Problema:
L'ordinamento corretto tra i numeri $2^{500}, 5^{300}$ e $10^{100}$ è il seguente:
A. $5^{100}<10^{100}< 2^{500}$
B. $10^{100}<2^{500}<5^{300}$
C. $10^{100}<5^{300}<2^{500}$
D. $2^{500}<5^{300}<10^{100}$
E. $5^{300}<2^{500}<10^{100}$
Soluzione:
Per risolvere il quesito posto converrebbe portare tutto a basi simili, o medesime se possibile, tramite le proprietà delle potenze.
A prima vista si può scrivere:
$5^{300}=5^{300}=(5^{3})^{100}=5^{100} \times 5^{100} \times 5^{100}$
$10^{100}=5^{100} \times 2^{100}$
$2^{500}=2^{500}=(2^{100})^5$
Si può subito notare che $5^{100} \times 5^{100} \times 5^{100}>5^{100} \times 2^{100} \implies 5^{300}>10^{100}$. Si escludono dunque le risposte A, D ed E.
Inoltre:
$2^{500}=(2^{100})^5=(2^{100})^{3+2}=(2^3 \times 2^2)^{100}=8^{100} \times 4^{100} > 5^{100} \times 2^{100} \implies 2^{500}>10^{100}$. Ciò non esclude né B né C.
Si ha però che: $4^{100} \times (4\times 2)^{100}=4^{100} \times 4^{100} \times 2^{100}<5^{100} \times 5^{100} \times 5^{100} \implies 2^{500}<5^{300}$.
Dato che $5^{300}>10^{100}$ e $2^{500}>10^{100}$, allora $5^{300}>2^{500}>10^{100}$.
La risposta corretta è la B.