Rieccomi

Procedo con il primo caso del tuo nuovo quesito (vorrei far di più, ma devo preparare un esame e il tempo stringe), ribadendo anzitutto per amor di leggibilità le regole acclarate da cui partiamo:
Prima di iniziare con le dimostrazioni, integriamo il set di assunzioni e definizioni di cui sopra due definizioni necessarie per dare un senso a ciò che trattiamo:
- Una potenza a esponente intero è definita per induzione con la prime tre regole del nostro set iniziale.
- Una potenza a esponente razionale è definita come
![a^{\frac{x}{y}} = \sqrt[y]{a^x} a^{\frac{x}{y}} = \sqrt[y]{a^x}](/forum/latexrender/pictures/a64dcb59dbd5cdaba9609cca5dea4693.png)
purché

.
Andiamo:
La relazione

è banalmente ottenuta per

applicando iterativamente la prima regola:

L'estensione al caso

è banale: se gli esponenti sono positivi allora essi sono elementi di

, quindi vale quanto sopra, altrimenti basta applicare la terza regola per ricondursi a un rapporto di potenze con esponente in

, per le quali possiamo dimostrare in modo banale la proprietà

.
Per quanto riguarda il caso

, riscriviamo la potenza come

e, ponendo

per ovvi motivi, analizziamo i vari casi :
- Se

, ricadiamo nel caso

, che abbiamo già trattato.
- In tutti gli altri casi, dobbiamo dimostrare che

. Riscrivendo i termini come
![a^{\frac{x_1y_2}{y_1y_2}} = \sqrt[y_1y_2]{a^{x_1y_2}} a^{\frac{x_1y_2}{y_1y_2}} = \sqrt[y_1y_2]{a^{x_1y_2}}](/forum/latexrender/pictures/c76580572bca91b99cad6e26469aeafc.png)
e
![a^{\frac{x_2y_1}{y_2y_1}} = \sqrt[y_1y_2]{a^{x_2y_1}} a^{\frac{x_2y_1}{y_2y_1}} = \sqrt[y_1y_2]{a^{x_2y_1}}](/forum/latexrender/pictures/775cfc241b470d360a96a0ee25ac8f87.png)
, possiamo sfruttare la regola del prodotto tra radicali con la stessa base (che si può dimostrare senza far ricorso alle formule che vogliamo discutere, per cui non c'è circolarità) per ottenere
![a^{\frac{x_1y_2}{y_1y_2}}a^{\frac{x_2y_1}{y_2y_1}} = \sqrt[y_1y_2]{a^{x_2y_1 + x_1y_2}} = a^{\frac{x_1y_2+x_2y_1}{y_1y_2}} a^{\frac{x_1y_2}{y_1y_2}}a^{\frac{x_2y_1}{y_2y_1}} = \sqrt[y_1y_2]{a^{x_2y_1 + x_1y_2}} = a^{\frac{x_1y_2+x_2y_1}{y_1y_2}}](/forum/latexrender/pictures/4306b0b962c1ce05c293dd045da13c9e.png)
.