Question

Difficulty: MediumParabol Grafiği ve Eksenleri Kestiği Noktalar
Dik koordinat düzleminde,
f(x)=x2−2x+kf(x) = x^2 - 2x + k
parabolü koordinat eksenlerini AA, BB ve CC noktalarında kesmektedir.

Köşeleri bu noktalar olan ABCABC üçgeninin alanı 454\sqrt{5} birimkare olduğuna göre, kk gerçek sayısı kaçtır?

  1. A
    -5
  2. B
    -3
  3. -4Answer
  4. D
    -2
  5. E
    4

Answer

-4
Parabolün eksenleri kestiği noktalar A(1−5,0)A(1-\sqrt{5}, 0), B(1+5,0)B(1+\sqrt{5}, 0) ve C(0,−4)C(0, -4) olup, bu noktaları köşe kabul eden üçgenin alanı 25⋅42=45\frac{2\sqrt{5} \cdot 4}{2} = 4\sqrt{5} birimkaredir. Bu durumu sağlayan tek gerçek sayı değeri -4 değeridir.

Step-by-Step Solution

1
Parabolün y-eksenini kestiği noktanın koordinatlarını bulma
C(0,k)C(0, k) noktası elde edilir. Bu noktanın x-eksenine olan uzaklığı yani üçgenin yüksekliği ∣k∣|k| birimdir.
Parabolün y-eksenini kestiği noktada x değeri sıfırdır.
2
Parabolün x-eksenini kestiği noktalar arasındaki uzaklığı kk cinsinden hesaplama
∣AB∣=21−k|AB| = 2\sqrt{1-k} birim elde edilir.
x2−2x+k=0x^2 - 2x + k = 0 denkleminin kökleri arasındaki uzaklık formülü ∣x1−x2∣=Δ∣a∣|x_1 - x_2| = \frac{\sqrt{\Delta}}{|a|} bağıntısı ile hesaplanır. Burada Δ=(−2)2−4(1)(k)=4−4k\Delta = (-2)^2 - 4(1)(k) = 4 - 4k ve a=1a = 1 olduğundan uzaklık 4−4k=21−k\sqrt{4-4k} = 2\sqrt{1-k} olur.
3
Alan formülünü kurma ve kk değerini çözme
k=−4k = -4 bulunur.
Alan formülü Alan(ABC)=∣AB∣⋅∣yC∣2\text{Alan}(ABC) = \frac{|AB| \cdot |y_C|}{2} şeklindedir. Değerleri yerine koyarsak: 21−k⋅∣k∣2=45  ⟹  ∣k∣1−k=45\frac{2\sqrt{1-k} \cdot |k|}{2} = 4\sqrt{5} \implies |k|\sqrt{1-k} = 4\sqrt{5} olur. Parabolün x-eksenini iki farklı noktada kesebilmesi için Δ=4−4k>0  ⟹  k<1\Delta = 4-4k > 0 \implies k < 1 olmalıdır. Seçenekler ve alanın büyüklüğü göz önüne alındığında k<0k < 0 olmalıdır, bu durumda ∣k∣=−k|k| = -k yazılır. −k1−k=45-k\sqrt{1-k} = 4\sqrt{5} denkleminin her iki tarafının karesi alınarak k2(1−k)=80  ⟹  k3−k2+80=0k^2(1-k) = 80 \implies k^3 - k^2 + 80 = 0 elde edilir. Bu denklemin negatif tam sayı kökü k=−4k = -4 olarak bulunur.

Key Concept

Parabolün eksenleri kestiği noktaların bulunması ve bu noktaların geometrik yorumu
Rate this question