Question

Difficulty: MediumTürevin Geometrik Yorumu (Teğet ve Normal)

Dik koordinat düzleminde,

f(x)=ax+bx1f(x) = \frac{ax + b}{x - 1}

eğrisinin x=2x = 2 apsisli noktasındaki teğet doğrusu, y=3x+5y = -3x + 5 doğrusuna paraleldir.

Bu teğet doğrusunun yy eksenini kestiği noktanın ordinatı 1111 olduğuna göre, aba \cdot b çarpımı kaçtır?

Answer: 2

Answer

Katsayıların çarpımı olan 2'dir.
Fonksiyonun türevi alındığında f(x)=ab(x1)2f'(x) = \frac{-a-b}{(x-1)^2} elde edilir. x=2x = 2 noktasındaki teğet doğrusu y=3x+5y = -3x + 5 doğrusuna paralel olduğundan teğetin eğimi 3-3'tür. Buradan f(2)=ab=3    a+b=3f'(2) = -a - b = -3 \implies a + b = 3 bağıntısına ulaşılır. Teğet doğrusunun denklemi yf(2)=3(x2)    y=3x+6+f(2)y - f(2) = -3(x - 2) \implies y = -3x + 6 + f(2) olarak yazılır. Doğrunun yy eksenini kestiği noktanın ordinatı 1111 olduğuna göre 6+f(2)=11    f(2)=56 + f(2) = 11 \implies f(2) = 5 olmalıdır. Fonksiyonda x=2x = 2 yazılarak f(2)=2a+b=5f(2) = 2a + b = 5 elde edilir. Bu iki denklemin ortak çözümünden a=2a = 2, b=1b = 1 ve çarpımları 22 bulunur.

Step-by-Step Solution

1
Bölümün türevi kuralını uygulayarak fonksiyonun türev fonksiyonunu bulun.
f(x)=a(x1)(ax+b)(1)(x1)2=ab(x1)2f'(x) = \frac{a(x-1) - (ax+b)(1)}{(x-1)^2} = \frac{-a - b}{(x-1)^2}
Teğet doğrusunun eğimi, teğet noktasındaki türev değerine eşit olduğundan fonksiyonun türevi hesaplanmalıdır.
2
x=2x = 2 apsisli noktadaki teğetin eğimini, paralel olduğu doğrunun eğimine eşitleyin.
f(2)=ab(21)2=ab=3    a+b=3f'(2) = \frac{-a - b}{(2-1)^2} = -a - b = -3 \implies a + b = 3
Paralel doğruların eğimleri birbirine eşittir ve y=3x+5y = -3x + 5 doğrusunun eğimi 3-3'tür.
3
x=2x = 2 noktasındaki teğet doğrusunun genel denklemini yazın.
yf(2)=f(2)(x2)    y(2a+b)=3(x2)    y=3x+6+2a+by - f(2) = f'(2)(x - 2) \implies y - (2a + b) = -3(x - 2) \implies y = -3x + 6 + 2a + b
Bir noktası ve eğimi bilinen doğru denklemi yazma kuralı uygulanır.
4
Teğet doğrusunun yy eksenini kestiği noktanın ordinatını kullanarak ikinci bir denklem elde edin.
x=0x = 0 için y=6+2a+b=11    2a+b=5y = 6 + 2a + b = 11 \implies 2a + b = 5
Bir doğrunun yy eksenini kestiği noktayı bulmak için denklemde xx yerine 00 yazılır.
5
Elde edilen iki bilinmeyenli denklem sistemini çözerek katsayıları ve çarpımlarını bulun.
a+b=3a + b = 3 ve 2a+b=52a + b = 5 denklem sisteminin ortak çözümünden a=2a = 2 ve b=1b = 1 elde edilir. Buradan çarpım ab=2a \cdot b = 2 bulunur.
Sistemdeki birinci denklem ikinci denklemden çıkarılarak aa değeri, ardından yerine yazılarak bb değeri elde edilir.

Key Concept

Bir fonksiyona üzerindeki bir noktadan çizilen teğet doğrusunun eğimi, fonksiyonun o noktadaki birinci türevine eşittir. Paralel doğruların eğimleri birbirine eşittir.

Alternative Method

Teğet doğrusunun denklemini eğimi 3-3 ve yy eksenini kestiği noktanın ordinatı 1111 olduğu için doğrudan y=3x+11y = -3x + 11 olarak yazabiliriz. Teğet noktasının apsisi 22 olduğundan bu noktadaki ordinat değeri y=3(2)+11=5y = -3(2) + 11 = 5 olur. Dolayısıyla teğet noktası (2,5)(2, 5)'tir. Bu nokta eğri üzerinde olduğundan f(2)=5f(2) = 5 ve bu noktadaki türev değeri teğet doğrusunun eğimine eşit olduğundan f(2)=3f'(2) = -3 olmalıdır. Buradan aa ve bb değerlerine ulaşılarak çarpımları hesaplanır.
Estimated Time:2m 0s
Rate this question