Examkin

Soru

Zorluk: ZorArtan ve Azalan Fonksiyonlar
Gerçel sayılar kümesi üzerinde türevlenebilir bir ff fonksiyonunun türevi, her x∈Rx \in \mathbb{R} için
f′(x)=(x−8)(x−3)2f'(x) = (x-8)(x-3)^2
eşitliğini sağlamaktadır.
Buna göre,
g(x)=f(x2−2x)g(x) = f(x^2 - 2x)
fonksiyonunun azalan olduğu en geniş sınırlı aralık [a,b][a, b] olduğuna göre, a+ba + b toplamı kaçtır?

Cevap: 5

Cevap

5
Bileşke fonksiyonun türevi zincir kuralı ile alınıp çarpanlarına ayrıldığında g′(x)=2(x−1)(x−4)(x+2)(x−3)2(x+1)2g'(x) = 2(x-1)(x-4)(x+2)(x-3)^2(x+1)^2 fonksiyonu elde edilir. Bu ifadenin kökleri küçükten büyüğe sıralanıp işaret tablosu yapıldığında çift katlı kökler olan −1-1 ve 33 noktalarında işaret değişimi yaşanmaz. Türevin sıfırdan küçük veya eşit olduğu bölgeler incelendiğinde azalanlığın geçerli olduğu sınırlı en geniş aralığın [1,4][1, 4] olduğu görülür. Buradan sınır değerlerin toplamı 1+4=51+4=5 elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Bileşke fonksiyonun türev kuralını (zincir kuralı) uygulama
g′(x)=f′(x2−2x)⋅(x2−2x)′=f′(x2−2x)⋅(2x−2)g'(x) = f'(x^2 - 2x) \cdot (x^2 - 2x)' = f'(x^2 - 2x) \cdot (2x - 2)
g(x)=f(u(x))g(x) = f(u(x)) biçimindeki bir bileşke fonksiyonun türevi g′(x)=f′(u(x))⋅u′(x)g'(x) = f'(u(x)) \cdot u'(x) kuralı ile hesaplanır.
2
f′(x)f'(x) ifadesinde değişken dönüşümü yaparak g′(x)g'(x) fonksiyonunu açıkça yazma
g′(x)=2(x−1)⋅(x2−2x−8)⋅(x2−2x−3)2g'(x) = 2(x - 1) \cdot (x^2 - 2x - 8) \cdot (x^2 - 2x - 3)^2
f′(x)=(x−8)(x−3)2f'(x) = (x-8)(x-3)^2 olarak verildiği için, girdiyi x2−2xx^2-2x yaparak türev çarpanlarına ulaşılır.
3
g′(x)=0g'(x) = 0 denkleminin tüm gerçel köklerini ve bu köklerin katlılık durumlarını bulma
Kökler: x=1x = 1 (tek katlı), x=4x = 4 (tek katlı), x=−2x = -2 (tek katlı), x=3x = 3 (çift katlı), x=−1x = -1 (çift katlı)
x−1=0⇒x=1x-1=0 \Rightarrow x=1, x2−2x−8=(x−4)(x+2)=0⇒x=4,−2x^2-2x-8=(x-4)(x+2)=0 \Rightarrow x=4, -2 ve (x2−2x−3)2=((x−3)(x+1))2=0⇒x=3,−1(x^2-2x-3)^2 = ((x-3)(x+1))^2=0 \Rightarrow x=3, -1 (çift katlı) elde edilir.
4
Kökleri küçükten büyüğe sıralayarak işaret tablosunu oluşturma ve fonksiyonun azalan olduğu bölgeleri belirleme
İşaret tablosu: (−∞,−2)(-\infty, -2) için −-, (−2,−1)(-2, -1) için ++, (−1,1)(-1, 1) için ++, (1,3)(1, 3) için −-, (3,4)(3, 4) için −-, (4,∞)(4, \infty) için ++. Azalan aralıklar: (−∞,−2](-\infty, -2] ve [1,4][1, 4]
En sağdaki aralıkta (x>4x > 4) türev pozitif işaretlidir. Çift katlı köklerde (x=3x = 3 ve x=−1x = -1) işaret yön değiştirmezken tek katlı köklerde yön değiştirir. Süreklilikten dolayı [1,3][1, 3] ve [3,4][3, 4] aralıkları birleştirilerek [1,4][1, 4] elde edilir.
5
Bulunan azalan aralıklardan sınırlı olan en geniş aralığı seçip aralığın uç değerlerinin toplamın�� hesaplama
[a,b]=[1,4][a, b] = [1, 4] olup buradan a=1a = 1, b=4b = 4 ve a+b=5a + b = 5 bulunur.
(−∞,−2](-\infty, -2] aralığı sınırsız bir aralık olduğundan, soruda istenen en geniş sınırlı aralık koşulunu yalnızca [1,4][1, 4] aralığı sağlar.

Anahtar Kavram

Bileşke fonksiyonların türevi kullanılarak artanlık ve azalanlık incelemesi yapılması, türevin köklerinin katlılık durumlarına göre işaret tablosunun oluşturulması.
Tahmini Süre:2m 30s
Bu soruyu puanla

Konular

Artan ve Azalan Fonksiyonlar

Bu konudan daha fazla soru