Розбір · НМТ 2024, завдання 11

Система з показниковою нерівністю

Це вам дадуть

Властивості степенів у довідкових матеріалах НМТ є. Того, що вирішує задачу, там немає: коли основа більша за одиницю, показники порівнюються в тому самому напрямі, що й самі степені.

І друге, про що забувають частіше за перше: система означає, що обидві умови мусять виконуватися одночасно. Тобто відповідь це перетин двох проміжків, а не будь-який із них окремо.

Спершу відповідай сам

Розв'яжіть систему нерівностей $\begin{cases} 5^{\,x} < 25, \\ 2 - x < 8. \end{cases}$

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 В. 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 – Д. А найбільше учасників обрали В, і це теж хиба.

Д $(-6;\,2)$ 36,5 %
В $(-6;\,5)$ 19,1 %
А $(2;\,6)$ 16,3 %
Г $(-\infty;\,-6)$ 14,9 %
Б $(2;\,+\infty)$ 13,2 %

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

Що вони подумали
В. Прочитали двадцять п'ять як п'ятірку

Найдорожча хиба задачі. Відповідь $(-6;\,5)$ означає, що другу нерівність розв'язали правильно, а з першої взяли $x < 5$ замість $x < 2$.

П'ятірка тут звідусіль: вона і в основі степеня, і всередині числа $25$. Але показник шукається інакше:

$$5^{\,x} < 25 = 5^2,$$

і порівнюються саме показники: $x < 2$. Число $5$ – це основа, а не межа для $x$.

Перевірка займає секунду: підстав $x = 4$, яке в проміжок В входить. Тоді $5^4 = 625$, а це більше за $25$. Отже четвірка умові не задовольняє, і проміжок хибний.

А. Перевернули обидві нерівності

Відповідь $(2;\,6)$ це дзеркало правильної: замість $x < 2$ узяли $x > 2$, замість $x > -6$ узяли $x < 6$.

Друга нерівність тут особливо підступна. У ній $2 - x < 8$, і при перенесенні виходить $-x < 6$. Ділити на $-1$ треба зі зміною знака: $x > -6$. Саме цей крок і губиться.

Г. Узяли лише другу умову, ще й навпаки

$(-\infty;\,-6)$ – це те, що вийде, якщо в другій нерівності поділити на $-1$, не змінивши знака, і при цьому забути про першу умову зовсім.

Б. Узяли лише першу умову, перевернувши її

$(2;\,+\infty)$ – перша нерівність зі зміненим напрямом і без перетину з другою. Нагадаю: основа $5$ більша за одиницю, тому напрям зберігається.

Переконай

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

Не розв'язуй систему цілком – попроси перевірити одне число.

Візьми $x = 4$. Перша умова: $5^4 = 625$, і це більше за $25$, отже четвірка НЕ підходить. Тепер подивись, у які з варіантів вона входить: у $(-6;\,5)$, у $(2;\,6)$ і в $(2;\,+\infty)$. Усі три відпадають одразу.

Далі візьми $x = -7$. Друга умова: $2 - (-7) = 9$, і це більше за $8$, отже теж не підходить. Відпадає $(-\infty;\,-6)$.

Лишається один проміжок, і ми ще нічого не розв'язували. Тоді можна показати й сам хід:

$$5^{\,x} < 5^2 \Rightarrow x < 2, \qquad 2 - x < 8 \Rightarrow x > -6,$$

і перетин дає $(-6;\,2)$.

Опори зникають

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

Показано повністю

Розв'язати систему $3^{\,x} < 81$, $1 - x < 5$.

Перша: $81 = 3^4$, основа більша за одиницю, отже $x < 4$. Друга: $-x < 4$, ділимо на $-1$ зі зміною знака, отже $x > -4$. Перетин: $(-4;\,4)$.

Перевірка: $x = 0$ входить, і справді $3^0 = 1 < 81$, $1 - 0 = 1 < 5$.

Останній крок твій

Розв'яжи $2^{\,x} < 32$ і $3 - x < 10$ окремо, а тоді візьми перетин. Не забудь змінити знак у другій.

Тепер сам

Розв'яжи систему $4^{\,x} \leqslant 64$, $5 - x < 9$ і перевір відповідь підстановкою однієї точки зсередини та однієї ззовні.

Ще раз, інші числа

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