پرش به محتوای اصلی

توان و جذر (هفتم)نمونه سؤال و درسنامه کنکور

بخشی از بانک سؤال طبقه‌بندی‌شده‌ی این مبحث در کوئیز سنتر — رایگان و بدون نیاز به ثبت‌نام

خلاصه‌ی درسنامه

فصل ۷ — تعریف توان


مفاهیم اصلی

توان از کجا آمد؟

فرض کن می‌خواهی ۲ را ۵ بار در خودش ضرب کنی:

2×2×2×2×22 \times 2 \times 2 \times 2 \times 2

ریاضیدان‌ها برای خلاصه کردن این نوشتند: 252^5

دقیقاً همان کاری که در جمع کردیم:

  • 2+2+2+2+2=5×22 + 2 + 2 + 2 + 2 = 5 \times 2 ← جمع تکراری را با ضرب خلاصه کردیم
  • 2×2×2×2×2=252 \times 2 \times 2 \times 2 \times 2 = 2^5 ← ضرب تکراری را با توان خلاصه می‌کنیم

اجزای یک عبارت توان‌دار

  • پایه (base): عددی که تکرار می‌شود → مثلاً در 252^5، پایه ۲ است.
  • توان (exponent): تعداد دفعات تکرار → مثلاً در 252^5، توان ۵ است.

خوانده می‌شود: «۲ به توان ۵»


الگوی تا زدن کاغذ

وقتی کاغذ را تا می‌زنی، هر بار تعداد قسمت‌ها دو برابر می‌شود:

تعداد تا تعداد قسمت‌ها به صورت توان
۰ ۱ 20=12^0 = 1
۱ ۲ 21=22^1 = 2
۲ ۴ 22=42^2 = 4
۳ ۸ 23=82^3 = 8
۴ ۱۶ 24=162^4 = 16
۱۰ ۱۰۲۴ 210=10242^{10} = 1024
nn ... 2n2^n

تعریف رسمی توان

برای هر عدد aa و عدد طبیعی nn:

an=a×a×a××an بار\boxed{a^n = \underbrace{a \times a \times a \times \cdots \times a}_{n \text{ بار}}}

مثال: 34=3×3×3×3=813^4 = 3 \times 3 \times 3 \times 3 = 81


توضیح و آموزش

چطور یک عبارت توان‌دار حساب کنیم؟

مرحله ۱: پایه را شناسایی کن. مرحله ۲: توان را بخوان. مرحله ۳: یک‌یک ضرب کن.

مثال — (25)3\left(\dfrac{2}{5}\right)^3:

(25)3=25×25×25=8125\left(\frac{2}{5}\right)^3 = \frac{2}{5} \times \frac{2}{5} \times \frac{2}{5} = \frac{8}{125}

پایه کسری چطور حساب می‌شود؟

وقتی پایه یک کسر است، صورت و مخرج هر کدام جداگانه به توان می‌رسند:

(ab)n=anbn\left(\frac{a}{b}\right)^n = \frac{a^n}{b^n}

مثال: (34)2=3242=916\left(\dfrac{3}{4}\right)^2 = \dfrac{3^2}{4^2} = \dfrac{9}{16}


پایه اعشاری چطور حساب می‌شود؟

اعشار را مثل هر عددی ضرب می‌کنی: 0.22=0.2×0.2=0.040.2^2 = 0.2 \times 0.2 = 0.04

توجه کن: هر بار که ضرب می‌کنی، تعداد ارقام اعشاری دو تا بیشتر می‌شود.


اعداد جالب: توان صفر، یک و پایه‌های خاص

هر عدد به توان ۱ برابر خودش است: a1=aa^1 = a (یک بار ضرب یعنی خود عدد)

هر عدد به توان صفر برابر ۱ است (به جز پایه صفر): a0=1(a0)a^0 = 1 \quad (a \neq 0)

یک به هر توانی برابر ۱ است: 1n=11^n = 1

صفر به هر توان غیرصفری برابر صفر است: 0n=0(n0)0^n = 0 \quad (n \neq 0)


توان دار نوشتن اعداد — تجزیه به عوامل اول

اگر بخواهی یک عدد را به شکل توان‌دار بنویسی، اول آن را به عوامل اول تجزیه می‌کنی:

مثال — عدد ۳۶: 36=2×2×3×3=22×3236 = 2 \times 2 \times 3 \times 3 = 2^2 \times 3^2

مثال — عدد ۱۴۴: 144=12×12=(4×3)2=(22×3)2=24×32144 = 12 \times 12 = (4 \times 3)^2 = (2^2 \times 3)^2 = 2^4 \times 3^2


توان در جبر — حروف به جای اعداد

توان فقط برای اعداد نیست، برای متغیرها (حروف) هم کار می‌کند:

a×a×a=a3(y+x)(y+x)=(y+x)2a \times a \times a = a^3 \qquad (y + x)(y + x) = (y + x)^2

مساحت و حجم با توان

مربع با ضلع aa: S=a×a=a2S = a \times a = a^2 (مجذور)

مکعب با ضلع aa: V=a×a×a=a3V = a \times a \times a = a^3 (مکعب)

به همین دلیل «مجذور» یعنی به توان ۲ (مساحت مربع) و «مکعب» یعنی به توان ۳ (حجم مکعب).


تکثیر سلول‌ها — کاربرد واقعی توان

وقتی سلول تقسیم می‌شود، هر سلول به ۲ سلول تبدیل می‌شود: پس از nn مرحله، تعداد سلول‌ها 2n2^n است. این الگو در طبیعت زیاد پیش می‌آید — رشد باکتری، تقسیم سلولی و حتی انتشار اخبار در شبکه‌های اجتماعی.


فرمول‌ها و روش‌ها

تعریف اصلی

an=a×a××an بار\boxed{a^n = \underbrace{a \times a \times \cdots \times a}_{n \text{ بار}}}

حالت‌های خاص

عبارت مقدار توضیح
a1a^1 aa یک‌بار ضرب = خود عدد
a0a^0 11 (برای a0a \neq 0)
1n1^n 11 ضرب تکراری ۱ همیشه ۱ است
0n0^n 00 (برای n0n \neq 0)

روش تجزیه عدد به شکل توان‌دار

۱. عدد را با تقسیم بر اعداد اول تجزیه کن (۲، ۳، ۵، ۷، ...)
۲. عوامل تکراری را با توان نشان بده
۳. نتیجه ضرب توان‌دارها را بنویس


نکات مهم

توان یعنی «چند بار ضرب»، نه «ضرب در توان». 252^5 یعنی پنج‌بار ضرب ۲ در خودش، نه 2×5=102 \times 5 = 10.

توان ۲ را «مجذور» و توان ۳ را «مکعب» می‌نامند — این اسامی از هندسه آمده‌اند.

وقتی پایه کسر است، صورت و مخرج هر دو به توان می‌رسند: (ab)n=anbn\left(\frac{a}{b}\right)^n = \frac{a^n}{b^n}

هر عدد به توان صفر مساوی ۱ است (به جز 000^0 که نامعین است).

توان فقط روی پایه‌اش اثر می‌گذارد. در 3×243 \times 2^4، توان ۴ فقط روی ۲ است، نه روی ۳.


