Question

Difficulty: HardLimitlerde Belirsizlik Durumları (0/0 Belirsizliği)
aa ve bb gerçel sayılar olmak üzere,
limx0acosx+b2x2=1\lim_{x \to 0} \frac{\sqrt{a\cos x + b} - 2}{x^2} = 1
eşitliği sağlanmaktad��r.

Buna göre, bab - a farkı kaçtır?

  1. A
    -20
  2. B
    -12
  3. C
    -4
  4. D
    12
  5. 20Answer

Answer

İstenen bab - a farkının değeri 2020 olarak bulunur.
Limit ifadesinde 0/00/0 belirsizliği kullanılarak a+b=4a + b = 4 bulunur. Payın eşleniği ile genişletilmesi ve limx0cosx1x2=12\lim_{x \to 0} \frac{\cos x - 1}{x^2} = -\frac{1}{2} limitinin uygulanmasıyla limit değeri a8-\frac{a}{8} olarak hesaplanır. Limit 1'e eşit olduğundan a=8a = -8 ve b=12b = 12 elde edilir. Bu değerlerle fark 12(8)=2012 - (-8) = 20 bulunur.

Step-by-Step Solution

1
Paydanın sıfıra yaklaşması ve limitin bir gerçel sayı olması durumunu inceleme.
x0x \to 0 iken payda sıfıra gittiğinden, limitin var olabilmesi için payın da sıfıra gitmesi gerekir. Buradan acos(0)+b2=0    a+b=2    a+b=4\sqrt{a\cos(0) + b} - 2 = 0 \implies \sqrt{a + b} = 2 \implies a + b = 4 elde edilir.
Belirsizlik durumu (0/00/0) oluşmadığı sürece paydanın sıfır olduğu durumda limit bir gerçel sayı olamaz.
2
Köklü ifadedeki belirsizliği gidermek için payı eşleniği ile çarpıp bölme.
limx0(acosx+b2)(acosx+b+2)x2(acosx+b+2)=limx0acosx+b4x2(acosx+b+2)\lim_{x \to 0} \frac{(\sqrt{a\cos x + b} - 2)(\sqrt{a\cos x + b} + 2)}{x^2(\sqrt{a\cos x + b} + 2)} = \lim_{x \to 0} \frac{a\cos x + b - 4}{x^2(\sqrt{a\cos x + b} + 2)}
a+b=4    b4=aa + b = 4 \implies b - 4 = -a eşitliği kullanılarak pay kısmı a(cosx1)a(\cos x - 1) olarak yazılır.
Kareköklü limitlerde 0/00/0 belirsizliğini gidermek için eşlenik ile çarpma yöntemi uygulanır.
3
Trigonometrik limit özelliklerini kullanarak limit değerini hesaplama.
limx0a(cosx1)x2(acosx+b+2)=limx0cosx1x2limx0aacosx+b+2\lim_{x \to 0} \frac{a(\cos x - 1)}{x^2(\sqrt{a\cos x + b} + 2)} = \lim_{x \to 0} \frac{\cos x - 1}{x^2} \cdot \lim_{x \to 0} \frac{a}{\sqrt{a\cos x + b} + 2}
limx0cosx1x2=12\lim_{x \to 0} \frac{\cos x - 1}{x^2} = -\frac{1}{2} ve paydadaki köklü kısım 2+2=42 + 2 = 4 değerine gittiğinden limit:
12a4=a8-\frac{1}{2} \cdot \frac{a}{4} = -\frac{a}{8} olarak bulunur.
Yarım açı formülleri veya temel limit kuralları ile belirsizlik çözülür.
4
Limit değerini 1'e eşitleyerek a ve b parametrelerini çözüp istenen farkı bulma.
a8=1    a=8-\frac{a}{8} = 1 \implies a = -8 bulunur. Buradan a+b=4    8+b=4    b=12a + b = 4 \implies -8 + b = 4 \implies b = 12 elde edilir. Sonuç olarak ba=12(8)=20b - a = 12 - (-8) = 20 bulunur.
Bulunan limit ifadesi verilen gerçek limit değerine eşitlenerek parametreler elde edilir.

Key Concept

0/0 belirsizliği durumlarında eşlenik çarpımı ve trigonometrik limit yardımıyla belirsizliğin giderilmesi.
Rate this question