1963 AMC 12 Problema 40

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40.

Si xx es un número que satisface la ecuación x+93−x−93=3,\sqrt[3]{x+9}-\sqrt[3]{x-9}=3, entonces x2x^2 está entre:
If xx is a number satisfying the equation x+93−x−93=3,\sqrt[3]{x+9}-\sqrt[3]{x-9}=3, then x2x^2 is between:
5555 y 6565
5555 and 6565
6565 y 7575
6565 and 7575
7575 y 8585
7575 and 8585
8585 y 9595
8585 and 9595
9595 y 105105
9595 and 105105
Respuesta: C
Conceptos:radicalsuma y diferencia de cubossimetría (álgebra)
Nivel de dificultad: 2290
Pista pequeña:
Sea u=x+93u=\sqrt[3]{x+9} y v=x−93v=\sqrt[3]{x-9}
Set u=x+93u=\sqrt[3]{x+9} and v=x−93v=\sqrt[3]{x-9}
Pista grande:
Usa tanto u−v=3u-v=3 como u3−v3=18u^3-v^3=18 para hallar uvuv
Use both u−v=3u-v=3 and u3−v3=18u^3-v^3=18 to find uvuv
Solución:
Sea u=x+93u=\sqrt[3]{x+9} y v=x−93.v=\sqrt[3]{x-9}. Entonces u−v=3u-v=3 y 18=u3−v3=(u−v)(u2+uv+v2), \begin{aligned} 18&=u^3-v^3\\ &=(u-v)(u^2+uv+v^2), \end{aligned} por lo que u2+uv+v2=6.u^2+uv+v^2=6. Al comparar con (u−v)2=9(u-v)^2=9 se obtiene uv=−1.uv=-1. Por tanto, (u+v)2=5.(u+v)^2=5. Al elevar al cubo 2u=3±52u=3\pm\sqrt5 se obtiene x=±45,x=\pm4\sqrt5, y en ambos casos x2=80,x^2=80, que está entre 7575 y 85.85.
Por lo tanto, la respuesta correcta es C.
Let u=x+93u=\sqrt[3]{x+9} and v=x−93.v=\sqrt[3]{x-9}. Then u−v=3u-v=3 and 18=u3−v3=(u−v)(u2+uv+v2), \begin{aligned} 18&=u^3-v^3\\ &=(u-v)(u^2+uv+v^2), \end{aligned} so u2+uv+v2=6.u^2+uv+v^2=6. Comparing with (u−v)2=9(u-v)^2=9 gives uv=−1.uv=-1. Hence (u+v)2=5.(u+v)^2=5. Cubing 2u=3±52u=3\pm\sqrt5 gives x=±45,x=\pm4\sqrt5, and either way x2=80,x^2=80, between 7575 and 85.85.
Therefore, the correct answer is C.
Problema 39#39
Examen completo

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