8.

Questão 3

Simplifique o radical .

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Resposta correta: .

Para simplificar a expressão, podemos retirar da raiz os fatores que possuem expoente igual ao índice do radical.

Para isso, devemos reescrever o radicando de maneira que o número 2 apareça na expressão, já que temos uma raiz quadrada.

Substituindo os valores anteriores no radicando, temos:

Como , simplificamos a expressão.

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Questão 4

Sabendo que todas as expressões são definidas no conjunto dos números reais, determine o resultado para:

a)

b)

c)

d)

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Resposta correta:

a) pode ser escrito como

Sabendo que 8 = 2.2.2 = 23 substituímos o valor de 8 no radicando pela potência 23.

b)

c)

d)

Questão 5

Reescreva os radicais ; e de forma que os três apresentem o mesmo índice.

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Resposta correta: .

Para reescrever os radicais com o mesmo índice, precisamos encontrar o mínimo múltiplo comum entre eles.

MMC = 2.2.3 = 12

Portanto, o índice dos radicais deve ser 12.

Entretanto, para modificar os radicais precisamos seguir a propriedade .

Para mudar o índice do radical devemos utilizar p = 6, pois 6 . 2 = 12

Para mudar o índice do radical devemos utilizar p = 4, pois 4 . 3 = 12

Para mudar o índice do radical devemos utilizar p = 3, pois 3 . 4 = 12

Questão 6

Qual o resultado da expressão ?

a)

b)

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c)

d)

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Resposta correta: d) .

Pela propriedade dos radicais , podemos resolver a expressão da seguinte forma:

Racionalize o denominador da expressão .

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Resposta correta: .

Para retirar o radical do denominador do quociente devemos multiplicar os dois termos da fração por um fator racionalizante, que é calculado subtraindo o índice do radical pelo expoente do radicando:

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.

Sendo assim, para racionalizar o denominador o primeiro passo é calcular o fator.

Agora, multiplicamos os termos do quociente pelo fator e resolvemos a expressão.

Exercicios de equação exponencial com raiz quadrada

Portanto, racionalizando a expressão temos como resultado .

Questão 8

Determine o diâmetro de uma esfera com volume igual a cm³.

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Resposta: o diâmetro será de 6 cm.

O volume de uma esfera é calculado segundo a seguinte equação:

Em que R é o raio da esfera e, portanto, o diâmetro é igual a 2R.

R deve estar isolado em um membro da equação, de forma que:

Substituindo o valor de V, temos:

Para determinar o valor de R, aplicamos uma raiz cúbica nos dois membros da equação.

Portanto, o diâmetro da esfera será de 2R = 2.3 = 6 cm.

Questão 9

Sendo e determine o valor de .

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Resposta:

Substituindo os valores de a e b na equação, temos:

Exercicios de equação exponencial com raiz quadrada

Embora os índices das raízes sejam iguais, os radicando são diferentes. Devemos fatorar o 3 125.

Exercicios de equação exponencial com raiz quadrada

Como o índice da raiz é 4, é conveniente escrever 3 125 na forma fatorada como ao invés de . Isto irá ajudar a simplificação.

Substituindo o 3 125 por sua forma fatorada no radicando, a expressão ficará:

Exercicios de equação exponencial com raiz quadrada

Como dentro da raiz há um produto, podemos desmembrá-lo,

Cancelando o índice e o expoente igual e multiplicando 2 por 5,

Questão 10

Simplifique a expressão utilizando propriedades das raízes.

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Resposta:

No numerador, as raízes possuem índices diferentes. Podemos multiplicar pelo mesmo fator tanto o índice quanto o expoente do radicando, afim de igualar os índices.

Ao multiplicar índice e expoente do radicando pelo mesmo fator, não alteramos a raiz.

Aplicando na expressão da questão:

Agora os índices são iguais e podemos multiplicar as raízes,

Devemos racionalizar a fração para não deixar um número irracional no denominador. Para isto, basta multiplicar tanto o denominador quanto o numerador pela raiz quadrada de três.

Repetindo o processo, podemos utilizar a mesma propriedade na raiz de três para igualar os índices das raízes.

Com os índices iguais, é possível multiplicar as raízes no numerador,

(IFSC - 2018) Analise as afirmações seguintes:

I.

II.

III. Efetuando-se , obtém-se um número múltiplo de 2.

Assinale a alternativa CORRETA.

a) Todas são verdadeiras. b) Apenas I e III são verdadeiras. c) Todas são falsas. d) Apenas uma das afirmações é verdadeira.

e) Apenas II e III são verdadeiras.

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Alternativa correta: b) Apenas I e III são verdadeiras.

Vamos resolver cada uma das expressões para verificar quais são verdadeiras.

I. Temos uma expressão numérica envolvendo várias operações. Neste tipo de expressão, é importante lembrar que existe uma prioridade para efetuar os cálculos.

Assim, devemos começar com a radiciação e potenciação, depois a multiplicação e divisão e, por último, a soma e subtração.