نکات فراتر از کتاب

رابطه 10n10^n با رقم‌های عدد

101=10 (۲ رقمی)102=100 (۳ رقمی)10n (n+1 رقمی)10^1 = 10 \ (\text{۲ رقمی}) \qquad 10^2 = 100 \ (\text{۳ رقمی}) \qquad 10^n \ (\text{n+1 رقمی})

پس عدد 10n10^n دقیقاً n+1n+1 رقم دارد — برای تخمین اندازه اعداد بزرگ کاربرد دارد.

الگوی رقم یکان در توان‌ها

رقم یکان اعداد توان‌دار با یک پایه‌ی ثابت، به‌صورت دوره‌ای تغییر می‌کند:

پایه دوره‌ی رقم یکان طول دوره
۲ ۲، ۴، ۸، ۶ ۴
۳ ۳، ۹، ۷، ۱ ۴
۴ ۴، ۶ ۲
۵ همیشه ۵ ۱
۷ ۷، ۹، ۳، ۱ ۴
۹ ۹، ۱ ۲

روش پیدا کردن رقم یکان 21002^{100}: 100÷4=25100 \div 4 = 25 باقیمانده 00. باقیماندهٔ صفر یعنی روی آخرین عضو دوره افتاده‌ایم، یعنی رقم یکانِ 24=162^4=16، یعنی ۶. این ترفند در سؤال‌های تیزهوشانی که رقم یکان عددی خیلی بزرگ می‌خواهند مستقیم به کار می‌آید.


اشتباهات رایج

اشتباه ۱ — قاطی کردن توان با ضرب: 525×2=105^2 \neq 5 \times 2 = 10. درست: 52=5×5=255^2 = 5 \times 5 = 25.

اشتباه ۲ — اشتباه در پایه کسری: (23)2232\left(\frac{2}{3}\right)^2 \neq \frac{2}{3^2}. درست: (23)2=2232=49\left(\dfrac{2}{3}\right)^2 = \dfrac{2^2}{3^2} = \dfrac{4}{9}. هم صورت هم مخرج باید به توان برسند.

اشتباه ۳ — فکر کردن توان فقط روی یک عامل است وقتی ضرب داریم: 3×24643 \times 2^4 \neq 6^4. درست: 3×24=3×16=483 \times 2^4 = 3 \times 16 = 48.


نمونه سؤال

سؤال عادی. حاصل 535^3 و 353^5 را حساب کن و بگو کدام‌یک بزرگ‌تر است.

پاسخ: 53=1255^3 = 125 و 35=2433^5 = 243. چون 243>125243 > 125، پس 35>533^5 > 5^3.

سؤال تیزهوشانی ۱ (متوسط). اگر a3=64a^3 = 64 باشد، مقدار a2a^2 چقدر است؟

پاسخ: 4×4×4=644 \times 4 \times 4 = 64، پس a=4a=4. در نتیجه a2=16a^2 = 16.

سؤال تیزهوشانی ۲ (سخت). رقم یکان عدد 720237^{2023} چیست؟

پاسخ: دوره‌ی رقم یکانِ پایه‌ی ۷ برابر است با {7,9,3,1}\{7, 9, 3, 1\} با طول دوره‌ی ۴. چون 2023=4×505+32023 = 4 \times 505 + 3، باقیمانده 33 است، یعنی سومین عضو دوره: رقم یکانِ 73=3437^3=343، یعنی ۳.


جمع‌بندی

توان یک روش خلاصه‌نویسی برای ضرب‌های تکراری است:

a×a××an بار=an\underbrace{a \times a \times \cdots \times a}_{n \text{ بار}} = a^n

سه نکته اساسی: اول: توان = تعداد دفعات ضرب، نه خود ضرب. دوم: پایه و توان دو چیز کاملاً متفاوت‌اند — تغییر هر کدام نتیجه را کاملاً عوض می‌کند. سوم: توان در طبیعت، علم و فناوری همه‌جا هست — از تقسیم سلولی تا حافظه کامپیوتر.


فصل ۷ — محاسبه عبارت‌های توان‌دار


مفاهیم اصلی

ترتیب انجام عملیات

وقتی در یک عبارت چند عمل مختلف وجود دارد، باید یک ترتیب مشخص رعایت شود:

1. پرانتز2. توان3. ضرب و تقسیم4. جمع و تفریق\boxed{1.\ \text{پرانتز} \quad 2.\ \text{توان} \quad 3.\ \text{ضرب و تقسیم} \quad 4.\ \text{جمع و تفریق}}

مثال کامل از کتاب:

9252×4+109^2 - 5^2 \times 4 + 10

مرحله ۱ — توان‌ها: 8125×4+1081 - 25 \times 4 + 10 ؛ مرحله ۲ — ضرب: 81100+1081 - 100 + 10 ؛ مرحله ۳ — جمع و تفریق از چپ به راست: 19+10=9-19 + 10 = -9

جمع و تفریق هم‌رتبه هستند و از چپ به راست حساب می‌شوند.


توان عدد منفی

حالت اول: منفی داخل پرانتز — (2)n(-2)^n

پایه خود عدد 2-2 است؛ منفی هم در ضرب شرکت می‌کند:

(2)2=+4(2)3=8(2)4=+16(-2)^2 = +4 \qquad (-2)^3 = -8 \qquad (-2)^4 = +16

الگو: توان زوج → نتیجه مثبت. توان فرد → نتیجه منفی. (دو منفی در هم ضرب شوند مثبت می‌دهند.)

حالت دوم: منفی بیرون از پرانتز — 2n-2^n

توان فقط روی ۲ اثر می‌کند؛ منفی بعد از حساب توان جلوی عدد گذاشته می‌شود:

23=(23)=824=(24)=16-2^3 = -(2^3) = -8 \qquad -2^4 = -(2^4) = -16

مقایسه: (2)4=+16(-2)^4 = +16 ولی 24=16-2^4 = -16 — فرق بین این دو یعنی دو نتیجه کاملاً مختلف.


توان صفر — چرا a0=1a^0 = 1 است؟

24=16, 23=8, 22=4, 21=22^4=16,\ 2^3=8,\ 2^2=4,\ 2^1=2

هر بار توان یکی کم می‌شود، عدد تقسیم بر ۲ می‌شود، پس 20=2÷2=12^0 = 2 \div 2 = 1. این الگو برای هر پایه غیر از صفر صادق است:

a0=1(a0)\boxed{a^0 = 1 \qquad (a \neq 0)}

نکته: 4+20=4+1=54 + 2^0 = 4 + 1 = 5 (نه ۵۰) — چون توان فقط روی ۲ است.


نمایش گسترده اعداد با توان‌های ۱۰

2472=2×103+4×102+7×101+2×100=2000+400+70+22472 = 2 \times 10^3 + 4 \times 10^2 + 7 \times 10^1 + 2 \times 10^0 = 2000 + 400 + 70 + 2

رقم یکان همیشه ضربدر 100=110^0=1، رقم دهگان ضربدر 101=1010^1=10، رقم صدگان ضربدر 102=10010^2=100 و به همین ترتیب.


