Exercícios sobre potência com expoente negativo (com gabarito explicado)

William Canellas
William Canellas
Professor de Matemática

Estudar potências com expoente negativo é um dos pilares da Matemática do Ensino Fundamental e Médio exigido em praticamente todos os concursos militares, vestibulares e ENEM.

Compreender esta propriedade vai além de uma simples regra: trata-se de um raciocínio que sustenta a notação científica, as funções exponenciais, os logaritmos e diversas aplicações em Física e Química.

Dominar esse conteúdo com solidez é distinguir o candidato preparado daquele que apenas decorou fórmulas.

Coloque seu conhecimento à prova resolvendo as questões propostas a seguir. Leia cada enunciado com atenção, calcule passo a passo e só então escolha sua alternativa. Lembre-se: nas provas militares, cada detalhe conta!

Questão 1

Dada a expressão

E igual a 2 à potência de menos 4 fim do exponencial mais 3 à potência de menos 2 fim do exponencial menos 4 à potência de menos 3 fim do exponencial

Podemos afirmar que E igual a a sobre b é uma fração irredutível. O valor de b menos a é igual a:

a) 465

b) 475

c) 485

d) 495

Gabarito explicado

Simplificando a expressão:

E igual a 2 à potência de menos 4 fim do exponencial mais 3 à potência de menos 2 fim do exponencial menos 4 à potência de menos 3 fim do exponencialE igual a abre parênteses 1 meio fecha parênteses à potência de 4 mais abre parênteses 1 terço fecha parênteses ao quadrado menos abre parênteses 1 quarto fecha parênteses ao cuboE igual a 1 sobre 16 mais 1 sobre 9 menos 1 sobre 64E igual a 4 sobre 64 menos 1 sobre 64 mais 1 sobre 9E igual a 3 sobre 64 mais 1 sobre 9E igual a numerador 27 mais 64 sobre denominador 576 fim da fraçãoE igual a 91 sobre 576

Como 91 e 576 são primos entre si, a fração já é irredutível, portanto a igual a 91 e b igual a 576.

Daí teremos:

b menos a igual a 576 menos 91 igual a 485

Questão 2

Simplificando a expressão:

A igual a numerador 3 à potência de menos 7 fim do exponencial.3 à potência de 4.3 à potência de menos 3 fim do exponencial sobre denominador 729 fim da fração

Obtemos como resultado para o valor de A

a) 1

b) 3 à potência de menos 1 fim do exponencial

c) 3 à potência de menos 6 fim do exponencial

d) 3 à potência de menos 12 fim do exponencial

Gabarito explicado

Aplicando as propriedades de potenciação:

A igual a numerador 3 à potência de menos 7 fim do exponencial.3 à potência de 4.3 à potência de menos 3 fim do exponencial sobre denominador 729 fim da fraçãoA igual a 3 à potência de menos 7 mais 4 menos 3 fim do exponencial sobre 3 à potência de 6A igual a 3 à potência de menos 6 fim do exponencial sobre 3 à potência de 6A igual a 3 à potência de menos 6 menos 6 fim do exponencialA igual a 3 à potência de menos 12 fim do exponencial

Questão 3

A expressão S igual a abre parênteses 2 sobre 3 fecha parênteses à potência de menos 3 fim do exponencial menos abre parênteses 3 sobre 2 fecha parênteses ao quadrado mais 3 ao quadrado.4 à potência de menos 1 fim do exponencial ao ser simplificada resulta em um valor de S igual a:

a) 9 sobre 4

b) 3 sobre 8

c) 18 sobre 8

d) 27 sobre 8

Gabarito explicado

Aplicando as propriedades de potenciação teremos:

S igual a abre parênteses 2 sobre 3 fecha parênteses à potência de menos 3 fim do exponencial menos abre parênteses 3 sobre 2 fecha parênteses ao quadrado mais 3 ao quadrado.4 à potência de menos 1 fim do exponencialS igual a abre parênteses 3 sobre 2 fecha parênteses ao cubo menos 3 ao quadrado sobre 2 ao quadrado mais 3 ao quadrado.2 à potência de menos 2 fim do exponencialS igual a 27 sobre 8 menos 9 sobre 4 mais 9 sobre 4S igual a 27 sobre 8

Questão 4

Sabendo que x igual a 2 à potência de menos 3 fim do exponencial mais 2 à potência de menos 1 fim do exponencial, qual é o valor de 8 x?

a) 3

b) 4

c) 5

d) 9

Gabarito explicado

Dado x igual a 2 à potência de menos 3 fim do exponencial mais 2 à potência de menos 1 fim do exponencial queremos calcular o valor de 8 x, portanto

8 x igual a 8. abre parênteses 2 à potência de menos 3 fim do exponencial mais 2 à potência de menos 1 fim do exponencial fecha parênteses8 x igual a 8. abre parênteses 1 sobre 8 mais 1 meio fecha parênteses8 x igual a 8. abre parênteses 5 sobre 8 fecha parênteses8 x igual a 5

