Copertă

II.21. Ordinea Efectuării Operațiilor

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 12

Rezolvare scurtă

Fie \( A = 5 \ \Box \ 4 \ \Box \ 3 \ \Box \ 2 \ \Box \ 1 \). Paritatea numerelor: 5 = impar (I), 4 = par (P), 3 = impar (I), 2 = par (P), 1 = impar (I). Analizăm paritatea rezultatului indiferent de semnele \( \pm \): \( A = (5 \ \Box \ 4) \ \Box \ 3 \ \Box \ 2 \ \Box \ 1 \) \( 5 \pm 4 \rightarrow I \pm P = I \) \( (5 \pm 4) \pm 3 \rightarrow I \pm I = P \) \( (5 \pm 4 \pm 3) \pm 2 \rightarrow P \pm P = P \) \( (5 \pm 4 \pm 3 \pm 2) \pm 1 \rightarrow P \pm I = I \) Rezultatul expresiei \( A \) este întotdeauna un număr impar. Deoarece 10 este un număr par, rezultă \( A \neq 10 \) pentru orice alegere a semnelor.

Rezolvare detaliată

Pentru a demonstra că nu putem obține rezultatul 10 folosind doar operațiile de adunare și scădere între numerele 5, 4, 3, 2 și 1, vom folosi o proprietate legată de paritatea numerelor (dacă un număr este par sau impar).

Pasul 1: Analiza numerelor date

Să analizăm paritatea fiecărui număr din expresia \( A = 5 \ \Box \ 4 \ \Box \ 3 \ \Box \ 2 \ \Box \ 1 \): - 5 este număr impar; - 4 este număr par; - 3 este număr impar; - 2 este număr par; - 1 este număr impar. În total, avem 3 numere impare (5, 3 și 1) și 2 numere pare (4 și 2).

Pasul 2: Reguli de paritate pentru adunare și scădere

Știm din proprietățile numerelor naturale că adunarea sau scăderea a două numere nu schimbă tipul de rezultat în funcție de paritate în același mod: - \( \text{par} \pm \text{par} = \text{par} \) - \( \text{impar} \pm \text{impar} = \text{par} \) - \( \text{par} \pm \text{impar} = \text{impar} \) Acest lucru înseamnă că paritatea rezultatului final depinde doar de numărul de numere impare din șir.

Pasul 3: Determinarea parității sumei/diferenței

Avem trei numere impare în calculul nostru. Să urmărim paritatea pas cu pas: 1. \( 5 \ \Box \ 4 \) (impar \(\pm\) par) ne dă un rezultat impar. 2. \( (\text{rezultat impar}) \ \Box \ 3 \) (impar \(\pm\) impar) ne dă un rezultat par. 3. \( (\text{rezultat par}) \ \Box \ 2 \) (par \(\pm\) par) ne dă un rezultat par. 4. \( (\text{rezultat par}) \ \Box \ 1 \) (par \(\pm\) impar) ne dă un rezultat impar. Indiferent de semnele alese, rezultatul final al expresiei \( A \) va fi întotdeauna un număr impar.

Pasul 4: Concluzia

Rezultatul dorit este 10. Numărul 10 este un număr par. Deoarece am demonstrat că orice combinație de plus și minus între numerele date produce un rezultat impar, și un număr impar nu poate fi niciodată egal cu un număr par (\( \text{impar} \neq 10 \)), rezultă că nu se poate obține rezultatul 10. Așadar, oricum am alege semnele \( + \) sau \( - \), nu putem obține 10.

Rezolvare pe scurt:

\( A = 5 \ \Box \ 4 \ \Box \ 3 \ \Box \ 2 \ \Box \ 1 \) Paritate: \( \text{impar} \pm \text{par} \pm \text{impar} \pm \text{par} \pm \text{impar} \) \( \text{impar} \pm \text{par} = \text{impar} \) \( \text{impar} \pm \text{impar} = \text{par} \) \( \text{par} \pm \text{par} = \text{par} \) \( \text{par} \pm \text{impar} = \text{impar} \) Oricare ar fi semnele, \( A \) este număr impar. Cum \( 10 \) este par, \( A \neq 10 \).