Outra observação importante é com relação ao - 52. Se houvesse parênteses, o resultado seria +25, mas sem os parênteses o sinal de menos é da expressão e não do número.

Exercicios de equação exponencial com raiz quadrada

Portanto, a afirmação é verdadeira.

II. Para resolver essa expressão, iremos considerar as mesmas observações feitas no item anterior, adicionando que resolvemos primeiro as operações dentro dos parênteses.

Exercicios de equação exponencial com raiz quadrada

Neste caso, a afirmação é falsa.

III. Podemos resolver a expressão utilizando a propriedade distributiva da multiplicação ou o produto notável da soma pela diferença de dois termos.

Assim, temos:

Como o número 4 é um múltiplo de 2, essa afirmação também é verdadeira.

Questão 12

(CEFET/MG - 2018) Se , então o valor da expressão x2 + 2xy +y2 – z2 é

a)
b) c) 3

d) 0

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Alternativa correta: c) 3.

Vamos começar a questão simplificando a raiz da primeira equação. Para isso, passaremos o 9 para a forma de potência e dividiremos o índice e o radicando da raiz por 2:

Considerando as equações, temos:

Como as duas expressões, antes do sinal de igual, são iguais, concluímos que:

Resolvendo essa equação, encontraremos o valor do z:

Substituindo esse valor na primeira equação:

Antes de substituir esses valores na expressão proposta, vamos simplificá-la. Note que:

x2 + 2xy + y2 = (x + y)2

Assim, temos:

Questão 13

(Aprendiz de Marinheiro - 2018) Se , então o valor de A2 é:

a) 1 b) 2 c) 6

d) 36

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Alternativa correta: b) 2

Como a operação entre as duas raízes é a multiplicação, podemos escrever a expressão em um único radical, ou seja:

Agora, vamos elevar o A ao quadrado:

Como o índice da raiz é 2 (raiz quadrada) e está elevado ao quadrado, podemos retirar a raiz. Assim:

Para multiplicar, usaremos a propriedade distributiva da multiplicação:

Exercicios de equação exponencial com raiz quadrada

Questão 14

(Aprendiz de Marinheiro - 2017) Sabendo que a fração é proporcional à fração , é correto afirmar que y é igual a:

a) 1 - 2
b) 6 + 3
c) 2 -
d) 4 + 3
e) 3 +

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Alternativa correta: e)

Sendo as frações proporcionais, temos a seguinte igualdade:

Passando o 4 para o outro lado multiplicando, encontramos:

Simplificando todos os termos por 2, temos:

Agora, vamos racionalizar o denominador, multiplicando em cima e embaixo pelo conjugado de :

Questão 15

(CEFET/RJ - 2015) Seja m a média aritmética dos números 1, 2, 3, 4 e 5. Qual é a opção que mais se aproxima do resultado da expressão abaixo?

a) 1,1 b) 1,2 c) 1,3

d) 1,4

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Alternativa correta: d) 1,4

Para começar, iremos calcular a média aritmética entre os números indicados:

Substituindo esse valor e resolvendo as operações, encontramos:

Questão 16

(IFCE - 2017) Aproximando os valores de até a segunda casa decimal, obtemos 2,23 e 1,73, respectivamente. Aproximando o valor de até a segunda casa decimal, obtemos

a) 1,98. b) 0,96. c) 3,96. d) 0,48.

e) 0,25.

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Alternativa correta: e) 0,25

Para encontrar o valor da expressão, iremos racionalizar o denominador, multiplicando pelo conjugado. Assim:

Exercicios de equação exponencial com raiz quadrada

Resolvendo a multiplicação:

Substituindo os valores da raízes pelos valores informados no enunciado do problema, temos:

Questão 17

(CEFET/RJ - 2014) Por qual número devemos multiplicar o número 0,75 de modo que a raiz quadrada do produto obtido seja igual a 45?

a) 2700 b) 2800 c) 2900

d) 3000

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Alternativa correta: a) 2700

Primeiro, vamos escrever 0,75 na forma de fração irredutível:

Iremos chamar de x o número procurado e escrever a seguinte equação:

Elevando ao quadrado ambos os membros da equação, temos:

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Questão 18

(EPCAR - 2015) O valor da soma é um número

a) natural menor que 10 b) natural maior que 10 c) racional não inteiro

d) irracional.

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Alternativa correta: b) natural maior que 10.

Vamos começar racionalizando cada parcela da soma. Para isso, iremos multiplicar o numerador e o denominador das frações pelo conjugado do denominador, conforme indicado abaixo:

Exercicios de equação exponencial com raiz quadrada

Para efetuar a multiplicação dos denominadores, podemos aplicar o produto notável da soma pela diferença de dois termos.

S = 2 - 1 + 14 = 15

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Professor Licenciado em Matemática e pós-graduado em Ensino da Matemática e Física (Fundamental II e Médio), com formação em Magistério (Fundamental I). Engenheiro Mecânico pela UERJ, produtor e revisor de conteúdos educacionais.