Examkin

Soru

Zorluk: Çok zorArtan ve Azalan Fonksiyonlar
Gerçel sayılar kümesi üzerinde türevlenebilir ff ve gg fonksiyonları için
g(x)=f(x3−12x)g(x) = f(x^3 - 12x)
eşitliği sağlanmaktadır.

ff fonksiyonunun türevi f′(x)=x2−256f'(x) = x^2 - 256 olduğuna göre, gg fonksiyonunun azalan olduğu en geniş aralıklardaki pozitif tam sayıların toplamı kaçtır?

Cevap: 9

Cevap

g fonksiyonunun azalan olduğu en geniş aralıklardaki pozitif tam sayıların toplamı 9'dur.
g(x) fonksiyonunun türevi alındığında g′(x)=3(x−4)(x+4)(x−2)3(x+2)3g'(x) = 3(x-4)(x+4)(x-2)^3(x+2)^3 elde edilir. Kökler −4,−2,2,4-4, -2, 2, 4 olup tamamı tek katlı köktür. İşaret tablosu yapıldığında fonksiyonun azalan olduğu (g′(x)≤0g'(x) \le 0) en geniş aralıklar [−4,−2][-4, -2] ve [2,4][2, 4] olarak bulunur. Bu aralıklardaki pozitif tam sayılar 2, 3 ve 4'tür. Toplamları ise 9'dur.

Adım Adım Çözüm

1
Bileşke fonksiyonun türevini zincir kuralı kullanarak hesaplama.
g′(x)=f′(x3−12x)⋅(3x2−12)g'(x) = f'(x^3 - 12x) \cdot (3x^2 - 12)
g(x) fonksiyonunun artan veya azalan olduğu aralıkları bulmak için türevinin işaretini incelememiz gerekir.
2
f′(x)f'(x) fonksiyonunda xx yerine x3−12xx^3 - 12x yazarak bileşke ifadenin değerini bulma.
f′(x3−12x)=(x3−12x)2−256f'(x^3 - 12x) = (x^3 - 12x)^2 - 256
Zincir kuralında yerine koyarak g′(x)g'(x)'in çarpanlarını elde etmek.
3
g′(x)g'(x) türev fonksiyonunu çarpanlarına ayırma ve kökleri bulma.
g′(x)=3(x2−4)[(x3−12x)2−162]=3(x−2)(x+2)(x3−12x−16)(x3−12x+16)g'(x) = 3(x^2 - 4)[(x^3 - 12x)^2 - 16^2] = 3(x-2)(x+2)(x^3 - 12x - 16)(x^3 - 12x + 16)
İşaret tablosu oluşturabilmek i��in fonksiyonun tüm köklerini ve katlılık derecelerini bulmamız gerekir.
4
Kübik ifadeleri çarpanlarına ayırma.
x3−12x−16=(x−4)(x+2)2x^3 - 12x - 16 = (x-4)(x+2)^2 ve x3−12x+16=(x+4)(x−2)2x^3 - 12x + 16 = (x+4)(x-2)^2
Kübik polinomların köklerini bulmak için rasyonel kök testini uygulayarak çarpanlarına ayırırız.
5
Tüm çarpanları birleştirerek köklerin katlılık durumlarını (tek veya çift katlı kök) belirleme.
g′(x)=3(x−4)(x+4)(x−2)3(x+2)3g'(x) = 3(x-4)(x+4)(x-2)^3(x+2)^3
x=2x = 2 ve x=−2x = -2 kökleri hem kübik ifadelerden hem de zincir kuralından geldiği için toplamda 3'er adet (tek katlı) kök olurlar.
6
g′(x)g'(x) için işaret tablosu oluşturma ve g′(x)≤0g'(x) \le 0 olan azalanlık aralıklarını belirleme.
Azalanlık aralıkları: [−4,−2]∪[2,4][-4, -2] \cup [2, 4]
g′(x)g'(x)'in kökleri −4,−2,2,4-4, -2, 2, 4 olup hepsi tek katlı köktür. En sağdan pozitif işaretle başlanarak işaret tablosu oluşturulur.
7
Belirlenen aralıklardaki pozitif tam sayıları bulup toplama.
Pozitif tam sayılar: 2,3,42, 3, 4. Toplamları: 2+3+4=92 + 3 + 4 = 9.
Soru bizden azalanlık aralığındaki pozitif tam sayıların toplamını istemektedir.

Anahtar Kavram

Bir fonksiyonun azalan olduğu aralıklar, türevinin sıfırdan küçük veya eşit olduğu (f′(x)≤0f'(x) \le 0) aralıklardır. Bileşke fonksiyonların türevi alınırken zincir kuralı uygulanmalı ve köklerin katlılık dereceleri işaret tablosunda doğru incelenmelidir.
Bu soruyu puanla

Konular

Artan ve Azalan Fonksiyonlar

Bu konudan daha fazla soru