فرمول‌ها و روش‌ها

قانون ضرب با پایه مساوی

24×23=2××27 بار=27(4+3=7)2^4 \times 2^3 = \underbrace{2 \times \cdots \times 2}_{7 \text{ بار}} = 2^7 \qquad (4+3=7)
am×an=am+n\boxed{a^m \times a^n = a^{m+n}}

شرط: پایه‌ها باید کاملاً یکسان باشند. مثال: x2×x3=x5x^2 \times x^3 = x^5

قانون ضرب با توان مساوی

23×53=(2×5)3=1032^3 \times 5^3 = (2 \times 5)^3 = 10^3
an×bn=(a×b)n\boxed{a^n \times b^n = (a \times b)^n}

مثال: 32×42=122=1443^2 \times 4^2 = 12^2 = 144

جدول مقایسه دو قانون

پایه مساوی توان مساوی
نتیجه am+na^{m+n} (ab)n(ab)^n
چه چیزی تغییر می‌کند؟ توان‌ها جمع می‌شوند پایه‌ها ضرب می‌شوند
مثال 32×34=363^2 \times 3^4 = 3^6 32×42=1223^2 \times 4^2 = 12^2

محاسبه عبارت با عدد حروفی (متغیر)

برای a=2a = -2 و b=2b = 2: a2b2+ab=(2)222+(2)(2)=44+(4)=4a^2 - b^2 + ab = (-2)^2 - 2^2 + (-2)(2) = 4 - 4 + (-4) = -4

اول جایگذاری کن، بعد با ترتیب عملیات حساب کن.


نکات مهم

پرانتز اول از همه حساب می‌شود، حتی قبل از توان. جمع و تفریق هم‌رتبه‌اند و از چپ به راست انجام می‌شوند.

(a)n(-a)^n با an-a^n کاملاً فرق دارد؛ اگر پرانتز نداری، منفی همیشه بیرون می‌ماند.

قانون am×an=am+na^m \times a^n = a^{m+n} فقط برای ضرب کار می‌کند، نه جمع. در قانون پایه مساوی، پایه‌ها باید دقیقاً یکسان باشند.

در جایگذاری متغیر، اگر عدد منفی است حتماً داخل پرانتز بگذار: (2)2(-2)^2 نه 22-2^2.


نکات فراتر از کتاب

محاسبه سریع با شکستن توان

وقتی می‌دانی 210=10242^{10} = 1024: 212=210×22=1024×4=40962^{12} = 2^{10} \times 2^2 = 1024 \times 4 = 4096

نکته مهم برای امتحانات تیزهوشان

am+nan=am\frac{a^{m+n}}{a^n} = a^m

چون am×an=am+na^m \times a^n = a^{m+n}، پس اگر am+na^{m+n} را تقسیم بر ana^n کنی، ama^m باقی می‌ماند.

یک مثال ترکیبی

(46)2×30+(3)2÷(1)-(4-6)^2 \times 3^0 + (-3)^2 \div (-1)

مرحله ۱ — پرانتزها: (46)=2(4-6) = -2 ؛ مرحله ۲ — توان‌ها: (2)2=4(-2)^2=4، 30=13^0=1، (3)2=9(-3)^2=9 ؛ عبارت می‌شود 4×1+9÷(1)-4 \times 1 + 9 \div (-1) ؛ مرحله ۳ — ضرب و تقسیم: 4-4 و 9-9 ؛ مرحله ۴ — جمع: 4+(9)=13-4 + (-9) = -13.


اشتباهات رایج

اشتباه ۱ — رعایت نکردن ترتیب عملیات: 525×25^2 - 5 \times 2 درست: اول توان: 2510=1525 - 10 = 15 (نه صفر).

اشتباه ۲ — قاطی کردن (a)n(-a)^n و an-a^n: 52=(52)=25-5^2 = -(5^2) = -25 ولی (5)2=+25(-5)^2 = +25.

اشتباه ۳ — ضرب کردن توان‌ها به جای جمع: 43×44=43+4=474^3 \times 4^4 = 4^{3+4} = 4^7 (نه 4124^{12}).

اشتباه ۴ — فرض غلط (a+b)n=an+bn(a+b)^n = a^n + b^n: درست: (3+2)2=52=25(3+2)^2 = 5^2 = 25، نه 32+223^2+2^2.


نمونه سؤال

سؤال عادی. حاصل (5)3(-5)^3 و 53-5^3 را حساب کن و با هم مقایسه کن.

پاسخ: (5)3=125(-5)^3 = -125 (توان فرد) و 53=(53)=125-5^3 = -(5^3) = -125. اینجا هر دو برابرند چون توان فرد است؛ برای توان‌های زوج این دو با هم فرق می‌کنند.

سؤال تیزهوشانی (سخت و ترکیبی). حاصل (2)5×(1)1022×(1)3\dfrac{(-2)^5 \times (-1)^{10}}{-2^2 \times (-1)^3} را به‌دست آور.

پاسخ: صورت: (2)5=32(-2)^5=-32، (1)10=1(-1)^{10}=1، پس صورت =32=-32. مخرج: 22=4-2^2=-4، (1)3=1(-1)^3=-1، پس مخرج =4=4. حاصل: 324=8\dfrac{-32}{4}=-8.


جمع‌بندی

این فصل سه موضوع اصلی داشت: اول — ترتیب عملیات (پرانتز، توان، ضرب/تقسیم، جمع/تفریق)، یک قرارداد جهانی. دوم — توان عدد منفی و توان صفر: (a)n(-a)^n بستگی به زوج/فرد بودن توان دارد، اما an-a^n همیشه منفی است؛ a0=1a^0=1 از الگوی تقسیم می‌آید. سوم — دو قانون اصلی ساده‌سازی:

am×an=am+nan×bn=(a×b)na^m \times a^n = a^{m+n} \qquad a^n \times b^n = (a\times b)^n

هر دو قانون فقط برای ضرب کار می‌کنند، نه جمع.


فصل ۷ — ساده کردن عبارت‌های توان‌دار


مفاهیم اصلی

این فصل نشان می‌دهد که بدون باز کردن کامل عبارت‌های توان‌دار هم می‌شود آن‌ها را ضرب کرد — با دو قانون:

قانون اول: ضرب توان‌هایی که پایه‌هایشان مساوی است. قانون دوم: ضرب توان‌هایی که توان‌هایشان مساوی است.


توضیح و آموزش

قانون اول — پایه‌های مساوی

24×23=2×2×2×24×2×2×23=272^4 \times 2^3 = \underbrace{2\times2\times2\times2}_{4} \times \underbrace{2\times2\times2}_{3} = 2^7

توان‌ها با هم جمع شدند: 4+3=74+3=7. مثال دیگر: x2×x3=x5x^2 \times x^3 = x^5

am×an=am+n\boxed{a^m \times a^n = a^{m+n}}

شرط: پایه‌ها باید یکسان باشند. دلیل منطقی: ama^m یعنی mm تا aa ضرب هم؛ ana^n یعنی nn تا؛ کنار هم (m+n)(m+n) تا aa می‌شود.

این قانون برای چند عبارت هم کار می‌کند: 52×54×53=595^2 \times 5^4 \times 5^3 = 5^9

قانون دوم — توان‌های مساوی

23×53=(2×2×2)×(5×5×5)=(2×5)×(2×5)×(2×5)=1032^3 \times 5^3 = (2\times2\times2)\times(5\times5\times5) = (2\times5)\times(2\times5)\times(2\times5) = 10^3
an×bn=(a×b)n\boxed{a^n \times b^n = (a \times b)^n}

شرط: توان‌ها باید یکسان باشند. مثال دیگر: x4×y4=(xy)4x^4 \times y^4 = (xy)^4

عکس قانون: (a×b)n=an×bn(a \times b)^n = a^n \times b^n — مثال: 305=(2×3×5)5=25×35×5530^5 = (2\times3\times5)^5 = 2^5 \times 3^5 \times 5^5

ترکیب دو قانون

52×54×765^2 \times 5^4 \times 7^6

اول قانون اول: 52×54=565^2 \times 5^4 = 5^6 ؛ سپس چون توان‌ها مساوی‌اند: 56×76=(5×7)6=3565^6 \times 7^6 = (5\times7)^6 = 35^6

نوشتن اعداد به صورت توان‌دار با تجزیه

مثال — 441441: 441=3×147=9×49=32×72=(3×7)2=212441 = 3\times147 = 9\times49 = 3^2\times7^2 = (3\times7)^2 = 21^2


فرمول‌ها و روش‌ها

دو فرمول اصلی

am×an=am+n(پایه‌های مساوی)an×bn=(a×b)n(توان‌های مساوی)\boxed{a^m \times a^n = a^{m+n} \quad \text{(پایه‌های مساوی)}} \qquad \boxed{a^n \times b^n = (a \times b)^n \quad \text{(توان‌های مساوی)}}

روش گام‌به‌گام حل مسائل

گام ۱: پایه‌ها مساوی‌اند یا توان‌ها؟ گام ۲: اگر پایه‌ها مساوی → توان‌ها را جمع کن. گام ۳: اگر توان‌ها مساوی → پایه‌ها را ضرب کن. گام ۴: اگر هیچ‌کدام نیست → شاید با تجزیه بشود درست کرد.

مثال کاربردی

اگر 210=10242^{10}=1024: 212=210×22=1024×4=40962^{12} = 2^{10} \times 2^2 = 1024 \times 4 = 4096


نکات مهم

قانون اول فقط با ضرب کار می‌کند، نه با جمع: 23+24272^3 + 2^4 \neq 2^7

پایه می‌تواند منفی، کسری یا متغیر باشد — قانون همچنان برقرار است: (2)4×(2)2=(2)6(-2)^4 \times (-2)^2 = (-2)^6

قانون دوم برای بیشتر از دو عامل هم کار می‌کند: 25×35×55=3052^5 \times 3^5 \times 5^5 = 30^5


نکات فراتر از کتاب

مقایسه 4n4^n و n4n^4

nn 4n4^n n4n^4 بزرگ‌تر
۱ ۴ ۱ 4n4^n
۲ ۱۶ ۱۶ مساوی
۳ ۶۴ ۸۱ n4n^4
۴ ۲۵۶ ۲۵۶ مساوی
۱۰ 106\approx 10^6 1000010000 4n4^n بسیار بزرگ‌تر

نتیجه: برای اعداد بزرگ، رشد نمایی (4n4^n) از هر توان ثابتی (n4n^4) سریع‌تر است.

قانون تقسیمِ توان‌های هم‌پایه

aman=amn(a0, m>n)\boxed{\frac{a^m}{a^n} = a^{m-n} \qquad (a \neq 0,\ m > n)}

مثال: 2723=24=16\dfrac{2^7}{2^3} = 2^4 = 16


اشتباهات رایج

اشتباه ۱ — جمع کردن توان‌ها در جمع (نه ضرب): 43+23634^3 + 2^3 \neq 6^3. درست: قانون فقط در ضرب کار می‌کند؛ 43+23=64+8=724^3+2^3=64+8=72.

اشتباه ۲ — ضرب کردن توان‌ها به جای جمع: 43×44=43+4=474^3 \times 4^4 = 4^{3+4} = 4^7 (نه 4124^{12}).

اشتباه ۳ — اعمال قانون دوم وقتی توان‌ها مساوی نیستند: 32×23653^2 \times 2^3 \neq 6^5؛ باید مستقیم حساب کرد: 9×8=729\times8=72.

اشتباه ۴ — نوشتن (23)3\left(\frac{2}{3}\right)^3 اشتباه: درست: (23)3=2333=827\left(\dfrac{2}{3}\right)^3 = \dfrac{2^3}{3^3} = \dfrac{8}{27}


نمونه سؤال

سؤال عادی. عبارت 53×235^3 \times 2^3 را به‌صورت یک توان واحد بنویس و حاصلش را به‌دست آور.

پاسخ: توان‌ها مساوی‌اند (هر دو ۳)، پس پایه‌ها ضرب می‌شوند: 53×23=(5×2)3=103=10005^3 \times 2^3 = (5\times2)^3 = 10^3 = 1000.

سؤال تیزهوشانی (سخت و چندمرحله‌ای). عدد A=215×515A = 2^{15} \times 5^{15} چند رقم دارد؟

پاسخ: چون توان‌ها مساوی‌اند، پایه‌ها را ضرب می‌کنیم: 215×515=(2×5)15=10152^{15} \times 5^{15} = (2\times5)^{15} = 10^{15}. طبق قاعده‌ی «10n10^n دقیقاً n+1n+1 رقم دارد»، 101510^{15} دارای 1616 رقم است.


جمع‌بندی کلی

این فصل دو قانون اساسی برای ضرب توان‌ها آموخت: قانون اولam×an=am+na^m \times a^n = a^{m+n} (پایه‌های مساوی، توان‌ها جمع می‌شوند). قانون دومan×bn=(a×b)na^n \times b^n = (a\times b)^n (توان‌های مساوی، پایه‌ها ضرب می‌شوند). کلید موفقیت این است که اول نگاه کنی چه چیزی مساوی است — پایه یا توان — سپس قانون درست را اعمال کنی.


فصل ۷ — جذر و ریشه


مفاهیم اصلی

مجذور و ریشه دوم چیست؟

تا اینجا یاد گرفتیم که توان دوم یعنی یک عدد را در خودش ضرب کنیم: 32=93^2=9. حالا سوال برعکس است: اگر نتیجه ضرب را بدانیم، آن عدد اولیه چه بود؟

جواب برای 99: هم 33 و هم 3-3 (چون (3)×(3)=9(-3)\times(-3)=9). پس عدد 99 دو ریشه دوم دارد.

تعریف رسمی: در 32=93^2=9، عدد 99 را مجذور عدد 33 می‌گویند و 33 را ریشه دوم 99. جذر فقط به ریشه دوم مثبت گفته می‌شود و با نماد 0\sqrt{\phantom{0}} نشان داده می‌شود:

9=39=3\sqrt{9} = 3 \qquad -\sqrt{9} = -3

هر عدد مثبت دو ریشه دوم دارد (یکی مثبت، یکی منفی)، اما جذر همیشه فقط ریشه مثبت است. عدد داخل 0\sqrt{\phantom{0}} را رادیکان می‌گویند.


اعداد مربع کامل

مربع کامل عددی است که جذرش یک عدد طبیعی باشد: 1,4,9,16,25,36,49,64,81,100,121,144,1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100, 121, 144, \ldots

عدد جذر
1\sqrt{1} 11
9\sqrt{9} 33
25\sqrt{25} 55
49\sqrt{49} 77
81\sqrt{81} 99
100\sqrt{100} 1010
144\sqrt{144} 1212

جذر کسرها: جذر صورت و مخرج جداگانه حساب می‌شود: 925=925=35\sqrt{\dfrac{9}{25}} = \dfrac{\sqrt{9}}{\sqrt{25}} = \dfrac{3}{5}


چرا اعداد منفی جذر ندارند؟

برای 25\sqrt{-25} باید عددی پیدا کنیم که در خودش ضرب شود 25-25 بدهد؛ اما 5×5=+255\times5=+25 و (5)×(5)=+25(-5)\times(-5)=+25 — هر عددی در خودش ضرب شود، نتیجه همیشه مثبت یا صفر است. پس:

عدد منفی=بی‌معنی است\boxed{\sqrt{\text{عدد منفی}} = \text{بی‌معنی است}}

25\sqrt{-25} وجود ندارد، اما 25=5-\sqrt{25}=-5 کاملاً درست است — این دو را اشتباه نگیر.


فرمول‌ها و روش‌ها

جذر تقریبی اعداد غیرمربع‌کامل

روش محاصره بین دو مربع کامل: مرحله ۱ — پیدا کن عدد بین کدام دو مربع کامل است. مرحله ۲ — مشخص کن به کدام نزدیک‌تر است.

مثال: 28\sqrt{28}

25<28<365<28<625 < 28 < 36 \Rightarrow 5 < \sqrt{28} < 6؛ چون 2828 به 2525 نزدیک‌تر است: 285/3\sqrt{28} \approx 5/3 (طبق جدول اعشاری دقیق‌تر کتاب).


نکات مهم

9=3\sqrt{9}=3 است، نه ±3\pm3. 9=3-\sqrt{9}=-3 یعنی منفی جذر، نه جذر عدد منفی. جذر صفر برابر صفر است: 0=0\sqrt{0}=0.

در مقایسه جذرها، عدد بزرگ‌تر جذر بزرگ‌تر دارد: اگر a<ba<b آنگاه a<b\sqrt{a}<\sqrt{b}.


نکات فراتر از کتاب

رابطه جذر و توان

جذر در واقع توان 12\frac{1}{2} است: a=a1/2\sqrt{a} = a^{1/2}. پس جذر و توان دوم عکس هم هستند:

(a)2=aa2=a(a0)(\sqrt{a})^2 = a \qquad \sqrt{a^2} = a \quad (a \geq 0)

ساده‌سازی رادیکال با تجزیه

18=9×2=3250=25×2=52\sqrt{18} = \sqrt{9 \times 2} = 3\sqrt{2} \qquad \sqrt{50} = \sqrt{25 \times 2} = 5\sqrt{2}

جمع و تفریق رادیکال‌های هم‌جنس

اگر عددِ زیرِ رادیکالِ چند جمله یکی شود («رادیکال‌های هم‌جنس»)، مثل جمله‌های جبریِ هم‌جنس، ضریب‌هایشان جمع یا تفریق می‌شود:

32+52=823\sqrt{2} + 5\sqrt{2} = 8\sqrt{2}

رادیکال‌های غیرهم‌جنس مستقیم با هم جمع نمی‌شوند: 2+3\sqrt{2}+\sqrt{3} ساده‌تر نمی‌شود.


اشتباهات رایج

اشتباه ۱ — فکر کردن که 9=±3\sqrt{9} = \pm 3: درست: 9=3\sqrt{9}=3. رادیکال فقط جواب مثبت می‌دهد.

اشتباه ۲ — قاطی کردن 9\sqrt{-9} و 9-\sqrt{9}: 9\sqrt{-9} بی‌معنی است؛ اما 9=3-\sqrt{9}=-3 درست است.

اشتباه ۳ — جمع کردن زیر رادیکال: 9+169+16\sqrt{9+16} \neq \sqrt{9}+\sqrt{16}. درست: 25=5\sqrt{25}=5. رادیکال روی جمع توزیع نمی‌شود.


نمونه سؤال

سؤال عادی. عدد 9090 بین کدام دو عدد طبیعیِ متوالی است؟

پاسخ: نزدیک‌ترین مربع‌های کامل: 81=9281=9^2 و 100=102100=10^2. چون 81<90<10081<90<100، پس 9<90<109<\sqrt{90}<10.

سؤال تیزهوشانی (سخت، چندمرحله‌ای و هندسی). مساحت یک زمینِ مربعی‌شکل برابر با 9898 متر مربع است. طول ضلع آن را به ساده‌ترین شکلِ رادیکالی بنویس.

پاسخ: طول ضلع =98=\sqrt{98}. چون 9898 مربع کامل نیست، تجزیه می‌کنیم: 98=49×298=49\times2، پس 98=72\sqrt{98}=7\sqrt2 متر — چون 9898 مربع کامل نیست، جواب باید به همین شکل رادیکالیِ ساده‌شده بماند.


جمع‌بندی نهایی فصل: توان و جذر

مفهوم فرمول / قاعده نکته‌ی کلیدی
تعریف توان an=a××ana^n = \underbrace{a \times \cdots \times a}_{n} پایه، nn بار در خودش ضرب می‌شود
موارد خاص a1=aa^1=a، a0=1 (a0)a^0=1\ (a\neq0)، 1n=11^n=1، 0n=0 (n0)0^n=0\ (n\neq0) 000^0 نامعین است
ترتیب عملیات پرانتز ← توان ← ضرب/تقسیم ← جمع/تفریق از چپ به راست
(a)n(-a)^n در برابر an-a^n توانِ زوج: متفاوت — توانِ فرد: یکسان پرانتز تعیین‌کننده است
ضربِ پایه‌های مساوی am×an=am+na^m \times a^n = a^{m+n} توان‌ها جمع می‌شوند
تقسیمِ پایه‌های مساوی aman=amn\dfrac{a^m}{a^n} = a^{m-n} توان‌ها کم می‌شوند
ضربِ توان‌های مساوی an×bn=(a×b)na^n \times b^n = (a \times b)^n پایه‌ها ضرب می‌شوند
جذر a=b    b2=a, b0\sqrt{a}=b \iff b^2=a,\ b\ge0 رادیکال فقط ریشه‌ی مثبت را نشان می‌دهد
رابطه‌ی جذر و توان a=a1/2\sqrt{a}=a^{1/2} ، a2=a (a0)\sqrt{a^2}=a\ (a\ge0) جذر و توانِ دوم، عکس هم‌اند

توان ابزار خلاصه‌نویسیِ ضربِ تکراری است؛ همه‌ی قوانینِ توان از همان تعریفِ اولیه بیرون می‌آیند و نیازی نیست بدون دلیل حفظ شوند. جذر دقیقاً برعکسِ توانِ دوم است — همین رابطه‌ی «عکسِ هم بودن» است که در امتحان‌های تیزهوشانی، سؤال‌های توان و جذر را قاطی هم می‌کند.