Ainda com dúvidas? Pergunta ao Ajudante IA do Toda Matéria

Questão 5

Se 2 à potência de x igual a 8 e 3 à potência de y igual a 1 sobre 27, calcule o valor de abre parênteses x y fecha parênteses à potência de menos 1 fim do exponencial:

a) menos 1 sobre 9

b) 1 sobre 9

c) menos 9

d) 9

Gabarito explicado

Temos:

2 à potência de x igual a 8 seta dupla para a esquerda e para a direita 2 à potência de x igual a 2 ao cubo seta dupla para a esquerda e para a direita x igual a 33 à potência de y igual a 1 sobre 27 seta dupla para a esquerda e para a direita 3 à potência de y igual a 3 à potência de menos 3 fim do exponencial seta dupla para a esquerda e para a direita y igual a menos 3

Assim,

abre parênteses x y fecha parênteses à potência de menos 1 fim do exponencial igual a abre parênteses 3. abre parênteses menos 3 fecha parênteses fecha parênteses à potência de menos 1 fim do exponencial igual a abre parênteses menos 9 fecha parênteses à potência de menos 1 fim do exponencial igual a menos 1 sobre 9

Questão 6

Para quantos inteiros não negativos n temos 2 à potência de menos n fim do exponencial maior que 1 sobre 16?

a) 1

b) 2

c) 3

d) 4

Gabarito explicado

Observe que:

2 à potência de menos n fim do exponencial maior que 1 sobre 162 à potência de menos n fim do exponencial maior que 2 à potência de menos 4 fim do exponencialmenos n maior que menos 4n menor que 4

Como são inteiros não negativos teremos como soluções os elementos do conjunto abre chaves 0 vírgula 1 vírgula 2 vírgula 3 fecha chaves, isto é, 4 soluções.

Questão 7

Dados os valores reais a igual a 2 à potência de menos 1 fim do exponencial mais 4 à potência de menos 1 fim do exponencial e b igual a abre parênteses a à potência de menos 1 fim do exponencial sobre 3 fecha parênteses à potência de menos 2 fim do exponencial. abre parênteses 1 meio fecha parênteses à potência de menos 3 fim do exponencial, e sabendo que b igual a p sobre q é uma fração irredutível com p vírgula q pertence reto números inteiros com mais subscrito com asterisco sobrescrito, determine o valor de p mais q.

a) 3

b) 83

c) 89

d) 209

Gabarito explicado

Vamos calcular o valor de a.

a igual a 2 à potência de menos 1 fim do exponencial mais 4 à potência de menos 1 fim do exponenciala igual a 1 meio mais 1 quarto igual a 3 sobre 4

Substituíndo em b.

b igual a abre parênteses a à potência de menos 1 fim do exponencial sobre 3 fecha parênteses à potência de menos 2 fim do exponencial. abre parênteses 1 meio fecha parênteses à potência de menos 3 fim do exponencialb igual a abre parênteses abre parênteses começar estilo mostrar 3 sobre 4 fim do estilo fecha parênteses à potência de menos 1 fim do exponencial sobre 3 fecha parênteses à potência de menos 2 fim do exponencial.2 ao cubob igual a abre parênteses numerador começar estilo mostrar 4 sobre 3 fim do estilo sobre denominador 3 fim da fração fecha parênteses à potência de menos 2 fim do exponencial.8b igual a abre parênteses 4 sobre 9 fecha parênteses à potência de menos 2 fim do exponencial.8b igual a abre parênteses 9 sobre 4 fecha parênteses ao quadrado.8b igual a 81 sobre 16.8b igual a 81 sobre 2 seta dupla para a esquerda e para a direita p igual a 81 espaço e espaço q igual a 2p mais q igual a 81 mais 2 igual a 83

Para estudar mais: Potência com expoente negativo: como calcular, exemplos e exercícios

Referências Bibliográficas

BONJORNO, José Roberto; GIOVANNI JÚNIOR, José Ruy; SOUSA, Paulo Roberto de Câmara de. Prisma matemática: ensino médio: área do conhecimento: matemática e suas tecnologias. 1. ed. São Paulo: FTD, 2020.

GIOVANNI, José Ruy; GIOVANNI JÚNIOR, José Ruy; CASTRUCCI, Benedicto. A conquista da matemática: 8º ano: ensino fundamental: anos finais. 1. ed. São Paulo: FTD, 2022

IEZZI, Gelson; DOLCE, Osvaldo; DEGENSZAJN, David; PÉRIGO, Roberto; ALMEIDA, Nilze de. Matemática: ciência e aplicações: ensino médio, volume 1. 9. ed. São Paulo: Saraiva, 2016.

William Canellas
William Canellas
Professor de Matemática com 20 anos de experiência, licenciado pela Universidade Gama Filho (UGF) e mestre pelo IMPA. Autor de livros e artigos, é referência na preparação para concursos e no ensino de Matemática.