Розбір · НМТ 2023, завдання 9

Куб добутку дробу й кубічного кореня

Це вам дадуть

Властивості степенів і коренів у довідкових матеріалах НМТ є, і обидві потрібні тут: степінь добутку дорівнює добутку степенів, а куб кубічного кореня повертає підкореневе число.

Складність в іншому. Дія одна, але множників два, і до кожного треба застосувати куб окремо. Хто підносить лише один із них, дістає відповідь, що відрізняється від правильної в сотні разів.

Спершу відповідай сам

Обчисліть $\left(\dfrac{1}{7} \cdot \sqrt[3]{7}\right)^3$.

Наскільки ти впевнений?

Про впевненість питаємо не для балів. Помилку, зроблену впевнено, запам'ятовують найміцніше – але тільки якщо правду показати одразу.

Реальність

Ти серед тих, хто відповів правильно. Найпопулярнішою при цьому виявилась хибна відповідь – варіант Д. Варто знати, у що вірили вони.

Ти не сам. Це найпопулярніша відповідь у країні, і вона хибна. Обчислення в ній зазвичай бездоганне – питання лише в тому, що саме порахували.

Правильний варіант – Г. А найбільше учасників обрали Д, і це теж хиба.

Г $\dfrac{1}{49}$ 52,8 %
Д $49$ 14,9 %
В $1$ 12,4 %
А $27$ 10,4 %

Без відсотка лишились варіанти Б: у зошиті, за яким рахували статистику, їх не було.

Дані: офіційний звіт УЦОЯО про проведення НМТ, психометричні характеристики завдань.

Що вони подумали
Д. Перевернули дріб

Відповідь $49$ – це обернене до правильного $\dfrac{1}{49}$.

Коли підносять до куба дріб $\dfrac{1}{7}$, чисельник і знаменник підносяться кожен окремо:

$$\left(\dfrac{1}{7}\right)^3 = \dfrac{1^3}{7^3} = \dfrac{1}{343}.$$

Число $343$ лишається внизу. Якщо воно опинилося зверху, дріб десь перевернувся.

Швидка перевірка: обидва множники менші за одиницю чи ні? $\dfrac{1}{7}$ менше, $\sqrt[3]{7} \approx 1{,}9$ більше. Їхній добуток близько $0{,}28$, а куб такого числа тим більше менший за одиницю. Отже відповідь мусить бути дробом, і всі цілі варіанти відпадають одразу.

А. Піднесли до куба лише корінь

$27$ з'являється, коли куб застосовують до трійки, якої в задачі немає: кубічний корінь сприймають як «трійку» й підносять її до куба.

Але показник кореня – це не множник. Куб кубічного кореня дає саме підкореневе число:

$$\left(\sqrt[3]{7}\right)^3 = 7.$$

В. Вирішили, що множники скорочуються

Одиниця виходить, коли $\dfrac{1}{7}$ і $\sqrt[3]{7}$ вважають взаємно оберненими. Вони не обернені: обернене до $\dfrac{1}{7}$ це $7$, а не $\sqrt[3]{7}$.

Б. Забули піднести до куба

$\dfrac{1}{7}$ – це значення дробу з умови, без жодної дії. Куб зовні дужок лишився невикористаним.

Переконай

Знати правильну відповідь – півділа. Хто вміє пояснити, чому чужа відповідь хибна, той у цю пастку більше не потрапляє.

Спитай, що дає куб кожного множника окремо.

Перший: $\left(\dfrac{1}{7}\right)^3 = \dfrac{1}{343}$. Другий: $\left(\sqrt[3]{7}\right)^3 = 7$. І лише тоді перемножуємо:

$$\dfrac{1}{343} \cdot 7 = \dfrac{7}{343} = \dfrac{1}{49}.$$

Якщо відповідь ціла, це вже привід перевірити: дріб $\dfrac{1}{7}$ у кубі дає дуже мале число, і сімка його до одиниці не витягне.

Є й коротший шлях, який іноді доходить швидше. Запишемо корінь степенем: $\sqrt[3]{7} = 7^{1/3}$, тоді

$$\left(7^{-1} \cdot 7^{1/3}\right)^3 = \left(7^{-2/3}\right)^3 = 7^{-2} = \dfrac{1}{49}.$$

Опори зникають

Спершу дивишся на готове, потім дописуєш кінець, потім робиш сам.

Показано повністю

Обчислити $\left(\dfrac{1}{2} \cdot \sqrt[3]{2}\right)^3$.

Куб кожного множника окремо: $\left(\dfrac{1}{2}\right)^3 = \dfrac{1}{8}$, $\left(\sqrt[3]{2}\right)^3 = 2$. Добуток:

$$\dfrac{1}{8} \cdot 2 = \dfrac{1}{4}.$$

Останній крок твій

Обчисли $\left(\dfrac{1}{3} \cdot \sqrt[3]{3}\right)^3$. Піднеси до куба кожен множник окремо, а тоді перемнож.

Тепер сам

Обчисли $\left(\dfrac{1}{5} \cdot \sqrt[3]{5}\right)^3$ і скажи, за якою закономірністю виходить відповідь для основи $n$.

Ще раз, інші числа

Повторна спроба одразу після розбору – саме те, що не дає старій помилці повернутися через тиждень.