Question

Difficulty: MediumBelirli İntegral ve Özellikleri
Gerçel sayılar kümesi üzerinde tanımlı ve sürekli bir ff fonksiyonu için
∫13f(2x−1) dx=6\int_{1}^{3} f(2x - 1) \, dx = 6
ve
∫12x⋅f(x2+1) dx=4\int_{1}^{2} x \cdot f(x^2 + 1) \, dx = 4
eşitlikleri veriliyor.
Buna göre,
∫12f(x) dx\int_{1}^{2} f(x) \, dx
integralinin değeri kaçtır?
  1. A
    2
  2. 4Answer
  3. C
    8
  4. D
    10
  5. E
    -2

Answer

İntegralin değeri 4'tür.
Dönüşümler yapıldığında ∫15f(x) dx=12\int_{1}^{5} f(x) \, dx = 12 ve ∫25f(x) dx=8\int_{2}^{5} f(x) \, dx = 8 değerleri bulunur. Belirli integralin sınırları bölme özelliği kullanılarak ∫12f(x) dx=12−8=4\int_{1}^{2} f(x) \, dx = 12 - 8 = 4 elde edilir. Bu nedenle doğru cevap 4 olan seçenektir.

Step-by-Step Solution

1
Birinci integralde değişken de��iştirme yöntemini uygulayalım.
u=2x−1  ⟹  du=2 dx  ⟹  dx=du2u = 2x - 1 \implies du = 2 \, dx \implies dx = \frac{du}{2} olur. Sınırlar güncellendiğinde; x=1  ⟹  u=1x = 1 \implies u = 1 ve x=3  ⟹  u=5x = 3 \implies u = 5 elde edilir. Buradan,
∫13f(2x−1) dx=∫15f(u)du2=6  ⟹  ∫15f(x) dx=12\int_{1}^{3} f(2x - 1) \, dx = \int_{1}^{5} f(u) \frac{du}{2} = 6 \implies \int_{1}^{5} f(x) \, dx = 12
bulunur.
Verilen ilk integral ifadesini sadeleştirmek ve standart f(x)f(x) formuyla ifade edebilmek için değişken değiştirme uygulanır.
2
İkinci integralde değişken değiştirme yöntemini uygulayalım.
v=x2+1  ⟹  dv=2x dx  ⟹  x dx=dv2v = x^2 + 1 \implies dv = 2x \, dx \implies x \, dx = \frac{dv}{2} olur. Sınırlar güncellendiğinde; x=1  ⟹  v=2x = 1 \implies v = 2 ve x=2  ⟹  v=5x = 2 \implies v = 5 elde edilir. Buradan,
∫12x⋅f(x2+1) dx=∫25f(v)dv2=4  ⟹  ∫25f(x) dx=8\int_{1}^{2} x \cdot f(x^2 + 1) \, dx = \int_{2}^{5} f(v) \frac{dv}{2} = 4 \implies \int_{2}^{5} f(x) \, dx = 8
bulunur.
İkinci integral ifadesini standart f(x)f(x) integraline dönüştürmek için x2+1x^2+1 ifadesine yeni bir değişken atanır.
3
Belirli integralin aralık bölme özelliğini kullanalım.
∫15f(x) dx=∫12f(x) dx+∫25f(x) dx\int_{1}^{5} f(x) \, dx = \int_{1}^{2} f(x) \, dx + \int_{2}^{5} f(x) \, dx
Elde ettiğimiz değerleri yerine yazarsak;
12=∫12f(x) dx+8  ⟹  ∫12f(x) dx=412 = \int_{1}^{2} f(x) \, dx + 8 \implies \int_{1}^{2} f(x) \, dx = 4
bulunur.
Sınırları [1,5][1, 5] olan integral, [1,2][1, 2] ve [2,5][2, 5] aralıklarında iki ayrı integralin toplamı olarak yazılabilir.

Key Concept

Belirli integralde değişken değiştirme ve integralin sınırları bölme özelliği
Rate this question