Soru

Zorluk: OrtaBelirsiz İntegral ve İntegral Alma Kuralları
Pozitif gerçel sayılar kümesi üzerinde tanımlı ve türevlenebilir bir ff fonksiyonu her x>0x > 0 için
f(x)x2dx=x23x+C1 \int \frac{f'(x)}{x^2} \, dx = x^2 - 3x + C_1
eşitliğini sağlamaktadır.
f(2)=3f(2) = 3 olduğuna göre, f(1)f(1) değeri kaçtır?
(Burada C1C_1 integral sabitidir.)
  1. 52\frac{5}{2}Cevap
  2. B
    12-\frac{1}{2}
  3. C
    33
  4. D
    00
  5. E
    5-5

Cevap

Beş bölü iki
İntegral ile türev arasındaki ters ilişki kullanılarak eşitliğin türevi alınmış, elde edilen türev fonksiyonu x2x^2 ile çarpılarak f(x)f'(x) elde edilmiştir. Ardından integral kuralları ile f(x)f(x) fonksiyonu bulunmuş ve başlangıç koşulu yardımıyla integral sabiti hesaplanmıştır. Son adımda x=1x = 1 yazılarak beş bölü iki sonucuna ulaşılmıştır.

Adım Adım Çözüm

1
Eşitliğin her iki tarafının x değişkenine göre türevi alınır.
f(x)x2=2x3\frac{f'(x)}{x^2} = 2x - 3
Belirsiz integralin türevi, integralin içindeki fonksiyona eşittir.
2
Elde edilen eşitlikte içler dışlar çarpımı yapılarak türev fonksiyonu yalnız bırakılır.
f(x)=2x33x2f'(x) = 2x^3 - 3x^2
f(x)f'(x) fonksiyonunu elde etmek için eşitliğin her iki tarafı x2x^2 ile çarpılır.
3
f(x)f(x) fonksiyonuna ulaşmak için f(x)f'(x) ifadesinin belirsiz integrali alınır.
f(x)=12x4x3+C2f(x) = \frac{1}{2}x^4 - x^3 + C_2
Türevi bilinen bir fonksiyonun kendisini bulmak için belirsiz integral alma kuralları uygulanır.
4
f(2)=3f(2) = 3 başlangıç koşulu kullanılarak integral sabiti hesaplanır.
C2=3C_2 = 3 yani f(x)=12x4x3+3f(x) = \frac{1}{2}x^4 - x^3 + 3
x=2x = 2 değeri fonksiyonda yerine yazılarak eşitlik sağlanır.
5
Fonksiyonda x=1x = 1 yazılarak istenen değer hesaplanır.
f(1)=52f(1) = \frac{5}{2}
f(1)=12(1)4(1)3+3=121+3=52f(1) = \frac{1}{2}(1)^4 - (1)^3 + 3 = \frac{1}{2} - 1 + 3 = \frac{5}{2} işlemi sonuçlandırılır.

Anahtar Kavram

Belirsiz integral ile türev arasındaki ilişki ve temel integral alma kuralları kullanılarak fonksiyonun kendisinin elde edilmesi.

Alternatif Yöntem

Eşitliğin sağ tarafındaki ifadenin türevi integralin içine eşit olduğundan, doğrudan türev alarak f(x)f'(x) elde edilebilir.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla