Soru

Zorluk: OrtaBelirsiz İntegral ve İntegral Alma Kuralları
Gerçel sayılar kümesi üzerinde türevlenebilir bir ff fonksiyonunun türevi f′f' olmak üzere, her xx gerçel sayısı için
f′(x)=x4−1x2+1−2xf'(x) = \frac{x^4 - 1}{x^2 + 1} - 2x
eşitliği verilmiştir.
f(3)=2f(3) = 2 olduğuna göre, f(0)f(0) değeri kaçtır?
  1. A
    -13
  2. B
    0
  3. 5Cevap
  4. D
    2
  5. E
    14

Cevap

Doğru cevap 5 değeridir.
Verilen türev fonksiyonu sadeleştirildiğinde f′(x)=x2−2x−1f'(x) = x^2 - 2x - 1 elde edilir. Bu ifadenin belirsiz integrali alındığında f(x)=x33−x2−x+Cf(x) = \frac{x^3}{3} - x^2 - x + C fonksiyonuna ulaşılır. f(3)=2f(3) = 2 sınır koşulu yerine yazıldığında −3+C=2-3 + C = 2 denkleminden C=5C = 5 bulunur. Fonksiyonda x=0x = 0 yazıldığında f(0)=Cf(0) = C olduğundan, doğru cevap 5 değeridir.

Adım Adım Çözüm

1
f′(x)f'(x) ifadesini sadeleştirmek amacıyla pay kısmındaki iki kare farkı özdeşliğini kullanırız.
f′(x)=(x2−1)(x2+1)x2+1−2x=x2−2x−1f'(x) = \frac{(x^2 - 1)(x^2 + 1)}{x^2 + 1} - 2x = x^2 - 2x - 1
İntegral alma işlemini kolaylaştırmak için rasyonel ifadeyi sadeleştirmemiz gerekir.
2
f′(x)f'(x) fonksiyonunun belirsiz integralini alarak f(x)f(x) fonksiyonunu elde ederiz.
f(x)=∫(x2−2x−1) dx=x33−x2−x+Cf(x) = \int (x^2 - 2x - 1) \, dx = \frac{x^3}{3} - x^2 - x + C
Türevi bilinen bir fonksiyonun kendisini bulmak için belirsiz integral alma kuralları uygulanır.
3
f(3)=2f(3) = 2 koşulunu kullanarak integral sabiti CC'yi hesaplarız.
f(3)=333−32−3+C=9−9−3+C=−3+C=2  ⟹  C=5f(3) = \frac{3^3}{3} - 3^2 - 3 + C = 9 - 9 - 3 + C = -3 + C = 2 \implies C = 5
Belirli bir noktadaki fonksiyon değeri yardımıyla integral sabiti belirlenir.
4
f(0)f(0) değerini bulmak için fonksiyonda x=0x = 0 yazarız.
f(0)=033−02−0+5=5f(0) = \frac{0^3}{3} - 0^2 - 0 + 5 = 5
Elde edilen f(x)f(x) fonksiyonunun x=0x = 0 noktasındaki değeri doğrudan integral sabiti olan CC'ye eşittir.

Anahtar Kavram

Belirsiz integral alma kuralları ve integral sabiti bulma
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla