Álgebra Ejemplos

$f (x) = \frac{1}{x^{2} + 1}$ , $g (x) = x^{- 6}$

Paso 1

Establece la función de resultado compuesta.

$f (g (x))$

Paso 2

Evalúa $f (x^{- 6})$ mediante la sustitución del valor de $g$ en $f$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{{(x^{- 6})}^{2} + 1}$

Paso 3

Simplifica el denominador.

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Paso 3.1

Multiplica los exponentes en ${(x^{- 6})}^{2}$ .

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Paso 3.1.1

Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{x^{- 6 \cdot 2} + 1}$

Paso 3.1.2

Multiplica $- 6$ por $2$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{x^{- 12} + 1}$

Paso 3.2

Reescribe la expresión mediante la regla del exponente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1}{x^{12}} + 1}$

Paso 3.3

Reescribe $\frac{1}{x^{12}} + 1$ en forma factorizada.

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Paso 3.3.1

Reescribe $1$ como $1^{3}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1^{3}}{x^{12}} + 1}$

Paso 3.3.2

Reescribe $x^{12}$ como ${(x^{4})}^{3}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1^{3}}{{(x^{4})}^{3}} + 1}$

Paso 3.3.3

Reescribe $\frac{1^{3}}{{(x^{4})}^{3}}$ como ${(\frac{1}{x^{4}})}^{3}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{{(\frac{1}{x^{4}})}^{3} + 1}$

Paso 3.3.4

Reescribe $1$ como $1^{3}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{{(\frac{1}{x^{4}})}^{3} + 1^{3}}$

Paso 3.3.5

Dado que ambos términos son cubos perfectos, factoriza con la fórmula de la suma de cubos, $a^{3} + b^{3} = (a + b) (a^{2} - a b + b^{2})$ , donde $a = \frac{1}{x^{4}}$ y $b = 1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{(\frac{1}{x^{4}} + 1) ({(\frac{1}{x^{4}})}^{2} - \frac{1}{x^{4}} \cdot 1 + 1^{2})}$

Paso 3.3.6

Simplifica.

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Paso 3.3.6.1

Aplica la regla del producto a $\frac{1}{x^{4}}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{(\frac{1}{x^{4}} + 1) (\frac{1^{2}}{{(x^{4})}^{2}} - \frac{1}{x^{4}} \cdot 1 + 1^{2})}$

Paso 3.3.6.2

Uno elevado a cualquier potencia es uno.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{(\frac{1}{x^{4}} + 1) (\frac{1}{{(x^{4})}^{2}} - \frac{1}{x^{4}} \cdot 1 + 1^{2})}$

Paso 3.3.6.3

Multiplica los exponentes en ${(x^{4})}^{2}$ .

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Paso 3.3.6.3.1

Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{(\frac{1}{x^{4}} + 1) (\frac{1}{x^{4 \cdot 2}} - \frac{1}{x^{4}} \cdot 1 + 1^{2})}$

Paso 3.3.6.3.2

Multiplica $4$ por $2$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{(\frac{1}{x^{4}} + 1) (\frac{1}{x^{8}} - \frac{1}{x^{4}} \cdot 1 + 1^{2})}$

Paso 3.3.6.4

Multiplica $- 1$ por $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{(\frac{1}{x^{4}} + 1) (\frac{1}{x^{8}} - \frac{1}{x^{4}} + 1^{2})}$

Paso 3.3.6.5

Uno elevado a cualquier potencia es uno.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{(\frac{1}{x^{4}} + 1) (\frac{1}{x^{8}} - \frac{1}{x^{4}} + 1)}$

Paso 3.3.6.6

Reordena los términos.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{(\frac{1}{x^{4}} + 1) (- \frac{1}{x^{4}} + \frac{1}{x^{8}} + 1)}$

Paso 3.4

Escribe $1$ como una fracción con un denominador común.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{(\frac{1}{x^{4}} + \frac{x^{4}}{x^{4}}) (- \frac{1}{x^{4}} + \frac{1}{x^{8}} + 1)}$

Paso 3.5

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (- \frac{1}{x^{4}} + \frac{1}{x^{8}} + 1)}$

Paso 3.6

Para escribir $- \frac{1}{x^{4}}$ como una fracción con un denominador común, multiplica por $\frac{x^{4}}{x^{4}}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (- \frac{1}{x^{4}} \cdot \frac{x^{4}}{x^{4}} + \frac{1}{x^{8}} + 1)}$

Paso 3.7

Escribe cada expresión con un denominador común de $x^{8}$ , mediante la multiplicación de cada uno por un factor adecuado de $1$ .

