Soru

Zorluk: OrtaBelirsiz İntegral ve İntegral Alma Kuralları
Tanım kümesi pozitif gerçel sayılar olan türevlenebilir bir ff fonksiyonu için
∫f′(x)x dx=3x2−4x+C\int \frac{f'(x)}{x} \, dx = 3x^2 - 4x + C
eşitliği sağlanmaktadır.
f(1)=2f(1) = 2 olduğuna göre, f(2)f(2) değeri kaçtır?
  1. A
    6
  2. B
    7
  3. C
    8
  4. 10Cevap
  5. E
    12

Cevap

10
Verilen integral eşitliğinin her iki tarafının türevi alındığında f′(x)x=6x−4\frac{f'(x)}{x} = 6x - 4 elde edilir. Buradan f′(x)=6x2−4xf'(x) = 6x^2 - 4x olur. Bu ifadenin belirsiz integrali alındığında f(x)=2x3−2x2+C1f(x) = 2x^3 - 2x^2 + C_1 bulunur. f(1)=2f(1) = 2 koşulu kullanıldığında 2(1)3−2(1)2+C1=2  ⟹  C1=22(1)^3 - 2(1)^2 + C_1 = 2 \implies C_1 = 2 elde edilir. Sonuç olarak, f(x)=2x3−2x2+2f(x) = 2x^3 - 2x^2 + 2 fonksiyonunda x=2x = 2 yazıldığında f(2)=2(8)−2(4)+2=16−8+2=10f(2) = 2(8) - 2(4) + 2 = 16 - 8 + 2 = 10 değerine ulaşılır.

Adım Adım Çözüm

1
Eşitliğin her iki tarafının xx değişkenine göre türevi alınır.
f′(x)x=6x−4\frac{f'(x)}{x} = 6x - 4
İntegral işaretini kaldırmak ve içerideki ifadeyi elde etmek için türev alma kuralı uygulanır.
2
f′(x)f'(x) ifadesi yalnız bırakılarak fonksiyonun türevi bulunur.
f′(x)=6x2−4xf'(x) = 6x^2 - 4x
Paydadaki xx değişkeni karşı tarafa çarpım olarak gönderilir.
3
f(x)f(x) fonksiyonuna ulaşmak için elde edilen türevin belirsiz integrali alınır.
f(x)=2x3−2x2+C1f(x) = 2x^3 - 2x^2 + C_1
Polinom fonksiyonların integral alma kuralları uygulanır ve integral sabiti eklenir.
4
f(1)=2f(1) = 2 başlangıç koşulu kullanılarak integral sabiti bulunur ve f(2)f(2) değeri hesaplanır.
C1=2C_1 = 2 ve buradan f(2)=10f(2) = 10 bulunur.
Başlangıç değeriyle fonksiyonun tek bir fonksiyon olarak belirlenmesi sağlanır ve istenen değer hesaplanır.

Anahtar Kavram

Belirsiz integral ile türev arasındaki ilişki ve polinom fonksiyonların integral alma kuralları
Bu soruyu puanla