Producto de potencias de igual base

Aprende por qué al multiplicar potencias de igual base se suman los exponentes, con números, letras y coeficientes.

Intermedio20 minLección

Definición

La regla del producto de potencias de igual base dice: cuando multiplicas dos potencias con la misma base, dejas la base y sumas los exponentes.
am⋅an=am+na^m \cdot a^n = a^{m+n}
Por qué funciona: cuenta los factores. 232^3 significa tres factores 22, y 242^4 significa cuatro factores 22. Al multiplicar las dos potencias, todos los factores quedan en una sola fila:
23⋅24=(2⋅2⋅2)⏟3 factores⋅(2⋅2⋅2⋅2)⏟4 factores=272^3 \cdot 2^4 = \underbrace{(2 \cdot 2 \cdot 2)}_{3 \text{ factores}} \cdot \underbrace{(2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 2)}_{4 \text{ factores}} = 2^{7}
Tres factores y cuatro factores son siete factores, así que los exponentes se suman: 3+4=73 + 4 = 7. Comprobación con números: 8⋅16=128=278 \cdot 16 = 128 = 2^7.
Recuerda:
  • La base no cambia: 23⋅24=272^3 \cdot 2^4 = 2^7, nunca 474^7.
  • Los exponentes se suman, no se multiplican: 272^7, no 2122^{12}.
  • Las bases tienen que ser iguales: 23⋅522^3 \cdot 5^2 no se puede escribir como una sola potencia.
  • Una base sin exponente escrito tiene exponente 11: x=x1x = x^1.

Pruébalo ahora

¿Qué expresión es igual a 52⋅565^2 \cdot 5^6?

Ejemplos resueltos

Simplifica 32⋅353^2 \cdot 3^5 y comprueba el resultado.

1

Comprueba las bases

Las dos potencias tienen base 33 → Misma base, así que se aplica la regla

2

Suma los exponentes

32⋅35=32+53^2 \cdot 3^5 = 3^{2+5} → 373^7

3

Comprueba contando factores

(3⋅3)⋅(3⋅3⋅3⋅3⋅3)(3 \cdot 3) \cdot (3 \cdot 3 \cdot 3 \cdot 3 \cdot 3) tiene 2+5=72 + 5 = 7 factores 33 → 373^7 ✓

4

Comprueba con números

32=93^2 = 9, 35=2433^5 = 243, 9⋅243=21879 \cdot 243 = 2187 → 37=21873^7 = 2187 ✓

Errores comunes

Multiplicar los exponentes: 23⋅24=2122^3 \cdot 2^4 = 2^{12}

Por qué está mal: Los exponentes cuentan factores. Tres factores y cuatro factores son 3+4=73 + 4 = 7 factores, no 3⋅4=123 \cdot 4 = 12. Comprobación: 8⋅16=1288 \cdot 16 = 128, pero 212=40962^{12} = 4096. Los exponentes se multiplican en la potencia de una potencia, como (23)4(2^3)^4.

Correcto: 23⋅24=23+4=27=1282^3 \cdot 2^4 = 2^{3+4} = 2^7 = 128

Multiplicar las bases: 23⋅24=472^3 \cdot 2^4 = 4^7

Por qué está mal: Cada factor de la fila sigue siendo un 22. Nada se convierte en 44. Y 47=16 3844^7 = 16\,384, mucho más que el producto real, 128128.

Correcto: Deja la base: 23⋅24=272^3 \cdot 2^4 = 2^7

Sumar exponentes de bases distintas: 23⋅32=652^3 \cdot 3^2 = 6^5 o 555^5

Por qué está mal: La regla necesita la misma base, porque solo así todos los factores son iguales. 23⋅32=8⋅9=722^3 \cdot 3^2 = 8 \cdot 9 = 72, mientras que 65=77766^5 = 7776.

Correcto: Déjalo como 23⋅322^3 \cdot 3^2 o calcúlalo: 8⋅9=728 \cdot 9 = 72

Sumar los coeficientes: 3x2⋅4x3=7x53x^2 \cdot 4x^3 = 7x^5

Por qué está mal: Los coeficientes 33 y 44 son factores normales, así que se multiplican. Solo se suman los exponentes de una misma base.

