Si calcoli il valore dell'espressione seguente
[math]frac{(6/5)^4 \cdot (-10/3)^8 \cdot (2/15)^-6}{(12/5)^5 \cdot (2/5)^-4 \cdot 5^10}[/math]
Seguiamo questa strategia: semplifichiamo separatamente il numeratore e il denominatore, per poter osservare la situazione con più chiarezza.
Iniziamo con il numeratore.
[math](6/5)^4 \cdot (-10/3)^8 \cdot (2/15)^-6[/math]
Osserviamo il secondo fattore: l'esponente è
[math]8[/math]
e la base
[math]-10/3[/math]
, ma siccome essa è elevata a esponente pari, può essere considerata anche positiva.
Infatti ad esempio, non c'è differenza tra
[math](-2)^2[/math]
e
[math]2^2[/math]
.
Il numeratore quindi diviene
[math](6/5)^4 \cdot (10/3)^8 \cdot (2/15)^-6[/math]
Scomponendo in fattori primi
[math]((2 \cdot 3)/5)^4 \cdot ((5 \cdot 2)/3)^8 \cdot (2/(5 \cdot 3))^-6[/math]
quindi otterremo
[math](2^4 \cdot 3^4)/5^4 \cdot (5^8 \cdot 2^8)/3^8 \cdot 2^-6/(5^-6 \cdot 3^-6)[/math]
Ora mettiamo a sinistra tutti i fattori con base
[math]5[/math]
, a destra quelli con base
[math]3[/math]
e al centro quelli con base
[math]2[/math]
[math](5^8/(5^4 \cdot 5^-6)) \cdot (2^4 \cdot 2^8 \cdot 2^-6) \cdot (3^4/(3^8 \cdot 3^-6))[/math]
Applicando le proprietà delle potenze, si ha
[math]5^{(8-4+6)} \cdot 2^{(4+8-6)} \cdot 3^{(4-8+6)}[/math]
Ed eseguendo le semplici somme agli esponenti otterremo
[math]5^10 \cdot 2^6 \cdot 3^2[/math]
Ora passiamo al denominatore.
[math](12/5)^5 \cdot (2/5)^-4 \cdot 5^10[/math]
Scomponendo in fattori primi
[math]((2^2 \cdot 3)/5)^5 \cdot (2/5)^-4 \cdot 5^10[/math]
ovvero
[math]((2^10 \cdot 3^5)/5^5) \cdot (2^{-4}/5^{-4}) \cdot 5^10[/math]
e "isolando" come prima i termini con base uguale
[math](2^10 \cdot 2^-4) \cdot (5^5/5^-4) \cdot 3^5[/math]
applicando le proprietà delle potenze
[math]2^{10-4} \cdot 5^{5-(-4)} \cdot 3^5[/math]
ovvero
[math]2^6 \cdot 5^9 \cdot 3^5[/math]
A questo punto siamo pronti per in confronto diretto tra numeratore e denominatore.
In virtù dei conti che abbiamo appena eseguito, la nostra espressione è diventata
[math]frac{5^10 \cdot 2^6 \cdot 3^2}{2^6 \cdot 2^ \cdot 5^9 \cdot 3^5}=(5^10/5^9) \cdot (2^6/2^6) \cdot (3^2/3^5)=(5^{10-9}) \cdot (2^{6-6}) \cdot (3^{2-5})=5^1 \cdot 2^0 \cdot 3^-3=5 \cdot 1 \cdot 3^-3=5 \cdot 3^-3[/math]
Volendo, il risultato può essere scritto anche come
[math]5/27[/math]
dal momento che
[math]3^-3=1/27[/math]
FINE