Soru

Zorluk: ZorYerel ve Mutlak Ekstremum Noktalar
aa bir gerçel sayı olmak üzere,
f(x)=x3−3(a−1)x2+3(a2−3a+2)x+5f(x) = x^3 - 3(a-1)x^2 + 3(a^2 - 3a + 2)x + 5
fonksiyonunun yerel ekstremum noktalarının apsisleri toplamı, apsisleri çarpımına eşittir.
Buna göre, aa değeri kaçtır?
  1. A
    1
  2. B
    3
  3. 4Cevap
  4. D
    5
  5. E
    2

Cevap

Yerel ekstremum noktalarının varlığı için türevin diskriminant��nın pozitif olması (a>1a > 1) gerekir. Apsislerin toplamı ile çarpımının eşitliğinden elde edilen a2−5a+4=0a^2 - 5a + 4 = 0 denkleminin köklerinden bu şartı sağlayan değer 4'tür.
Doğru seçenekteki değer olan 4, türevin sıfıra eşitlendiği denklemin iki farklı reel kökü olmasını (a>1a > 1 şartını) sağlar ve ekstremum noktalarının apsisleri toplamı ile çarpımını birbirine eşitler.

Adım Adım Çözüm

1
Fonksiyonun türevini alarak yerel ekstremum noktalarının apsislerini belirleyen denklemi elde etmek.
f′(x)=3x2−6(a−1)x+3(a2−3a+2)=0f'(x) = 3x^2 - 6(a-1)x + 3(a^2 - 3a + 2) = 0 denklemi, yani sadeleştirildiğinde x2−2(a−1)x+(a2−3a+2)=0x^2 - 2(a-1)x + (a^2 - 3a + 2) = 0 denklemi bulunur.
Bir polinom fonksiyonun yerel ekstremum noktalarının apsisleri, türevinin işaret değiştirdiği (tek katlı kökleri olan) noktalardır.
2
Ekstremum noktalarının var olabilmesi için türev denkleminin iki farklı reel kökünün olması gerektiğini belirlemek.
Δ>0  ⟹  [−2(a−1)]2−4(a2−3a+2)>0  ⟹  4(a−1)>0  ⟹  a>1\Delta > 0 \implies [-2(a-1)]^2 - 4(a^2 - 3a + 2) > 0 \implies 4(a-1) > 0 \implies a > 1 şartı elde edilir.
Eğer Δ≤0\Delta \le 0 ise türev fonksiyonu işaret değiştirmez, dolayısıyla yerel ekstremum noktası oluşmaz.
3
Kökler toplamı ve k��kler çarpımı formüllerini kullanarak aa parametresine bağlı denklemi kurmak.
Kökler toplamı x1+x2=2(a−1)x_1 + x_2 = 2(a-1), kökler çarpımı x1⋅x2=a2−3a+2x_1 \cdot x_2 = a^2 - 3a + 2 olarak bulunur. Soruda verilen eşitlikten 2(a−1)=a2−3a+2  ⟹  a2−5a+4=02(a-1) = a^2 - 3a + 2 \implies a^2 - 5a + 4 = 0 denklemi elde edilir.
İkinci dereceden bir denklemin kökler toplamı −b/a-b/a ve kökler çarpımı c/ac/a formülleriyle hesaplanır.
4
Elde edilen denklemi çözüp a>1a > 1 şartını sağlayan değeri seçmek.
a2−5a+4=0  ⟹  (a−1)(a−4)=0  ⟹  a=1a^2 - 5a + 4 = 0 \implies (a-1)(a-4) = 0 \implies a = 1 veya a=4a = 4 bulunur. a>1a > 1 olması gerektiğinden a=4a = 4 olarak belirlenir.
a=1a = 1 değeri için Δ=0\Delta = 0 olup fonksiyonun yerel ekstremum noktası bulunmadığından bu değer elenir.

Anahtar Kavram

Polinom fonksiyonlarda yerel ekstremum noktalarının varlığı ve türevin kökleri ile ilişkisi.
Bu soruyu puanla