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Paso 3.7.1

Multiplica $\frac{1}{x^{4}}$ por $\frac{x^{4}}{x^{4}}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (- \frac{x^{4}}{x^{4} x^{4}} + \frac{1}{x^{8}} + 1)}$

Paso 3.7.2

Multiplica $x^{4}$ por $x^{4}$ sumando los exponentes.

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Paso 3.7.2.1

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (- \frac{x^{4}}{x^{4 + 4}} + \frac{1}{x^{8}} + 1)}$

Paso 3.7.2.2

Suma $4$ y $4$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (- \frac{x^{4}}{x^{8}} + \frac{1}{x^{8}} + 1)}$

Paso 3.8

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (\frac{- x^{4} + 1}{x^{8}} + 1)}$

Paso 3.9

Simplifica el numerador.

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Paso 3.9.1

Reescribe $1$ como $1^{2}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (\frac{- x^{4} + 1^{2}}{x^{8}} + 1)}$

Paso 3.9.2

Reescribe $x^{4}$ como ${(x^{2})}^{2}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (\frac{- {(x^{2})}^{2} + 1^{2}}{x^{8}} + 1)}$

Paso 3.9.3

Reordena $- {(x^{2})}^{2}$ y $1^{2}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (\frac{1^{2} - {(x^{2})}^{2}}{x^{8}} + 1)}$

Paso 3.9.4

Dado que ambos términos son cuadrados perfectos, factoriza con la fórmula de la diferencia de cuadrados, $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ , donde $a = 1$ y $b = x^{2}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (\frac{(1 + x^{2}) (1 - x^{2})}{x^{8}} + 1)}$

Paso 3.9.5

Simplifica.

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Paso 3.9.5.1

Reescribe $1$ como $1^{2}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (\frac{(1 + x^{2}) (1^{2} - x^{2})}{x^{8}} + 1)}$

Paso 3.9.5.2

Dado que ambos términos son cuadrados perfectos, factoriza con la fórmula de la diferencia de cuadrados, $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ , donde $a = 1$ y $b = x$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (\frac{(1 + x^{2}) (1 + x) (1 - x)}{x^{8}} + 1)}$

Paso 3.10

Escribe $1$ como una fracción con un denominador común.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (\frac{(1 + x^{2}) (1 + x) (1 - x)}{x^{8}} + \frac{x^{8}}{x^{8}})}$

Paso 3.11

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{(1 + x^{2}) (1 + x) (1 - x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12

Simplifica el numerador.

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Paso 3.12.1

Expande $(1 + x^{2}) (1 + x)$ con el método PEIU (primero, exterior, interior, ultimo).

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Paso 3.12.1.1

Aplica la propiedad distributiva.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{(1 (1 + x) + x^{2} (1 + x)) (1 - x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.1.2

Aplica la propiedad distributiva.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{(1 \cdot 1 + 1 x + x^{2} (1 + x)) (1 - x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.1.3

Aplica la propiedad distributiva.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{(1 \cdot 1 + 1 x + x^{2} \cdot 1 + x^{2} x) (1 - x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.2

Simplifica cada término.

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Paso 3.12.2.1

Multiplica $1$ por $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{(1 + 1 x + x^{2} \cdot 1 + x^{2} x) (1 - x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.2.2

Multiplica $x$ por $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{(1 + x + x^{2} \cdot 1 + x^{2} x) (1 - x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.2.3

Multiplica $x^{2}$ por $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{(1 + x + x^{2} + x^{2} x) (1 - x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.2.4

Multiplica $x^{2}$ por $x$ sumando los exponentes.

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Paso 3.12.2.4.1

Multiplica $x^{2}$ por $x$ .

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Paso 3.12.2.4.1.1

Eleva $x$ a la potencia de $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{(1 + x + x^{2} + x^{2} x) (1 - x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.2.4.1.2

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{(1 + x + x^{2} + x^{2 + 1}) (1 - x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.2.4.2

Suma $2$ y $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{(1 + x + x^{2} + x^{3}) (1 - x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.3

Expande $(1 + x + x^{2} + x^{3}) (1 - x)$ mediante la multiplicación de cada término de la primera expresión por cada término de la segunda expresión.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 \cdot 1 + 1 (- x) + x \cdot 1 + x (- x) + x^{2} \cdot 1 + x^{2} (- x) + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.4

Simplifica cada término.

