Question

Difficulty: MediumParabol ile Doğrunun Birbirine Göre Durumları

Koordinat düzleminde, y=x2−4x+7y = x^2 - 4x + 7 parabolü ile bu parabolü kesmeyen y=2x+ky = 2x + k doğrusu arasındaki en kısa uzaklık 5\sqrt{5} birimdir. Buna göre, kk gerçek sayısı kaçtır?

Answer: -7

Answer

Parabolü kesmeyen doğrunun denklemindeki sabit terim olan k gerçek sayısı -7 olmalıdır.

Step-by-Step Solution

1
Parabole teğet ve verilen doğruya paralel olan doğrunun denklemini yazmak.
Teğet doğrusunun denklemi y=2x+my = 2x + m şeklindedir.
Parabol ile doğru arasındaki en kısa uzaklık, parabolün verilen doğruya paralel olan teğet doğrusu üzerinden hesaplanır.
2
Parabol ile teğet doğrusunun ortak çözüm denklemini oluşturmak ve teğetlik şartını (diskriminantın sıfıra eşitliğini) uygulamak.
x2−4x+7=2x+m  ⟹  x2−6x+(7−m)=0x^2 - 4x + 7 = 2x + m \implies x^2 - 6x + (7 - m) = 0 elde edilir. Bu denklemin diskriminantı Δ=36−4(7−m)=0  ⟹  8+4m=0  ⟹  m=−2\Delta = 36 - 4(7 - m) = 0 \implies 8 + 4m = 0 \implies m = -2 bulunur. Teğet doğrusu y=2x−2y = 2x - 2 yani 2x−y−2=02x - y - 2 = 0 olur.
Bir doğru ile bir parabolün teğet olması için ortak çözüm denkleminin diskriminantı sıfır olmalıdır.
3
Paralel iki doğru arasındaki uzaklık formülünü kullanarak k parametresinin alabileceği değerleri bulmak.
d=∣k−(−2)∣22+(−1)2=∣k+2∣5=5  ⟹  ∣k+2∣=5d = \frac{|k - (-2)|}{\sqrt{2^2 + (-1)^2}} = \frac{|k + 2|}{\sqrt{5}} = \sqrt{5} \implies |k + 2| = 5. Buradan k=3k = 3 veya k=−7k = -7 bulunur.
Paralel iki doğru ax+by+c1=0ax + by + c_1 = 0 ve ax+by+c2=0ax + by + c_2 = 0 arasındaki uzaklık d=∣c1−c2∣a2+b2d = \frac{|c_1 - c_2|}{\sqrt{a^2 + b^2}} formülü ile hesaplanır.
4
Bulunan k değerlerinin kesişmeme şartını sağlayıp sağlamadığını kontrol etmek.
k=3k = 3 için doğru ile parabol kesişirken (x2−6x+4=0  ⟹  Δ=20>0x^2 - 6x + 4 = 0 \implies \Delta = 20 > 0), k=−7k = -7 için kesişmezler (x2−6x+14=0  ⟹  Δ=−20<0x^2 - 6x + 14 = 0 \implies \Delta = -20 < 0).
Soruda doğrunun parabolü kesmediği belirtilmiştir.

Key Concept

Parabol ile doğrunun birbirine göre durumları ve paralel doğrular arasındaki uzaklık yardımıyla en yakın noktanın analizi.
Rate this question