Cele mai importante aspecte ale lecției

Ordinea operațiilor: Puteri \( \rightarrow \) Înmulțiri și Împărțiri \( \rightarrow \) Adunări și Scăderi (de la stânga la dreapta).
Ordinea parantezelor: Se calculează întâi parantezele rotunde \( ( ) \), apoi cele pătrate \( [ ] \) devin rotunde, iar acoladele \( \{ \} \) devin pătrate.
Exemplu rapid: \[ \{5 + 2 \cdot [10 - (3 + 1^5)]\} = \{5 + 2 \cdot [10 - 4]\} = (5 + 2 \cdot 6) = 5 + 12 = 17 \]
În exercițiile fără paranteze, operațiile matematice se efectuează în funcție de ordinul lor de prioritate, de la stânga la dreapta.
Ridicarea la putere (\( a^n \)) se efectuează prima.
Înmulțirea (\( \cdot \)) și împărțirea (\( : \)) se efectuează în ordinea în care sunt scrise, de la stânga la dreapta.
Adunarea (\( + \)) și scăderea (\( - \)) se efectuează ultimele, în ordinea în care sunt scrise, de la stânga la dreapta.
Diagramă geometrică ilustrând un podium de premiere tridimensional, format din trei blocuri prismatice dreptunghiulare, cu o perspectivă ușor spre dreapta, având fața frontală, partea superioară și partea laterală dreaptă vizibile. Laturile invizibile ale blocurilor vor fi trasate cu linii întrerupte.

- **Blocul central (Locul 1):** Cel mai înalt, reprezentând 'Ridicarea la putere' (`\( a^n \)`), de 'Ordinul III'. Acesta va fi etichetat pe fața sa frontală cu cifra '1' (într-un cerc sau o formă similară), formula `\( a^n \)` și textul 'Ordinul III'.
- **Blocul din stânga (Locul 2):** De înălțime medie, plasat la stânga blocului central, reprezentând 'Înmulțirea și împărțirea' (`\( \cdot, : \)`), de 'Ordinul II'. Acesta va fi etichetat pe fața sa frontală cu cifra '2', formulele `\( \cdot, : \)` și textul 'Ordinul II'.
- **Blocul din dreapta (Locul 3):** Cel mai scurt, plasat la dreapta blocului central, reprezentând 'Adunarea și scăderea' (`\( +, - \)`), de 'Ordinul I'. Acesta va fi etichetat pe fața sa frontală cu cifra '3', formulele `\( +, - \)` și textul 'Ordinul I'.

Toate etichetele trebuie să fie clare, vizibile și centrate pe fețele frontale respective ale blocurilor. Proporțiile blocurilor vor accentua vizual ierarhia înălțimilor.
Calculează: \( 13^2 - 2^3 \cdot 15 + 7 \cdot 6 : 3 \)
Rezolvare:
1. Mai întâi efectuăm ridicările la putere (ordinul III): \[ 13^2 = 169 \] \[ 2^3 = 8 \] Exercițiul devine: \( 169 - 8 \cdot 15 + 7 \cdot 6 : 3 \)
2. Efectuăm înmulțirile și împărțirile, de la stânga la dreapta (ordinul II): \[ 8 \cdot 15 = 120 \] \[ 7 \cdot 6 : 3 = 42 : 3 = 14 \] Exercițiul devine: \( 169 - 120 + 14 \)
3. Efectuăm adunările și scăderile, de la stânga la dreapta (ordinul I): \[ 169 - 120 + 14 = 49 + 14 = 63 \]
Calculează: \( 5^2 - 3 \cdot 4 + 12 : 2 \)
Efectuăm operațiile în ordine:
1. Ridicarea la putere: \( 5^2 = 25 \)
2. Înmulțirea și împărțirea: \( 3 \cdot 4 = 12 \) și \( 12 : 2 = 6 \)
3. Adunarea și scăderea: \( 25 - 12 + 6 = 13 + 6 = 19 \)
Dacă un exercițiu conține paranteze, ordinea efectuării operațiilor este dictată de tipul parantezelor!
Regula de eliminare a parantezelor:
  1. Se efectuează mai întâi calculele din interiorul parantezelor rotunde \( ( ) \).
  2. După finalizarea calculelor dintr-o paranteză rotundă, paranteza rotundă dispare.
  3. Parantezele pătrate \( [ ] \) se transformă în paranteze rotunde \( ( ) \).
  4. Acoladele \( \{ \} \) se transformă în paranteze pătrate \( [ ] \).
  5. Procedeul se repetă până la eliminarea tuturor parantezelor.
Calculează: \( [10^3 : (564 - 8^3 : 8) + 7]^3 \)
Rezolvare:
1. Lucrăm în paranteza rotundă, respectând ordinea operațiilor (întâi ridicarea la putere, apoi împărțirea, apoi scăderea): \[ 564 - 8^3 : 8 = 564 - 512 : 8 = 564 - 64 = 500 \]
2. Înlocuim rezultatul în expresie. Paranteza pătrată devine rotundă: \[ [10^3 : 500 + 7]^3 = (1 \ 000 : 500 + 7)^3 \]
3. Efectuăm operațiile din noua paranteză rotundă (întâi împărțirea, apoi adunarea): \[ (2 + 7)^3 = 9^3 \]
4. Efectuăm ultima operație (ridicarea la putere): \[ 9^3 = 729 \]
Efectuează: \( 2 \cdot [15 - (3 + 2^2)] \)
1. Calculăm paranteza rotundă: \( 3 + 2^2 = 3 + 4 = 7 \)
2. Înlocuim rezultatul, iar paranteza pătrată devine paranteză rotundă: \( 2 \cdot (15 - 7) \)
3. Efectuăm calculul din noua paranteză: \( 15 - 7 = 8 \)
4. Efectuăm înmulțirea finală: \( 2 \cdot 8 = 16 \)

