I
MATU • Algebra
MATU_EXP_074
Examen de Admisión
Enunciado
Simplificar la siguiente expresión:
$$ T = \frac{x^2 \cdot x^4 \cdot x^6 \cdot \dots \text{ "n" factores}}{x^3 \cdot x^5 \cdot x^7 \cdot \dots \text{ "n" factores}} $$
\begin{array}{llll}
\text{A) } x^n & \text{B) } x^{-n} & \text{C) } 1 \\
\text{D) } x & \text{E) } 1/x
\end{array}
$$ T = \frac{x^2 \cdot x^4 \cdot x^6 \cdot \dots \text{ "n" factores}}{x^3 \cdot x^5 \cdot x^7 \cdot \dots \text{ "n" factores}} $$
\begin{array}{llll}
\text{A) } x^n & \text{B) } x^{-n} & \text{C) } 1 \\
\text{D) } x & \text{E) } 1/x
\end{array}
Solución Paso a Paso
1. Análisis del numerador:
El numerador es un producto de potencias de la misma base $x$. Los exponentes forman una progresión aritmética: $2, 4, 6, \dots$ hasta completar $n$ términos. La suma de estos exponentes es:
$$ S_{num} = 2 + 4 + 6 + \dots + a_n $$
Como es una suma de los primeros $n$ números pares:
$$ S_{num} = 2(1 + 2 + 3 + \dots + n) = 2 \left[ \frac{n(n+1)}{2} \right] = n(n+1) = n^2 + n $$
2. Análisis del denominador:
El denominador también es un producto de potencias de base $x$. Los exponentes son: $3, 5, 7, \dots$ hasta completar $n$ términos. Es una progresión aritmética con primer término $a_1 = 3$ y razón $d = 2$.
El término enésimo es $a_n = 3 + (n-1)2 = 2n + 1$.
La suma de los exponentes es:
$$ S_{den} = \frac{n}{2}(a_1 + a_n) = \frac{n}{2}(3 + 2n + 1) = \frac{n}{2}(2n + 4) = n(n+2) = n^2 + 2n $$
3. Simplificación de T:
Aplicamos la ley de potencias para la división ($\frac{x^a}{x^b} = x^{a-b}$):
$$ T = \frac{x^{n^2+n}}{x^{n^2+2n}} = x^{(n^2+n) - (n^2+2n)} $$
$$ T = x^{n^2 + n - n^2 - 2n} = x^{-n} $$
Resultado final:
$$ \boxed{T = x^{-n}} $$
La respuesta correcta es la opción B.
El numerador es un producto de potencias de la misma base $x$. Los exponentes forman una progresión aritmética: $2, 4, 6, \dots$ hasta completar $n$ términos. La suma de estos exponentes es:
$$ S_{num} = 2 + 4 + 6 + \dots + a_n $$
Como es una suma de los primeros $n$ números pares:
$$ S_{num} = 2(1 + 2 + 3 + \dots + n) = 2 \left[ \frac{n(n+1)}{2} \right] = n(n+1) = n^2 + n $$
2. Análisis del denominador:
El denominador también es un producto de potencias de base $x$. Los exponentes son: $3, 5, 7, \dots$ hasta completar $n$ términos. Es una progresión aritmética con primer término $a_1 = 3$ y razón $d = 2$.
El término enésimo es $a_n = 3 + (n-1)2 = 2n + 1$.
La suma de los exponentes es:
$$ S_{den} = \frac{n}{2}(a_1 + a_n) = \frac{n}{2}(3 + 2n + 1) = \frac{n}{2}(2n + 4) = n(n+2) = n^2 + 2n $$
3. Simplificación de T:
Aplicamos la ley de potencias para la división ($\frac{x^a}{x^b} = x^{a-b}$):
$$ T = \frac{x^{n^2+n}}{x^{n^2+2n}} = x^{(n^2+n) - (n^2+2n)} $$
$$ T = x^{n^2 + n - n^2 - 2n} = x^{-n} $$
Resultado final:
$$ \boxed{T = x^{-n}} $$
La respuesta correcta es la opción B.