Soru

Zorluk: ZorTrigonometrik Fonksiyonların Grafikleri ve Periyot
Dik koordinat düzleminde, a>0a > 0, b>0b > 0 ve c∈[0,π)c \in [0, \pi) olmak üzere,
f(x)=acos⁡(bx+c)+df(x) = a \cos(bx + c) + d
fonksiyonunun grafiğiyle ilgili aşağıdaki bilgiler verilmiştir:
- Grafiğin yy eksenini kestiği noktanın ordinatı 33'tür.
- Fonksiyonun alabileceği en büyük değer 55, en küçük değer ise −1-1'dir.
- Fonksiyonun esas periyodu π\pi radyandır.

Buna göre, f(π12)f\left(\frac{\pi}{12}\right) değeri kaçtır?

  1. A
    4+3+222\frac{4 + \sqrt{3} + 2\sqrt{2}}{2}
  2. B
    4−3+222\frac{4 - \sqrt{3} + 2\sqrt{2}}{2}
  3. 4+3−222\frac{4 + \sqrt{3} - 2\sqrt{2}}{2}Cevap
  4. D
    4−3−222\frac{4 - \sqrt{3} - 2\sqrt{2}}{2}
  5. E
    4+23−22\frac{4 + 2\sqrt{3} - \sqrt{2}}{2}

Cevap

4+3−222\frac{4 + \sqrt{3} - 2\sqrt{2}}{2}
Fonksiyonun en büyük değeri a+d=5a + d = 5 ve en küçük değeri −a+d=−1-a + d = -1 denklemlerinden a=3a = 3 ve d=2d = 2 bulunur. Periyodun π\pi olmasından b=2b = 2 elde edilir. Grafiğin yy eksenini kestiği nokta olan (0,3)(0, 3) değeri fonksiyonda yerine yazıldığında 3cos⁡(c)+2=3⇒cos⁡(c)=1/33\cos(c) + 2 = 3 \Rightarrow \cos(c) = 1/3 bulunur. c∈[0,π)c \in [0, \pi) olduğundan sin⁡(c)=223\sin(c) = \frac{2\sqrt{2}}{3} olur. f(π/12)=3cos⁡(π/6+c)+2f(\pi/12) = 3\cos(\pi/6 + c) + 2 ifadesi kosinüs toplam formülü yardımıyla açıldığında 4+3−222\frac{4 + \sqrt{3} - 2\sqrt{2}}{2} değeri elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Genlik ve düşey öteleme katsayılarını (aa ve dd) belirleme
a+d=5a + d = 5 ve −a+d=−1-a + d = -1 denklem sisteminden d=2d = 2 ve a=3a = 3 bulunur.
a>0a > 0 olduğu için cos⁡(bx+c)\cos(bx+c) ifadesinin maksimum değeri 11, minimum değeri −1-1 olur. Bu değerler fonksiyonu sırasıyla en büyük ve en küçük değerlerine ulaştırır.
2
Periyot katsayısını (bb) belirleme
2π∣b∣=π⇒b=2\frac{2\pi}{|b|} = \pi \Rightarrow b = 2 bulunur.
Kosinüs fonksiyonunun esas periyodu T=2π∣b∣T = \frac{2\pi}{|b|} formülüyle hesaplanır ve soruda periyot π\pi olarak verilmiştir (b>0b > 0).
3
Yatay öteleme açısını (cc) belirleme
f(0)=3⇒3cos⁡(c)+2=3⇒cos⁡(c)=13f(0) = 3 \Rightarrow 3\cos(c) + 2 = 3 \Rightarrow \cos(c) = \frac{1}{3} bulunur. Buradan sin⁡(c)=223\sin(c) = \frac{2\sqrt{2}}{3} elde edilir.
Grafik yy eksenini (0,3)(0, 3) noktasında kesmektedir. c∈[0,π)c \in [0, \pi) aralığında kosinüsü pozitif olan açının sinüsü de pozitif olmalıdır.
4
f(π/12)f(\pi/12) değerini hesaplama
f(π/12)=3cos⁡(2⋅π12+c)+2=3cos⁡(π6+c)+2=4+3−222f(\pi/12) = 3\cos\left(2 \cdot \frac{\pi}{12} + c\right) + 2 = 3\cos\left(\frac{\pi}{6} + c\right) + 2 = \frac{4 + \sqrt{3} - 2\sqrt{2}}{2} bulunur.
Kosinüs toplam formülü cos⁡(α+β)=cos⁡αcos⁡β−sin⁡αsin⁡β\cos(\alpha+\beta) = \cos\alpha\cos\beta - \sin\alpha\sin\beta kullanılarak cos⁡(π6+c)=32⋅13−12⋅223\cos(\frac{\pi}{6} + c) = \frac{\sqrt{3}}{2} \cdot \frac{1}{3} - \frac{1}{2} \cdot \frac{2\sqrt{2}}{3} olarak hesaplanır.

Anahtar Kavram

Trigonometrik fonksiyonların grafikleri üzerindeki tepe noktaları, periyot ve öteleme parametreleri ile fonksiyonun katsayıları arasındaki ilişki.
Bu soruyu puanla