Question

Difficulty: HardSayı Kümeleri

aa ve bb birer gerçel sayı olmak üzere, a+ba + b ve aba \cdot b değerlerinin her ikisi de rasyonel sayı olduğu halde aa ve bb sayılarından en az birinin irrasyonel sayı olduğu (a,b)(a, b) sayı çiftlerine "özel çift" denir.

Melis, kk bir tam sayı olmak üzere,
a=3ka = 3 - \sqrt{k}
b=3+kb = 3 + \sqrt{k}
sayılarını belirlemiştir.

Melis'in belirlediği aa ve bb sayılarının her ikisinin de [2,8][-2, 8] kapalı aralığında yer aldığı ve (a,b)(a, b) çiftinin bir özel çift olduğu bilinmektedir.

Buna göre, bu koşulları sağlayan kaç farklı kk tam sayısı vardır?

Answer: 20

Answer

Bu koşulları sağlayan 20 farklı k tam sayısı vardır.
Verilen aralık ve karekök tanımları incelendiğinde kk sayısının 00 ile 2525 arasındaki (sınırlar dahil) tam kare olmayan tam sayılar olması gerektiği görülür. Bu da 2020 farklı değer demektir.

Step-by-Step Solution

1
aa ve bb sayılarının gerçel sayı olabilmesi için karekökün tanım kümesi incelenir.
k0k \geq 0
Negatif sayıların karekökü gerçel sayı belirtmez.
2
aa ve bb sayılarının [2,8][-2, 8] kapalı aralığında olma koşulları çözülür.
k25k \leq 25
3+k8k5k253 + \sqrt{k} \leq 8 \Rightarrow \sqrt{k} \leq 5 \Rightarrow k \leq 25 ve 3k2k5k253 - \sqrt{k} \geq -2 \Rightarrow \sqrt{k} \leq 5 \Rightarrow k \leq 25 eşitsizliklerinin her ikisi de bu sonucu verir.
3
(a,b)(a, b) çiftinin "özel çift" olma tanımına göre sayı kümeleri analizi yapılır.
kk bir tam kare sayı olmamalıdır.
a+b=6Qa + b = 6 \in \mathbb{Q} ve ab=9kQa \cdot b = 9 - k \in \mathbb{Q} olduğu için rasyonellik şartları sağlanır. Sayıların irrasyonel olması için k\sqrt{k} ifadesinin irrasyonel olması gerekir. Bu da kk tam sayısının bir tam kare olmaması anlamına gelir.
4
[0,25][0, 25] kapalı aralığındaki uygun kk tam sayılarının sayısı hesaplanır.
266=2026 - 6 = 20
0k250 \leq k \leq 25 aralığında toplam 2626 tam sayı vardır. Bu sayılardan tam kare olanlar {0,1,4,9,16,25}\{0, 1, 4, 9, 16, 25\} olmak üzere 66 tanedir. Bunlar çıkarıldığında 2020 sayı kalır.

Key Concept

Gerçel sayıların alt kümeleri olan rasyonel ve irrasyonel sayıların özellikleri ile kareköklü ifadelerin tanım kümesi.
Rate this question