Correcto: 3x2⋅4x3=(3⋅4) x2+3=12x53x^2 \cdot 4x^3 = (3 \cdot 4)\,x^{2+3} = 12x^5

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Potencias como factores repetidos

Producto de potencias

Misma base, se multiplica: se suman los exponentes.

23⋅242^{3} \cdot 2^{4}

Escribir cada potencia como factores repetidos

22·22·22
232^{3}3 factores
·
22·22·22·22
242^{4}4 factores

3 + 4 = 7 factores en total

Resultado

23⋅24\displaystyle 2^{3} \cdot 2^{4}==23+4\displaystyle 2^{3 + 4}==27\displaystyle 2^{7}

Valor: 27=1282^{7} = 128

Jerarquía de operaciones

  1. 1. Paréntesis
  2. 2. Potencias
  3. 3. × y ÷
  4. 4. + y −
23×24\colorbox{#fde68a}{$\color{#1f2937}2^{3}$} \times 2^{4}

Después las potencias: 23=82^{3} = 8

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Problemas de práctica

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Fácil

¿Qué expresión es igual a 52⋅565^2 \cdot 5^6?

Por qué es importante

Esta regla te ahorra escribir largas filas de factores, y aparece por todas partes en matemáticas y ciencias:
  • Notación científica: 103⋅104=10710^3 \cdot 10^4 = 10^7, así que mil por diez mil son diez millones.
  • Memoria del ordenador: 2102^{10} bytes forman un kilobyte y 2102^{10} kilobytes forman un megabyte, así que un megabyte tiene 210⋅210=2202^{10} \cdot 2^{10} = 2^{20} bytes.
  • Duplicar una y otra vez: algo que se duplica 3 veces y luego 4 veces más ha crecido 23⋅24=27=1282^3 \cdot 2^4 = 2^7 = 128 veces.
  • Álgebra: áreas y volúmenes como x2⋅xx^2 \cdot x o 3x2⋅4x33x^2 \cdot 4x^3 hay que simplificarlos antes de resolver ecuaciones o trabajar con polinomios.
Además, es la regla sobre la que se construyen las demás: el cociente de potencias de igual base y la potencia de una potencia salen exactamente igual, contando factores.

Aplicaciones del mundo real

Memoria del ordenador

Los ordenadores cuentan la memoria en potencias de 2, así que los tamaños de memoria se multiplican con esta regla.

Ejemplo:

Un kilobyte son 2102^{10} bytes y un megabyte son 2102^{10} kilobytes, así que un megabyte son 210⋅210=2202^{10} \cdot 2^{10} = 2^{20} bytes.

1Inténtalo tú mismo

Un archivo se guarda en 262^6 bloques, y cada bloque contiene 2102^{10} bytes.

¿Cuántos bytes ocupa el archivo?

Paso 1: Escribe la expresión matemática

Multiplica el número de bloques por los bytes de cada bloque, 26⋅2102^6 \cdot 2^{10}, y da el resultado:

Contar con potencias de diez

Las cantidades grandes en tiendas y almacenes se manejan con facilidad como potencias de 10.

Ejemplo:

10210^2 cajas con 10310^3 tornillos cada una contienen 102⋅103=105=100 00010^2 \cdot 10^3 = 10^5 = 100\,000 tornillos.

2Inténtalo tú mismo

Un almacén tiene 10210^2 estanterías. Cada estantería tiene 10310^3 cajas, y en cada caja hay 1010 bolígrafos.

¿Cuántos bolígrafos hay en el almacén?

Paso 1: Escribe la expresión matemática

Multiplica los tres números, 102⋅103⋅1010^2 \cdot 10^3 \cdot 10, y da el resultado:

Doblar papel

Cada doblez duplica las capas de una hoja de papel, así que el número de capas crece en potencias de 2.

Ejemplo:

Con 2 dobleces hay 22=42^2 = 4 capas, con 3 dobleces hay 23=82^3 = 8 capas.

