
안녕하세요! 오늘은 쎈 대수 1단원 55번(상/서술형) 문제를 다뤄보겠습니다.
보기만 해도 어지러운 $A, B, C, D$ 네 개의 숫자가 등장합니다. 이걸 대충 1.414… 대입해서 풀려고 하면 계산 실수가 나오기 딱 좋습니다. 수학적으로 가장 확실한 방법인 [두 수의 차]를 이용해 논리적으로 풀어봅시다.
① $A-B > 0$ 이면 $A > B$ 이다.
② $\sqrt[3]{3}$과 $\sqrt{2}$ 중 누가 더 큰지 미리 알고 시작해야 한다!
Phase 1. 사전 준비 (이게 제일 중요!)
본격적인 비교에 앞서, 문제에 계속 등장하는 두 주인공 $\sqrt[3]{3}$과 $\sqrt{2}$의 승부를 먼저 가려야 합니다. 그래야 뺐을 때 양수인지 음수인지 알 수 있으니까요.
거듭제곱근의 껍데기($n$)를 통일해 줍니다. 2와 3의 최소공배수인 6으로 맞춰볼까요?
$$ \sqrt[3]{3} = \sqrt[6]{3^2} = \sqrt[6]{9} $$
$$ \sqrt{2} = \sqrt[6]{2^3} = \sqrt[6]{8} $$
Therefore, $\sqrt[3]{3} > \sqrt{2}$
자, 이제 “세제곱근 3이 루트 2보다 더 크다”는 팩트를 무기 삼아 전쟁터로 들어갑니다.
Phase 2. 토너먼트 대결 (빼서 비교하기)
네 수를 한 번에 비교할 순 없습니다. 두 개씩 짝지어 싸움을 붙여봅시다.
🥊 Round 1. A vs B
두 식을 빼봅시다. 동류항끼리 계산하는 것이 핵심입니다.
풀이 과정 보기
$$ A – B = (2\sqrt[3]{3} + \sqrt{2}) – (\sqrt[3]{3} + 2\sqrt{2}) $$
$$ = \sqrt[3]{3} – \sqrt{2} $$
아까 Phase 1에서 $\sqrt[3]{3} > \sqrt{2}$ 라고 했죠? 큰 수에서 작은 수를 뺐으니 양수입니다.
$$ \therefore A > B $$
🥊 Round 2. C vs D
나머지 두 녀석도 빼봅시다.
풀이 과정 보기
$$ C – D = (3\sqrt{2} – 2\sqrt[3]{3}) – (3\sqrt[3]{3} – 2\sqrt{2}) $$
$\sqrt{2}$끼리 묶고 $\sqrt[3]{3}$끼리 묶으면,
$$ = 5\sqrt{2} – 5\sqrt[3]{3} = 5(\sqrt{2} – \sqrt[3]{3}) $$
작은 수($\sqrt{2}$)에서 큰 수($\sqrt[3]{3}$)를 뺐으니 음수입니다.
뺀 값이 음수라는 건 뒤에 있는 놈이 더 크다는 뜻이죠.
$$ \therefore C < D $$
🥊 Round 3. B vs D (중위권 싸움)
지금까지 결과는 $A$가 $B$보다 크고, $D$가 $C$보다 큽니다. 그렇다면 중간에 낀 $B$와 $D$는 누가 더 클까요?
풀이 과정 보기
$$ B – D = (\sqrt[3]{3} + 2\sqrt{2}) – (3\sqrt[3]{3} – 2\sqrt{2}) $$
$$ = 4\sqrt{2} – 2\sqrt[3]{3} = 2(2\sqrt{2} – \sqrt[3]{3}) $$
이건 바로 비교가 안 되니 근호 안으로 숫자를 넣어봅니다.
$$ 2\sqrt{2} = \sqrt{8}, \quad \sqrt[3]{3} = \sqrt[6]{9} $$
$\sqrt{8}$은 2.xx 이고 $\sqrt[3]{3}$은 1.44 정도입니다. (혹은 $2\sqrt{2} > 2 > \sqrt[3]{3}$ 으로 생각해도 됨)
확실히 앞이 더 큽니다. 따라서 양수입니다.
$$ \therefore B > D $$
지금까지의 결과를 종합하면 전체 순위가 나옵니다.
$$ C < D < B < A $$
Phase 3. 가장 큰 수와 가장 작은 수의 합
이제 마무리 계산만 남았습니다.
- 🥇 가장 큰 수(Max): $A = 2\sqrt[3]{3} + \sqrt{2}$
- 꼴찌 가장 작은 수(Min): $C = 3\sqrt{2} – 2\sqrt[3]{3}$
이 둘을 더하면 복잡했던 세제곱근 부분이 사라지는 마법을 볼 수 있습니다.
$$ A + C = (2\sqrt[3]{3} + \sqrt{2}) + (3\sqrt{2} – 2\sqrt[3]{3}) $$
$$ = \sqrt{2} + 3\sqrt{2} $$
$$ 4\sqrt{2} $$
정답: $4\sqrt{2}$
이 문제, 처음엔 복잡해 보였지만 $\sqrt[3]{3} > \sqrt{2}$ 라는 기준 하나를 잡고 나니 실타래처럼 풀렸죠?
항상 무리수 대소 비교 문제가 나오면 “일단 빼보자!”라는 태도를 가지시길 바랍니다. 도움이 되셨다면 댓글 부탁드려요!
https://www.youtube.com/watch?v=-WRHPfy0EHM&pp=ygUN7I6I64yA7IiYMDA1NQ%3D%3D
https://youtu.be/-WRHPfy0EHM?si=_dQMWhAkyxDazaj2
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