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Matemática Múltipla Escolha

Quais expressões são equivalentes a \[5^{12}\\cdot 5^8\]?

Quais expressões são equivalentes a
\[5^{12}\\cdot 5^8\]?

  1. \[25^{20}\]
  2. \[\left( 25^{5} \right)^{4}\]
  3. \[\left( 5^3 \cdot 5^2 \right)^{4}\]
  4. \[(5^5)^4\]

Resolução completa

Explicação passo a passo

C
Alternativa C

Alternativas C e D

A expressão dada é $5^{12} \cdot 5^8$. Para encontrar as equivalentes, primeiro simplificamos a expressão original utilizando as propriedades das potências.

Simplificação da Expressão Original

Quando multiplicamos potências de mesma base, somamos os expoentes:

$$a^m \cdot a^n = a^{m+n}$$

Aplicando isso ao problema:

$$5^{12} \cdot 5^8 = 5^{12+8} = 5^{20}$$

Nossa tarefa agora é encontrar entre as opções aquelas que também resultam em $5^{20}$.

Análise das Alternativas

Vamos simplificar cada uma das expressões apresentadas para comparar com $5^{20}$.

OpçãoExpressãoSimplificação Passo a PassoResultadoEquivalente?
A$25^{20}$$25 = 5^2 \Rightarrow (5^2)^{20} = 5^{40}$$5^{40}$✗ Não
B$(25^5)^4$Base $25=5^2 \Rightarrow ((5^2)^5)^4 = 5^{40}$$5^{40}$✗ Não
C$(5^3 \cdot 5^2)^4$Soma interna: $5^{3+2}=5^5 \Rightarrow (5^5)^4 = 5^{20}$$5^{20}$✓ Sim
D$(5^5)^4$Multiplica expoentes: $5^{5 \cdot 4} = 5^{20}$$5^{20}$✓ Sim

Detalhamento das Corretas

  • Alternativa C:
    Primeiro resolvemos o produto dentro do parêntese:
    $$5^3 \cdot 5^2 = 5^{3+2} = 5^5$$
    Depois aplicamos a potência externa:
    $$(5^5)^4 = 5^{5 \cdot 4} = 5^{20}$$
  • Alternativa D:
    Aplicamos diretamente a propriedade da potência de potência, onde multiplicamos os expoentes:
    $$(a^m)^n = a^{m \cdot n}$$
    $$(5^5)^4 = 5^{5 \cdot 4} = 5^{20}$$

Conclusão

As únicas expressões que resultam matematicamente em $5^{20}$, igual à expressão original, são a C e a D.

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