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Paso 3.12.4.1

Multiplica $1$ por $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 + 1 (- x) + x \cdot 1 + x (- x) + x^{2} \cdot 1 + x^{2} (- x) + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.4.2

Multiplica $- x$ por $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x \cdot 1 + x (- x) + x^{2} \cdot 1 + x^{2} (- x) + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.4.3

Multiplica $x$ por $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x + x (- x) + x^{2} \cdot 1 + x^{2} (- x) + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.4.4

Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x \cdot x + x^{2} \cdot 1 + x^{2} (- x) + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.4.5

Multiplica $x$ por $x$ sumando los exponentes.

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Paso 3.12.4.5.1

Mueve $x$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - (x \cdot x) + x^{2} \cdot 1 + x^{2} (- x) + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.4.5.2

Multiplica $x$ por $x$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} \cdot 1 + x^{2} (- x) + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.4.6

Multiplica $x^{2}$ por $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} + x^{2} (- x) + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.4.7

Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - x^{2} x + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.4.8

Multiplica $x^{2}$ por $x$ sumando los exponentes.

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Paso 3.12.4.8.1

Mueve $x$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - (x \cdot x^{2}) + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.4.8.2

Multiplica $x$ por $x^{2}$ .

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Paso 3.12.4.8.2.1

Eleva $x$ a la potencia de $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - (x \cdot x^{2}) + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.4.8.2.2

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - x^{1 + 2} + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.4.8.3

Suma $1$ y $2$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - x^{3} + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.4.9

Multiplica $x^{3}$ por $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - x^{3} + x^{3} + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.4.10

Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - x^{3} + x^{3} - x^{3} x + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.4.11

Multiplica $x^{3}$ por $x$ sumando los exponentes.

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Paso 3.12.4.11.1

Mueve $x$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - x^{3} + x^{3} - (x \cdot x^{3}) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.4.11.2

Multiplica $x$ por $x^{3}$ .

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Paso 3.12.4.11.2.1

Eleva $x$ a la potencia de $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - x^{3} + x^{3} - (x \cdot x^{3}) + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.4.11.2.2

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - x^{3} + x^{3} - x^{1 + 3} + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.4.11.3

Suma $1$ y $3$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - x^{3} + x^{3} - x^{4} + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.5

Combina los términos opuestos en $1 - x + x - x^{2} + x^{2} - x^{3} + x^{3} - x^{4}$ .

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Paso 3.12.5.1

Suma $- x$ y $x$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 + 0 - x^{2} + x^{2} - x^{3} + x^{3} - x^{4} + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.5.2

Suma $1$ y $0$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x^{2} + x^{2} - x^{3} + x^{3} - x^{4} + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.5.3

Suma $- x^{2}$ y $x^{2}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 + 0 - x^{3} + x^{3} - x^{4} + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.5.4

Suma $1$ y $0$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x^{3} + x^{3} - x^{4} + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.5.5

Suma $- x^{3}$ y $x^{3}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 + 0 - x^{4} + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 3.12.5.6

Suma $1$ y $0$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x^{4} + x^{8}}{x^{8}}}$

Paso 4

Multiplica $\frac{1 + x^{4}}{x^{4}}$ por $\frac{1 - x^{4} + x^{8}}{x^{8}}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{(1 + x^{4}) (1 - x^{4} + x^{8})}{x^{4} x^{8}}}$

Paso 5

Multiplica $x^{4}$ por $x^{8}$ sumando los exponentes.

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Paso 5.1

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{(1 + x^{4}) (1 - x^{4} + x^{8})}{x^{4 + 8}}}$

Paso 5.2

Suma $4$ y $8$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{(1 + x^{4}) (1 - x^{4} + x^{8})}{x^{12}}}$

Paso 6

Multiplica el numerador por la recíproca del denominador.

$f (x^{- 6}) = 1 (\frac{x^{12}}{(1 + x^{4}) (1 - x^{4} + x^{8})})$

Paso 7

Multiplica $\frac{x^{12}}{(1 + x^{4}) (1 - x^{4} + x^{8})}$ por $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{x^{12}}{(1 + x^{4}) (1 - x^{4} + x^{8})}$