این فقط خلاصه‌ی درسنامه است — برای مطالعه‌ی متن کامل با تمام نکات و مثال‌ها، ثبت‌نام کن.

نمونه تست

این خلاصه‌ی درسنامه و نمونه تست‌ها برای تجربه‌ی بهتر تو آماده شده — بانک کامل سؤال و درسنامه‌ی کامل بعد از ثبت‌نام در دسترسته.

1. حاصل ضرب (23)3×(23)5\left(-\frac{2}{3}\right)^3 \times \left(-\frac{2}{3}\right)^5 کدام است؟

  • (23)8-\left(\frac{2}{3}\right)^{8}
  • (23)15\left(-\frac{2}{3}\right)^{15}
  • (23)15\left(\frac{2}{3}\right)^{15}
  • (23)8\left(-\frac{2}{3}\right)^{8}

«(23)8\left(-\frac{2}{3}\right)^{8}» درست است زیرا پایه‌ها مساوی‌اند و توان‌ها جمع می‌شوند: 3+5=83+5=8. توان زوج است، پس نتیجه مثبت و معادل (23)8\left(\frac{2}{3}\right)^8 است. «(23)8-\left(\frac{2}{3}\right)^{8}» رد می‌شود چون علامت منفی اضافه دارد. «(23)15\left(-\frac{2}{3}\right)^{15}» رد می‌شود چون توان‌ها به‌اشتباه ضرب شده‌اند (3×5=153\times5=15). «(23)15\left(\frac{2}{3}\right)^{15}» رد می‌شود هم به دلیل ضرب توان‌ها و هم حذف نادرست علامت منفی. تلهٔ تستی این سؤال، اشتباه در قانون جمع توان‌ها و نادیده گرفتن تأثیر زوج یا فرد بودن توان بر علامت است.

2. حاصل عبارت 30+(5)0053^0 + (-5)^0 - 0^5 کدام است؟

  • 00
  • 11
  • 22
  • 33

«22» درست است زیرا 30=13^0=1، (5)0=1(-5)^0=1 و 05=00^5=0، پس 1+10=21+1-0=2. «00» رد می‌شود چون اگر دانش‌آموز 050^5 را 11 بگیرد یا یکی از توان‌های صفر را 00 فرض کند به 00 می‌رسد. «11» رد می‌شود چون ممکن است یکی از 303^0 یا (5)0(-5)^0 را اشتباه محاسبه کند. «33» رد می‌شود چون ممکن است 303^0 را 33 فرض کند. تلهٔ تستی این سؤال، اشتباه در محاسبهٔ توان صفر و توان پایهٔ صفر است.

3. حاصل ضرب 23×53×732^3 \times 5^3 \times 7^3 به صورت یک عبارت توان‌دار کدام است؟

  • 23×53×732^3 \times 5^3 \times 7^3
  • 70370^3
  • 70970^9
  • (2×5×7)9(2 \times 5 \times 7)^9

«70370^3» درست است زیرا توان‌ها مساوی‌اند، بنابراین پایه‌ها ضرب می‌شوند: (2×5×7)3=703(2\times5\times7)^3=70^3. «23×53×732^3 \times 5^3 \times 7^3» رد می‌شود چون ساده‌سازی ناقص است. «70970^9» رد می‌شود چون توان‌ها به‌اشتباه جمع شده‌اند (3+3+3=93+3+3=9). «(2×5×7)9(2 \times 5 \times 7)^9» رد می‌شود چون هم پایه‌ها ضرب شده و هم توان اشتباه گرفته شده است. تلهٔ تستی این سؤال، اشتباه در کاربرد قانون ضرب توان‌های مساوی و جمع کردن توان‌ها به‌جای ضرب پایه‌ها است.

4. کدام عدد بین 5.25.2 و 5.35.3 قرار دارد؟

  • 27\sqrt{27}
  • 28\sqrt{28}
  • 29\sqrt{29}
  • 30\sqrt{30}

«28\sqrt{28}» درست است چون 5.22=27.045.2^2=27.04 و 5.32=28.095.3^2=28.09، و 285.29\sqrt{28}\approx5.29 در این بازه قرار می‌گیرد. «27\sqrt{27}» رد می‌شود چون 275.196\sqrt{27}\approx5.196 از 5.25.2 کوچک‌تر است. «29\sqrt{29}» رد می‌شود چون 295.385\sqrt{29}\approx5.385 از 5.35.3 بزرگ‌تر است. «30\sqrt{30}» رد می‌شود چون 305.477\sqrt{30}\approx5.477 نیز خارج از بازه است. تلهٔ تستی این سؤال، اشتباه در تخمین مجذور اعداد و مقایسهٔ جذرها بدون محاسبهٔ دقیق است.

5. حاصل جمع 12+27\sqrt{12}+\sqrt{27} کدام است؟

  • 535\sqrt{3}
  • 39\sqrt{39}
  • 565\sqrt{6}
  • 656\sqrt{5}

«535\sqrt{3}» درست است زیرا 12=23\sqrt{12}=2\sqrt{3} و 27=33\sqrt{27}=3\sqrt{3}، و 23+33=532\sqrt{3}+3\sqrt{3}=5\sqrt{3}. «39\sqrt{39}» رد می‌شود چون به اشتباه زیر رادیکال‌ها جمع شده‌اند (12+2712+27). «565\sqrt{6}» رد می‌شود چون ضریب‌ها درست ولی زیر رادیکال اشتباه گرفته شده. «656\sqrt{5}» رد می‌شود زیرا حاصل جمع دیگری است. تلهٔ تستی این سؤال، اشتباه رایج a+b=a+b\sqrt{a}+\sqrt{b}=\sqrt{a+b} است.

6. حاصل عبارت (2)3-(-2)^3 کدام است؟

  • 6-6
  • 66
  • 8-8
  • 88

«88» درست است زیرا (2)3=8(-2)^3 = -8 و سپس (8)=8-(-8)=8. «6-6» رد می‌شود چون ممکن است (2)3(-2)^3 را به صورت 2×3=6-2\times3=-6 محاسبه کند. «66» رد می‌شود چون ممکن است (2)3(-2)^3 را 6-6 بگیرد و منفی بیرون را اعمال کرده و 66 به دست آورد. «8-8» رد می‌شود چون منفی دوم اعمال نشده است ((2)3-(-2)^3 با 23-2^3 اشتباه گرفته شده). تلهٔ تستی این سؤال، اشتباه در تمایز بین (a)n(-a)^n و an-a^n و نیز اشتباه در محاسبهٔ توان اعداد منفی است.

7. کدام گزینه عدد 144144 را به صورت حاصلضرب توان‌های اعداد اول نشان می‌دهد؟

  • 24×322^4 \times 3^2
  • 22×342^2 \times 3^4
  • 23×332^3 \times 3^3
  • 24×332^4 \times 3^3

«24×322^4 \times 3^2» درست است زیرا 144=122=(22×3)2=24×32144=12^2=(2^2\times3)^2=2^4\times3^2. «22×342^2 \times 3^4» رد می‌شود چون 22×34=4×81=3242^2\times3^4=4\times81=324. «23×332^3 \times 3^3» رد می‌شود چون 8×27=2168\times27=216. «24×332^4 \times 3^3» رد می‌شود چون 16×27=43216\times27=432. تلهٔ تستی این سؤال، اشتباه در تجزیه به عوامل اول و جابجایی توان‌ها است.

8. حاصل عبارت 32+(3)2-3^2 + (-3)^2 کدام است؟

  • 18-18
  • 00
  • 1818
  • 9-9

«00» درست است چون 32=(32)=9-3^2 = -(3^2) = -9 و (3)2=9(-3)^2 = 9، بنابراین 9+9=0-9 + 9 = 0. «18-18» رد می‌شود چون احتمالاً 32-3^2 را 99 و (3)2(-3)^2 را 9-9 گرفته‌اند که هر دو غلط است. «1818» رد می‌شود چون هر دو جمله را 99 و 99 در نظر گرفته‌اند. «9-9» رد می‌شود چون 32-3^2 را 9-9 درست حساب کرده ولی (3)2(-3)^2 را 9-9 فرض کرده است. تلهٔ تستی این سؤال این است که دانش‌آموز بین an-a^n و (a)n(-a)^n تمایز قائل نمی‌شود و علامت منفی را در (3)2(-3)^2 اشتباه محاسبه می‌کند.

9. اگر 54×5y=53y25^4 \times 5^y = 5^{3y-2} باشد، مقدار yy کدام است؟

  • 22
  • 11
  • 33
  • 44

«33» درست است زیرا با قانون ضرب پایه‌های مساوی داریم 54×5y=54+y5^4 \times 5^y = 5^{4+y}، پس 4+y=3y24+y=3y-2 که با حل معادله y=3y=3 به‌دست می‌آید. «22» رد می‌شود چون حاصل 4+2=64+2=6 و 3(2)2=43(2)-2=4 برابر نیستند. «11» رد می‌شود چون 4+1=54+1=5 و 3(1)2=13(1)-2=1 نابرابر است. «44» رد می‌شود چون 4+4=84+4=8 و 3(4)2=103(4)-2=10 نابرابر است. تلهٔ تستی این سؤال اشتباه در حل معادلهٔ حاصل از جمع توان‌ها یا ضرب کردن توان‌ها به‌جای جمع است.

10. با استفاده از قانون ضرب توان‌های مساوی، حاصل (49)3×(278)3(\frac{4}{9})^3 \times (\frac{27}{8})^3 کدام است؟

  • (16)3(\frac{1}{6})^3
  • (94)3(\frac{9}{4})^3
  • (23)3(\frac{2}{3})^3
  • (32)3(\frac{3}{2})^3

«(32)3(\frac{3}{2})^3» درست است چون (49)3×(278)3=(49×278)3=(10872)3=(32)3(\frac{4}{9})^3 \times (\frac{27}{8})^3 = (\frac{4}{9} \times \frac{27}{8})^3 = (\frac{108}{72})^3 = (\frac{3}{2})^3. «(16)3(\frac{1}{6})^3» رد می‌شود چون حاصل ضرب کسرها به‌درستی ساده نشده. «(94)3(\frac{9}{4})^3» رد می‌شود چون احتمالاً مخرج‌ها اشتباه ضرب شده‌اند. «(23)3(\frac{2}{3})^3» رد می‌شود چون صورت و مخرج جابه‌جا در نظر گرفته شده. تلهٔ تستی این سؤال این است که دانش‌آموز کسرها را قبل از ضرب ساده نکند و یا قانون an×bn=(ab)na^n \times b^n = (ab)^n را فراموش کند.

11. حاصل عبارت 5018+8\sqrt{50} - \sqrt{18} + \sqrt{8} به ساده‌ترین شکل کدام است؟

  • 424\sqrt{2}
  • 2\sqrt{2}
  • 222\sqrt{2}
  • 00

«424\sqrt{2}» درست است زیرا 50=52\sqrt{50}=5\sqrt{2}، 18=32\sqrt{18}=3\sqrt{2} و 8=22\sqrt{8}=2\sqrt{2}، بنابراین 5232+22=425\sqrt{2}-3\sqrt{2}+2\sqrt{2}=4\sqrt{2}. «2\sqrt{2}» رد می‌شود چون حاصل تفریق و جمع درست محاسبه نشده. «222\sqrt{2}» رد می‌شود چون یکی از ضرایب اشتباه کم یا زیاد شده. «00» رد می‌شود چون عبارت صفر نیست. تلهٔ تستی این سؤال اشتباه در ساده‌سازی رادیکال‌ها (مثلاً 18=32\sqrt{18}=3\sqrt{2} را 222\sqrt{2} گرفتن) یا جمع و تفریق نادرست ضرایب است.

12. حاصل عبارت (2)0+(2)1(2)2(-2)^0 + (-2)^1 - (-2)^2 کدام است؟

  • 7-7
  • 11
  • 3-3
  • 5-5

«5-5» درست است زیرا (2)0=1(-2)^0=1، (2)1=2(-2)^1=-2، (2)2=4(-2)^2=4، پس 1+(2)4=51 + (-2) - 4 = -5. «7-7» رد می‌شود چون (2)1(-2)^1 را 22 گرفته و یا علامت‌ها را اشتباه ترکیب کرده. «11» رد می‌شود چون (2)2(-2)^2 را 4-4 فرض کرده‌اند. «3-3» رد می‌شود چون در اولویت محاسبه یا علامت خطا رخ داده. تلهٔ تستی این سؤال در محاسبه‌ی توان‌های عدد منفی و رعایت ترتیب عملیات است؛ بخصوص (2)2(-2)^2 که نباید 44- در نظر گرفته شود.

13. رقم یکان 320253^{2025} کدام است؟

  • 77
  • 99
  • 33
  • 11

«33» درست است زیرا الگوی رقم یکان توان‌های 33 به صورت 3,9,7,13,9,7,1 با دوره‌ی 44 تکرار می‌شود. باقیمانده‌ی 20252025 بر 44 برابر 11 است، پس اولین عضو دوره یعنی 33 رقم یکان است. «77» رد می‌شود چون با باقیمانده‌ی 33 اشتباه گرفته شده. «99» رد می‌شود چون باقیمانده‌ی 22 گرفته شده. «11» رد می‌شود چون باقیمانده‌ی 00 گرفته شده. تلهٔ تستی این سؤال اشتباه در محاسبه‌ی باقیمانده و تشخیص عضو متناظر از دوره است.

14. کدام یک از عبارت‌های زیر درست است؟

  • 210>1022^{10} > 10^2
  • 210<1022^{10} < 10^2
  • 210=1022^{10} = 10^2
  • 2101022^{10} \le 10^2

«210>1022^{10} > 10^2» درست است زیرا 210=10242^{10}=1024 و 102=10010^2=100، پس 1024>1001024 > 100. «210<1022^{10} < 10^2» رد می‌شود چون خلاف واقع است. «210=1022^{10} = 10^2» رد می‌شود چون دو عدد برابر نیستند. «2101022^{10} \le 10^2» رد می‌شود چون 2102^{10} از 10210^2 بزرگتر است. تلهٔ تستی این سؤال این است که دانش‌آموز ممکن است 2102^{10} را 2020 (حاصل ضرب 2×102 \times 10) تصور کند و گزینه‌ی دوم را انتخاب نماید.