3Inténtalo tú mismo

Doblas una hoja de papel por la mitad 3 veces. Después doblas el montón por la mitad 4 veces más.

¿Cuántas capas de papel hay al final?

Paso 1: Escribe la expresión matemática

Los primeros dobleces dan 232^3 capas, y los siguientes multiplican eso por 242^4:

Puntos clave

  • 1Producto de potencias de igual base: am⋅an=am+na^m \cdot a^n = a^{m+n}. Misma base, se suman los exponentes.
  • 2Funciona porque cuentas factores: 23⋅242^3 \cdot 2^4 tiene 3+4=73 + 4 = 7 factores 22.
  • 3La base no cambia: 23⋅24=272^3 \cdot 2^4 = 2^7, no 474^7.
  • 4Los exponentes se suman, no se multiplican: 23⋅24=272^3 \cdot 2^4 = 2^7, no 2122^{12}.
  • 5Una base sin exponente escrito tiene exponente 1: x⋅x4=x5x \cdot x^4 = x^5.
  • 6Con coeficientes, multiplica los números y suma los exponentes de cada base: 3x2⋅4x3=12x53x^2 \cdot 4x^3 = 12x^5. Las bases distintas quedan separadas.

Preguntas frecuentes

Cada exponente cuenta factores. 232^3 son 3 factores 2 y 242^4 son 4 factores 2 más, así que en total hay 3+4=73 + 4 = 7 factores: 272^7. Los exponentes se multiplican en otra situación, la potencia de una potencia como (23)4(2^3)^4, que tiene su propia lección.
Cada exponente cuenta factores. 232^3 son 3 factores 2 y 242^4 son 4 factores 2 más, así que en total hay 3+4=73 + 4 = 7 factores: 272^7. Los exponentes se multiplican en otra situación, la potencia de una potencia como (23)4(2^3)^4, que tiene su propia lección.
Sí. Suma todos los exponentes: 2⋅22⋅23=21+2+3=26=642 \cdot 2^2 \cdot 2^3 = 2^{1+2+3} = 2^6 = 64.
No, las bases son distintas, así que no puedes sumar los exponentes. Aquí los exponentes son iguales, y entonces ayuda otra regla: 23⋅33=(2⋅3)3=63=2162^3 \cdot 3^3 = (2 \cdot 3)^3 = 6^3 = 216. Comprobación: 8⋅27=2168 \cdot 27 = 216. Con bases y exponentes distintos, como 23⋅322^3 \cdot 3^2, simplemente calcula: 8⋅9=728 \cdot 9 = 72.
No. Esta regla es solo para la multiplicación. 23+24=8+16=242^3 + 2^4 = 8 + 16 = 24, mientras que 27=1282^7 = 128.

Glosario

Base
El número o la letra que se multiplica por sí mismo. En x5x^5 la base es xx.
Exponente
El número pequeño de arriba que dice cuántos factores de la base hay. En x5x^5 el exponente es 55.
Potencia
Una base con un exponente, como 272^7, o su valor, 128128.
Factor
Cada número o letra que se multiplica en un producto. 23=2⋅2⋅22^3 = 2 \cdot 2 \cdot 2 tiene tres factores 22.
Coeficiente
El número que va delante de una letra. En 12x512x^5 el coeficiente es 1212.
Producto de potencias de igual base
Para multiplicar potencias de igual base, se deja la base y se suman los exponentes: am⋅an=am+na^m \cdot a^n = a^{m+n}.

Tarjeta de fórmulas

Producto de potencias

am⋅an=am+na^m \cdot a^n = a^{m+n}

Misma base: se deja la base y se suman los exponentes.

Tres o más potencias

am⋅an⋅ap=am+n+pa^m \cdot a^n \cdot a^p = a^{m+n+p}

Suma todos los exponentes de la misma base.

Exponente escondido

a=a1a = a^1

Una base sin exponente escrito tiene exponente 1.

Con coeficientes

c am⋅d an=(c⋅d) am+nc\,a^m \cdot d\,a^n = (c \cdot d)\,a^{m+n}

Se multiplican los coeficientes y se suman los exponentes.

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