Вернуться к содержанию учебника
№1082 учебника 2014-2022 (стр. 246):
Найдите при любом натуральном \(n\) значение выражения
\[ \sqrt[3]{\frac{1 \cdot 2 \cdot 4 + 2 \cdot 4 \cdot 8 + \ldots + n \cdot 2n \cdot 4n}{1 \cdot 3 \cdot 9 + 2 \cdot 6 \cdot 18 + \ldots + n \cdot 3n \cdot 9n}}. \]
№1082 учебника 2014-2022 (стр. 246):
Вспомните:
№1082 учебника 2014-2022 (стр. 246):
\( 1 \cdot 2 \cdot 4 = 8 \cdot 1^3,\quad 2 \cdot 4 \cdot 8 = 8 \cdot 2^3,\quad \ldots,\quad n \cdot 2n \cdot 4n = 8n^3 \)
\( 1 \cdot 3 \cdot 9 = 27 \cdot 1^3,\quad 2 \cdot 6 \cdot 18 = 27 \cdot 2^3,\quad \ldots,\quad n \cdot 3n \cdot 9n = 27n^3 \)
\( \sqrt[3]{\frac{1 \cdot 2 \cdot 4 + 2 \cdot 4 \cdot 8 + \ldots + n \cdot 2n \cdot 4n}{1 \cdot 3 \cdot 9 + 2 \cdot 6 \cdot 18 + \ldots + n \cdot 3n \cdot 9n}} =\)
\(=\sqrt[3]{\frac{8 \cdot 1^3 + 8 \cdot 2^3 + \ldots + 8 \cdot n^3}{27 \cdot 1^3 + 27 \cdot 2^3 + \ldots + 27 \cdot n^3}}= \)
\( = \sqrt[3]{\frac{8\cancel{(1^3 + 2^3 + \ldots + n^3)}}{27\cancel{(1^3 + 2^3 + \ldots + n^3)}}} = \)
\(= \sqrt[3]{\frac{8}{27}}= \sqrt[3]{\left(\frac{2}{3}\right)^3}=\frac{2}{3} \)
Ответ: \(\frac{2}{3}\).
Пояснения:
Используем правило вынесения общего множителя из суммы:
\[ ab+ac=a(b+c). \]
Также используем свойство кубического корня:
\[ \sqrt[3]{\frac{a}{b}}=\frac{\sqrt[3]{a}}{\sqrt[3]{b}}. \]
Сначала рассмотрим числитель. Каждое слагаемое имеет вид
\[ k \cdot 2k \cdot 4k. \]
Перемножим коэффициенты и буквы отдельно:
\[ k \cdot 2k \cdot 4k = 2 \cdot 4 \cdot k^3 = 8k^3. \]
Значит, весь числитель можно записать так:
\( 8 \cdot 1^3 + 8 \cdot 2^3 + \ldots + 8 \cdot n^3 =\)
\(=8(1^3+2^3+\ldots+n^3). \)
Теперь рассмотрим знаменатель. Каждое его слагаемое имеет вид
\[ k \cdot 3k \cdot 9k. \]
Точно так же перемножаем:
\[ k \cdot 3k \cdot 9k = 3 \cdot 9 \cdot k^3 = 27k^3. \]
Тогда знаменатель равен
\( 27 \cdot 1^3 + 27 \cdot 2^3 + \ldots + 27 \cdot n^3 =\)
\(=27(1^3+2^3+\ldots+n^3). \)
После этого в дроби и в числителе, и в знаменателе появляется одинаковая сумма
\[ 1^3+2^3+\ldots+n^3. \]
Она сокращается, потому что стоит и сверху, и снизу как общий множитель:
\[ \frac{8(1^3+2^3+\ldots+n^3)}{27(1^3+2^3+\ldots+n^3)}=\frac{8}{27}. \]
Остаётся найти кубический корень:
\[ \sqrt[3]{\frac{8}{27}}=\frac{\sqrt[3]{8}}{\sqrt[3]{27}}=\frac{2}{3}, \]
потому что
\[ 2^3=8,\quad 3^3=27. \]
Значит, при любом натуральном \(n\) значение данного выражения всегда одно и то же:
\[ \frac{2}{3}. \]
Вернуться к содержанию учебника