15. 17\sqrt{17} بین کدام دو عدد صحیح متوالی قرار دارد؟

  • 33 و 44
  • 44 و 55
  • 55 و 66
  • 44 و 66

«44 و 55» درست است زیرا 42=164^2=16 و 52=255^2=25 و 16<17<2516<17<25، پس 4<17<54<\sqrt{17}<5. «33 و 44» رد می‌شود چون 32=93^2=9 و 42=164^2=16 و 1717 از 1616 بزرگتر است. «55 و 66» رد می‌شود چون 52=255^2=25 و 62=366^2=36 و 1717 از 2525 کوچکتر است. «44 و 66» رد می‌شود چون فاصله بیش از حد است و دقت لازم را ندارد. تلهٔ تستی این سؤال این است که دانش‌آموز ممکن است مربع اعداد را اشتباه به خاطر بسپارد (مثلاً 42=84^2=8) و نادرست مقایسه کند.

16. حاصل عبارت (2)3(3)2+24÷(2)2(-2)^3 - (-3)^2 + 2^4 \div (-2)^2 کدام است؟

  • 55
  • 5-5
  • 1313
  • 13-13

«13-13» درست است زیرا با رعایت ترتیب عملیات: (2)3=8(-2)^3=-8، (3)2=9(-3)^2=9، 24=162^4=16 و (2)2=4(-2)^2=4؛ سپس تقسیم: 16÷4=416\div4=4؛ در نهایت 89+4=13-8-9+4=-13. «1313» رد می‌شود زیرا اگر علامتِ منفیِ (2)3(-2)^3 و علامتِ منفیِ ابتدای جملهٔ دوم هر دو نادیده گرفته شوند، محاسبه به‌صورتِ 8+94=138+9-4=13 انجام می‌شود که دقیقاً قرینهٔ پاسخِ درست است. «55» رد می‌شود زیرا اگر (3)2(-3)^2 به‌اشتباه 9-9 در نظر گرفته شود، 8(9)+4=5-8-(-9)+4=5 به دست می‌آید. «5-5» رد می‌شود زیرا از دو خطای علامتیِ هم‌زمان ناشی می‌شود: اگر (2)3(-2)^3 را +8+8 و (2)2(-2)^2 را 4-4 در نظر بگیریم، 894=58-9-4=-5 می‌شود. تلهٔ تستی این سؤال این است که دانش‌آموز در محاسبهٔ توانِ عددهای منفی (به‌ویژه (3)2(-3)^2 و (2)3(-2)^3) دچار خطای علامت شود.

17. کدام یک از تساوی‌های زیر نادرست است؟

  • (2)3=8(-2)^3 = -8
  • (2)2=4(-2)^2 = 4
  • 22=4-2^2 = -4
  • 23=8-2^3 = 8

«23=8-2^3 = 8» نادرست است زیرا 23=(23)=8-2^3=-(2^3)=-8، نه 88 (توان فقط روی 22 اثر می‌گذارد، منفی بیرون از توان می‌ماند). «(2)3=8(-2)^3 = -8» رد می‌شود چون این تساوی درست است: (2)3=(2)×(2)×(2)=8(-2)^3=(-2)\times(-2)\times(-2)=-8. «(2)2=4(-2)^2 = 4» رد می‌شود چون این تساوی درست است: (2)2=4(-2)^2=4 (توانِ زوج، نتیجه مثبت). «22=4-2^2 = -4» رد می‌شود چون این تساوی درست است: 22=(22)=4-2^2=-(2^2)=-4. تلهٔ تستی این سؤال قاطی‌کردنِ (a)n(-a)^n با an-a^n است؛ دانش‌آموز ممکن است فکر کند در 23-2^3 هم مثلِ (2)3(-2)^3 منفی داخلِ توان شرکت می‌کند و نتیجه را 8-8 بداند، در حالی‌که 23-2^3 همیشه 8-8 می‌شود و ادعای «23=8-2^3=8» است که نادرست است.

18. حاصل 43×42×44^3 \times 4^2 \times 4 کدام است؟

  • 454^5
  • 4124^{12}
  • 464^6
  • 484^8

«464^6» درست است زیرا با قانون am×an=am+na^m \times a^n = a^{m+n} داریم 43×42×41=43+2+1=464^3 \times 4^2 \times 4^1 = 4^{3+2+1}=4^6. «454^5» رد می‌شود چون تنها دو توان را جمع کرده و 44 (یعنی 414^1) را نادیده گرفته است. «4124^{12}» رد می‌شود چون توان‌ها را ضرب کرده به‌جای جمع. «484^8» رد می‌شود زیرا احتمالاً 3+2+1=63+2+1=6 را با 22 اشتباه گرفته یا 3×2+1=73\times2+1=7 محاسبه کرده. تلهٔ تستی این سؤال اشتباه رایج «ضرب توان‌ها به‌جای جمع» است.

19. کدام گزینه، تجزیهٔ عدد 7272 به عوامل اول را به‌درستی نشان می‌دهد؟

  • 2×622 \times 6^2
  • 22×332^2 \times 3^3
  • 24×32^4 \times 3
  • 23×322^3 \times 3^2

«23×322^3 \times 3^2» درست است زیرا 72=8×9=23×3272 = 8 \times 9 = 2^3 \times 3^2. «2×622 \times 6^2» رد می‌شود چون 66 عدد اول نیست. «22×332^2 \times 3^3» رد می‌شود زیرا 4×27=1084\times27=108 با 7272 برابر نیست. «24×32^4 \times 3» رد می‌شود زیرا 16×3=4816\times3=48. تلهٔ تستی این سؤال این است که دانش‌آموز ممکن است تجزیهٔ درستی انجام دهد ولی توان‌ها را جابجا یا عدد غیر اول را وارد کند.

20. 50\sqrt{50} بین کدام دو عدد طبیعی متوالی قرار دارد؟

  • 55 و 66
  • 66 و 77
  • 77 و 88
  • 44 و 55

«77 و 88» درست است زیرا 72=497^2=49 و 82=648^2=64 و 49<50<6449<50<64. «55 و 66» رد می‌شود چون 25<36<5025<36<50. «66 و 77» رد می‌شود چون 36<49<5036<49<50 و 5050 از 4949 بزرگتر است. «44 و 55» رد می‌شود چون 16<25<5016<25<50. تلهٔ تستی این سؤال این است که دانش‌آموز ممکن است مربع 66 و 77 را با 5050 مقایسه کند و اشتباهاً 66 و 77 را انتخاب کند غافل از اینکه 5050 از 4949 بیشتر است.

مباحث مرتبط

ادامه‌ی این مبحث رو ببین

با ثبت‌نام رایگان، به بانک کامل سؤال، شبیه‌ساز کنکور و تحلیل پیشرفت دسترسی داری

ثبت‌نام رایگان