Soru

Zorluk: Çok zorYerel ve Mutlak Ekstremum Noktalar
f(x)={x22ax+5,x<2x33x2+b,x2f(x) = \begin{cases} x^2 - 2ax + 5, & x < 2 \\ x^3 - 3x^2 + b, & x \geq 2 \end{cases}

fonksiyonu gerçel sayılar kümesinde süreklidir.

ff fonksiyonunun x=2x = 2 noktasında bir yerel ekstremumu olduğuna göre, bb gerçel sayısının alabileceği en büyük değer kaçtır?

  1. A
    3
  2. 5Cevap
  3. C
    7
  4. D
    9
  5. E
    11

Cevap

En büyük değer 5'tir.
Fonksiyonun x=2x = 2 noktasında sürekli olması şartından b=134ab = 13 - 4a bağıntısı bulunur. x>2x > 2 için türev pozitif olduğundan fonksiyon artandır. x=2x = 2 noktasında yerel ekstremum (yerel minimum) oluşabilmesi için fonksiyonun x<2x < 2 bölgesinde tamamen azalan olması gerekir, bu da a2a \geq 2 olmasını zorunlu kılar. Bu eşitsizlik b=134ab = 13 - 4a bağıntısında yerine yazıldığında b5b \leq 5 elde edilir ve en büyük değer 5 olur.

Adım Adım Çözüm

1
Süreklilik şartını kullanarak a ve b arasındaki ilişkiyi bulunuz.
limx2f(x)=limx2+f(x)=f(2)    94a=b4    b=134a\lim_{x \to 2^-} f(x) = \lim_{x \to 2^+} f(x) = f(2) \implies 9 - 4a = b - 4 \implies b = 13 - 4a
Fonksiyonun gerçel sayılarda sürekli olması için kritik nokta olan x=2x = 2 noktasında da sürekli olması gerekir.
2
x>2x > 2 için fonksiyonun artan/azalan durumunu inceleyiniz.
x>2 ic¸in f(x)=3x26x=3x(x2)>0x > 2 \text{ için } f'(x) = 3x^2 - 6x = 3x(x - 2) > 0
Türevin işaretine göre fonksiyonun artış eğilimini belirlemek gerekir.
3
x<2x < 2 için yerel ekstremum koşulunu inceleyerek a için sınır koşulunu bulunuz.
x<2 ic¸in f(x)=2(xa)0    a2x < 2 \text{ için } f'(x) = 2(x - a) \leq 0 \implies a \geq 2
Fonksiyonun x=2x = 2 noktasının sağında artan olduğu bilinmektedir. x=2x = 2 noktasında yerel ekstremum (yerel minimum) olabilmesi için fonksiyonun bu noktanın solunda azalan olması gerekir. Bu da her x<2x < 2 için f(x)0f'(x) \leq 0 olmasını gerektirir.
4
a2a \geq 2 koşulunu kullanarak b değerini sınırlandırınız.
a2    4a8    134a5    b5a \geq 2 \implies -4a \leq -8 \implies 13 - 4a \leq 5 \implies b \leq 5
Süreklilikten elde edilen b=134ab = 13 - 4a eşitliğinde a parametresinin sınırlarını yerine yazarak b için alabileceği en büyük değeri bulmak gerekir.

Anahtar Kavram

Bir fonksiyonun yerel ekstremum noktalarında türevin işaret değiştirmesi ve süreklilik ilişkisi.
Bu soruyu puanla