Matemática · 6.ª–9.ª classe
O que é uma potência (em Matemática)?
Resposta curta
Uma potência é uma forma abreviada de escrever uma multiplicação de fatores iguais. Em an, a base a é o fator que se repete e o expoente n indica quantas vezes. Por exemplo, 23 = 2 × 2 × 2 = 8. Lê-se «dois elevado a três» ou «dois ao cubo».
Definição e características
Quando um mesmo número aparece multiplicado várias vezes, escrever tudo é cansativo. Em vez de 5 × 5 × 5 × 5, escreve-se 54.
Partes de uma potência
an = a × a × … × a (n fatores iguais a a) base = a · expoente = n · potência = resultado
- A base é o número que se multiplica por si próprio.
- O expoente é um número natural (nesta fase) que conta os fatores.
- A potência é o nome da expressão toda e também do seu valor. Assim, 32 é uma potência e o seu valor é 9.
Definição formal vs. explicação simples
Formalmente, para qualquer número a e natural n ≥ 2, an é o produto de n fatores iguais a a. Em linguagem simples: o expoente diz quantas vezes escreve a base numa multiplicação.
Casos especiais
- Expoente 1: a1 = a (o número fica igual). Por exemplo, 91 = 9.
- Expoente 0: se a ≠ 0, a0 = 1. Por exemplo, 70 = 1.
- Base 1: 1n = 1 para qualquer n. Base 0: 0n = 0 se n ≥ 1.
- Expoente 2 chama-se quadrado e expoente 3 chama-se cubo.
Quadro de referência
| Quadrados | 12 a 122 |
|---|---|
| 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100, 121, 144 |
| Potências de 2 | 21 a 210 |
|---|---|
| 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1 024 |
Exemplos do quotidiano
- Área de um quadrado: um terreno quadrado de lado 7 m tem área 72 = 49 m2.
- Volume de um cubo: uma caixa cúbica com 4 dm de aresta tem volume 43 = 64 dm3.
- Duplicações: se uma população de bactérias duplica de hora a hora e começa com 1, ao fim de 5 horas há 25 = 32.
- Potências de 10: 103 = 1 000 (mil), 106 = 1 000 000 (um milhão). O expoente é o número de zeros.
Exemplos resolvidos
Exemplo 1 — Ler e calcular uma potência
Enunciado: Identifique a base e o expoente de 24 e calcule o seu valor.
Resolução:
- Base: 2. Expoente: 4. Há quatro fatores iguais a 2.
- 24 = 2 × 2 × 2 × 2.
- 2 × 2 = 4; 4 × 2 = 8; 8 × 2 = 16.
Resposta: 24 = 16. Verificação: pelo quadro de potências de 2, 24 = 16.
Exemplo 2 — Escrever uma multiplicação como potência
Enunciado: Escreva 6 × 6 × 6 × 6 × 6 na forma de potência e calcule-a.
Resolução:
- O fator 6 repete-se 5 vezes, logo a potência é 65.
- 6 × 6 = 36; 36 × 6 = 216; 216 × 6 = 1 296; 1 296 × 6 = 7 776.
Resposta: 65 = 7 776. Verificação: o produto das unidades 6 × 6 × 6 × 6 × 6 termina em 6, e 7 776 termina em 6.
Exemplo 3 — O papel do sinal
Enunciado: Calcule (−3)2, (−3)3 e −32.
Resolução:
- (−3)2 = (−3) × (−3) = +9, porque dois fatores negativos dão positivo.
- (−3)3 = (−3) × (−3) × (−3) = 9 × (−3) = −27.
- −32: sem parênteses, o expoente só atua sobre o 3. Calcula-se 32 = 9 e depois troca-se o sinal: −9.
Resposta: (−3)2 = 9; (−3)3 = −27; −32 = −9. Verificação: com base negativa, expoente par dá resultado positivo e expoente ímpar dá negativo.
Exemplo 4 — Nível de exame: expressão com potências
Enunciado: Calcule 23 + 32 × 2 − 50.
Resolução:
- Calcule as potências: 23 = 8; 32 = 9; 50 = 1.
- A expressão fica 8 + 9 × 2 − 1.
- Multiplicação primeiro: 9 × 2 = 18.
- 8 + 18 − 1 = 25.
Resposta: 25. Verificação: refazendo da esquerda para a direita com a ordem correta, 8 + 18 = 26 e 26 − 1 = 25.
Importância e aplicações
As potências estão por trás de áreas e volumes, de notação científica (números muito grandes ou muito pequenos), do crescimento que duplica ou triplica em cada etapa e, mais tarde, das equações do 2.º grau e das funções. No programa oficial aparecem associadas às raízes e à notação científica.
Erros e confusões frequentes
- Confundir potência com multiplicação. 23 = 8, e não 2 × 3 = 6. O expoente conta os fatores, não multiplica a base.
- Confundir (−2)2 com −22. O primeiro é 4; o segundo é −4. Os parênteses decidem.
- Pensar que a0 = 0. Qualquer número diferente de zero elevado a 0 dá 1.
- Somar os expoentes de bases diferentes ou somar potências como se fossem produtos: 23 + 22 = 8 + 4 = 12, e não 25.
- Esquecer que 1n = 1 e 10n tem n zeros, o que obriga a contas desnecessárias.
Exercícios propostos
1Exercício 1
Calcule 34.
Ver solução
34 = 3 × 3 × 3 × 3 = 9 × 9 = 81.
2Exercício 2
Escreva 10 × 10 × 10 na forma de potência e calcule o valor.
Ver solução
O 10 repete-se 3 vezes: 103 = 1 000.
3Exercício 3
Calcule (−2)3 e (−2)4.
Ver dica
Conte os fatores negativos: par dá positivo, ímpar dá negativo.
Ver solução
(−2)3 = −8 e (−2)4 = +16.
4Exercício 4
Um cubo tem aresta 5 cm. Calcule o volume, sabendo que V = aresta3.
Ver solução
V = 53 = 5 × 5 × 5 = 125. O volume é 125 cm3.
5Exercício 5
Calcule 42 + 25 − 33.
Ver dica
Calcule primeiro cada potência.
Ver solução
42 = 16, 25 = 32, 33 = 27. Então 16 + 32 − 27 = 48 − 27 = 21.
Perguntas frequentes
Qual é a diferença entre potência e produto?
Num produto como 2 × 3, os fatores podem ser diferentes. Numa potência como 23, o fator é sempre o mesmo, repetido. Uma potência é um produto particular de fatores iguais.
Onde se aplica uma potência na prática?
No cálculo de áreas de quadrados, volumes de cubos, nos juros compostos, na informática (210 = 1 024) e em qualquer fenómeno que duplique ou triplique por etapas.
Porque é que qualquer número elevado a zero dá 1?
Porque a3 ÷ a3 = 1 e, pela regra da divisão de potências da mesma base, é também a(3−3) = a0. Para as duas contas coincidirem, a0 tem de valer 1 (com a ≠ 0).
Que erros os estudantes cometem sobre potências?
Multiplicar base por expoente, trocar o sinal em (−a)2 e −a2, e achar que a0 = 0. Veja a secção de erros acima.
Resumo
- Potência é uma multiplicação repetida de fatores iguais: an.
- A base é o fator que se repete; o expoente diz quantas vezes.
- a1 = a e a0 = 1 (com a ≠ 0).
- Base negativa: expoente par dá positivo, ímpar dá negativo; os parênteses são essenciais.
- Expoente 2 é quadrado e expoente 3 é cubo; 10n tem n zeros.
Onde aprofundar
- O manual de Matemática da 6.ª à 9.ª classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
- O recurso aberto Khan Academy (Matemática, em português), na secção de expoentes.
- Manuais escolares aprovados para o 3.º ciclo, com exercícios graduados sobre potências.
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