Soru

Zorluk: OrtaBelirsiz İntegral ve İntegral Alma Kuralları
Gerçel sayılar kümesi üzerinde türevlenebilir bir ff fonksiyonunun türevi f(x)f'(x) olmak üzere, x1x \neq 1 için
f(x)=3x3x22xx12f'(x) = \frac{3x^3 - x^2 - 2x}{x-1} - 2
eşitliği sağlanmaktadır.

f(2)=5f(2) = 5 olduğuna göre, f(3)f(3) değeri kaçtır?

  1. A
    17
  2. 27Cevap
  3. C
    30
  4. D
    33
  5. E
    35

Cevap

İstenen f(3)f(3) değeri 27 olarak bulunur.
Verilen türev fonksiyonu sadeleştirildiğinde f(x)=3x2+2x2f'(x) = 3x^2 + 2x - 2 elde edilir. Bu ifadenin integrali alındığında f(x)=x3+x22x+Cf(x) = x^3 + x^2 - 2x + C fonksiyonuna ulaşılır. f(2)=5f(2) = 5 koşulu kullanıldığında integral sabiti C=3C = -3 olarak bulunur. Fonksiyon kuralı f(x)=x3+x22x3f(x) = x^3 + x^2 - 2x - 3 olduğundan, f(3)f(3) değeri 2727 olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1
Türev fonksiyonunun pay kısmındaki ifadeyi çarpanlarına ayırarak sadeleştirme yapılması
f(x)=3x2+2x2f'(x) = 3x^2 + 2x - 2 (her xRx \in \mathbb{R} için)
Belirsiz integral alma kurallarını uygulamadan önce türev fonksiyonunun kuralını daha basit bir biçime getirmek gerekir. 3x3x22x=x(3x2x2)=x(3x+2)(x1)3x^3 - x^2 - 2x = x(3x^2 - x - 2) = x(3x+2)(x-1) şeklinde çarpanlarına ayrılır. x1x \neq 1 için paydadaki x1x-1 ifadesi sadeleşir ve f(x)=x(3x+2)2=3x2+2x2f'(x) = x(3x+2) - 2 = 3x^2 + 2x - 2 elde edilir. Fonksiyon gerçel sayılarda türevlenebilir olduğundan bu eşitlik tüm gerçel sayılar için geçerlidir.
2
Türev fonksiyonunun belirsiz integralinin alınarak genel fonksiyon kuralının elde edilmesi
f(x)=x3+x22x+Cf(x) = x^3 + x^2 - 2x + C
Türevi verilen bir fonksiyonun kendisini bulmak için her iki tarafın belirsiz integrali alınır. İntegral alma kuralları gereğince (3x2+2x2)dx=x3+x22x+C\int (3x^2 + 2x - 2) dx = x^3 + x^2 - 2x + C elde edilir. Burada CC integral sabitidir.
3
f(2)=5f(2) = 5 başlangıç koşulunu kullanarak integral sabiti olan CC değerinin bulunması
C=3C = -3
Fonksiyonun kuralında x=2x = 2 yazılarak verilen değere eşitlenir: f(2)=23+222(2)+C=5    8+44+C=5    8+C=5f(2) = 2^3 + 2^2 - 2(2) + C = 5 \implies 8 + 4 - 4 + C = 5 \implies 8 + C = 5 elde edilir. Buradan C=3C = -3 bulunur. Böylece fonksiyon f(x)=x3+x22x3f(x) = x^3 + x^2 - 2x - 3 olarak belirlenir.
4
Elde edilen fonksiyon kuralında x=3x = 3 yazılarak f(3)f(3) değerinin hesaplanması
f(3)=27f(3) = 27
Bulunan f(x)=x3+x22x3f(x) = x^3 + x^2 - 2x - 3 fonksiyonunda xx yerine 33 yazıldığında f(3)=33+322(3)3=27+963=27f(3) = 3^3 + 3^2 - 2(3) - 3 = 27 + 9 - 6 - 3 = 27 elde edilir.

Anahtar Kavram

Belirsiz integral alma kuralları ve integral sabiti kullanılarak fonksiyonun kendisini elde etme.
Bu soruyu puanla