Probleme practice

Problemă (Dificultate: Ușoară)
Calculează valoarea expresiei: \( 30 - 3 \cdot 4 + 16 : 2^3 \)
Urmăm ordinea operațiilor:
1. Ridicarea la putere: \( 2^3 = 8 \)
2. Înmulțirea și împărțirea: \( 3 \cdot 4 = 12 \) și \( 16 : 8 = 2 \)
3. Adunarea și scăderea (de la stânga la dreapta): \( 30 - 12 + 2 = 18 + 2 = 20 \)
Răspuns: 20
Problemă (Dificultate: Medie)
Află valoarea numărului natural \( x \) din următoarea egalitate: \[ 25 - 3 \cdot (2x + 1) = 10 \]
Tratăm paranteza rotundă ca pe o singură necunoscută:
1. Determinăm termenul \( 3 \cdot (2x + 1) \): \[ 3 \cdot (2x + 1) = 25 - 10 \] \[ 3 \cdot (2x + 1) = 15 \]
2. Determinăm valoarea parantezei \( 2x + 1 \): \[ 2x + 1 = 15 : 3 \] \[ 2x + 1 = 5 \]
3. Determinăm termenul \( 2x \): \[ 2x = 5 - 1 \] \[ 2x = 4 \]
4. Îl aflăm pe \( x \): \[ x = 4 : 2 \] \[ x = 2 \]
Răspuns: \( x = 2 \)
Problemă (Dificultate: Dificilă)
Calculează rezultatul următorului exercițiu: \[ [ (11 - 0^{2023}) \cdot (3^3 - 3^2) + 1^{2025} ] \cdot (3^2 - 2^3) - 3^2 \cdot 2 \]
Rezolvăm pe rând componentele, respectând prioritățile:
1. Calculăm parantezele rotunde și puterile din prima parte:
\( 0^{2023} = 0 \Rightarrow 11 - 0 = 11 \)
\( 3^3 - 3^2 = 27 - 9 = 18 \)
\( 1^{2025} = 1 \)
2. Înlocuim în paranteza pătrată, care devine rotundă:
\( (11 \cdot 18 + 1) = (198 + 1) = 199 \)
3. Calculăm a doua paranteză rotundă:
\( 3^2 - 2^3 = 9 - 8 = 1 \)
4. Înlocuim rezultatele obținute în expresia inițială:
\[ 199 \cdot 1 - 3^2 \cdot 2 \]
5. Efectuăm ridicarea la putere și înmulțirea:
\( 3^2 \cdot 2 = 9 \cdot 2 = 18 \)
6. Efectuăm scăderea finală:
\[ 199 - 18 = 181 \]
Răspuns: 181

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: