Soru

Zorluk: ZorÇarpım ve Bölüm Durumundaki Eşitsizlikler
(x−3)3⋅(x2−2x−8)(x2−9)⋅(x2−4x+4)≤0 \frac{(x-3)^3 \cdot (x^2 - 2x - 8)}{(x^2 - 9) \cdot (x^2 - 4x + 4)} \leq 0

eşitsizliğini sağlayan tüm xx pozitif tam sayılarının toplamı kaçtır?
  1. A
    7
  2. B
    8
  3. 5Cevap
  4. D
    9
  5. E
    10

Cevap

Eşitsizliği sağlayan pozitif tam sayı değerleri 1 ve 4 olup, bu değerlerin toplamı 5'tir.
Eşitsizliğin tablosu yapıldığında negatif veya sıfıra eşit olmasını sağlayan aralıklar (−∞,−3)∪[−2,2)∪(2,3)∪(3,4](-\infty, -3) \cup [-2, 2) \cup (2, 3) \cup (3, 4] olarak bulunur. Bu aralıklardaki pozitif tam sayılar sadece 1 ve 4 değerleridir. Bu iki değerin toplamı 5 olmaktadır.

Adım Adım Çözüm

1
Eşitsizlikteki tüm ifadeleri çarpanlarına ayırarak pay ve paydanın köklerini belirleyin.
Payın kökleri: (x−3)3=0  ⟹  x=3(x-3)^3 = 0 \implies x = 3 (katlılığı 3), x2−2x−8=0  ⟹  (x−4)(x+2)=0  ⟹  x=4x^2 - 2x - 8 = 0 \implies (x-4)(x+2) = 0 \implies x = 4 ve x=−2x = -2 olur. Paydanın kökleri: x2−9=0  ⟹  (x−3)(x+3)=0  ⟹  x=3x^2 - 9 = 0 \implies (x-3)(x+3) = 0 \implies x = 3 ve x=−3x = -3, x2−4x+4=0  ⟹  (x−2)2=0  ⟹  x=2x^2 - 4x + 4 = 0 \implies (x-2)^2 = 0 \implies x = 2 (katlılığı 2) olur.
Eşitsizlik tablosu oluşturmak için sınır değerlerini (kökleri) ve bunların katlılık derecelerini belirlemek gerekir.
2
Köklerin net katlılık derecelerini analiz edin ve paydayı sıfır yapan değerleri çözüm kümesinden hariç tutun.
x=−3x = -3 paydanın tek katlı köküdür (hariç tutulur). x=−2x = -2 payın tek katlı köküdür (dahil edilebilir). x=2x = 2 paydanın çift katlı köküdür (hariç tutulur). x=3x = 3 hem payın (katlılığı 3) hem de paydanın (katlılığı 1) köküdür. Net katlılığı 3−1=23 - 1 = 2 olup çift katlı köktür. Paydada yer aldığı için çözüm kümesinden hariç tutulur. x=4x = 4 payın tek katlı köküdür (dahil edilebilir).
Çift katlı köklerde işaretin değişmeyeceğini belirlemek ve paydayı sıfır yapan değerlerin tanımsızlık yaratacağını garanti etmek için bu analiz gereklidir.
3
Kökleri küçükten büyüğe sıralayarak işaret tablosunu oluşturun ve en sağdaki aralığın işaretini belirleyerek sola doğru ilerleyin.
Köklerin sıralaması: −3<−2<2<3<4-3 < -2 < 2 < 3 < 4. En sağdaki aralık olan (4,∞)(4, \infty) için işaret belirlenir: İfadelerdeki en yüksek dereceli terimlerin katsayıları çarpımı pozitif olduğu için tablo sağdan "+" ile başlar. x=4x = 4 (tek katlı)   ⟹  \implies işaret "-" olur. x=3x = 3 (çift katlı)   ⟹  \implies işaret değişmez, "-" kalır. x=2x = 2 (çift katlı)   ⟹  \implies işaret değişmez, "-" kalır. x=−2x = -2 (tek katlı)   ⟹  \implies işaret "+" olur. x=−3x = -3 (tek katlı)   ⟹  \implies işaret "-" olur. İşaret dağılımı: (−∞,−3)→(−)(-\infty, -3) \rightarrow (-), (−3,−2]→(+)(-3, -2] \rightarrow (+), [−2,2)→(−)[-2, 2) \rightarrow (-), (2,3)→(−)(2, 3) \rightarrow (-), (3,4]→(−)(3, 4] \rightarrow (-), [4,∞)→(+)[4, \infty) \rightarrow (+).
Eşitsizliğin ≤0\leq 0 olduğu bölgeleri tespit etmek için işaret tablosu gereklidir.
4
Eşitsizliği sağlayan (≤0\leq 0 olan) aralıklardaki pozitif tam sayıları belirleyin ve toplamını bulun.
Eşitsizliğin sağlandığı aralıklar: (−∞,−3)∪[−2,2)∪(2,3)∪(3,4](-\infty, -3) \cup [-2, 2) \cup (2, 3) \cup (3, 4] şeklindedir. Bu aralıklardaki pozitif tam sayılar: [−2,2)[-2, 2) aralığında sadece 11 vardır (2 tanımsızlık yaptığı için hariç tutulur). (2,3)(2, 3) aralığında pozitif tam sayı yoktur. (3,4](3, 4] aralığında sadece 44 vardır (3 tanımsızlık yaptığı için hariç tutulur). Eşitsizliği sağlayan pozitif tam sayılar kümesi {1,4}\{1, 4\} olup toplamları 1+4=51 + 4 = 5 olarak bulunur.
Soru bizden eşitsizliği sağlayan pozitif tam sayıların toplamını istediği için bu son hesaplama yapılır.

Anahtar Kavram

Çarpım ve Bölüm Durumundaki Eşitsizliklerin Çözüm Kümeleri
Bu soruyu puanla