Tüm alıştırma soruları

8734 soru

Soru 2941Soru

Bir metro istasyonunun bekleme peronunda yan yana bulunan 66 boş reklam panosuna 33 farklı afiş asılacaktır. Afişlerin asılacağı panoların herhangi ikisinin yan yana olmaması istenmektedir. Buna göre, bu afişler panolara kaç farklı şekilde asılabilir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 24

Cevap

Afişlerin yan yana gelmeyecek şekilde panolara asılabileceği farklı durum sayısı 24'tür.
Yan yana gelmeme koşulunu sağlamak için 3 boş panonun oluşturduğu 4 boşluktan 3'ü seçilir (4 durum). Farklı afişler bu yerlere 3! = 6 farklı şekilde sıralanır. Çarpım kuralıyla toplam 24 farklı dizilim elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Boş kalacak panoların yerleşimini belirlemek ve afişlerin asılabileceği uygun boşlukları tespit etmek.
3 boş panel yan yana dizildiğinde aralarında ve uçlarında olmak üzere toplam 4 farklı boşluk (yerleşim yeri) oluşur.
Afişlerin yan yana gelmemesi için, boş panoların oluşturduğu bu boşluklardan seçim yapılması gerekir.
2
Afişlerin asılacağı 3 panonun yerini seçmek.
4 uygun boşluktan 3 tanesi C(4, 3) = 4 farklı şekilde seçilebilir.
Hangi panoların kullanılacağını belirlemek için kombinasyon kullanılır.
3
Seçilen 3 panoya 3 farklı afişin yerleşim sıralamasını (permütasyonunu) hesaplamak.
3 farklı afiş, seçilen 3 panoya P(3, 3) = 3! = 6 farklı şekilde asılabilir.
Afişler birbirinden farklı olduğu için kendi aralarındaki sıralanışları sonucu değiştirir.
4
Toplam farklı dizilim sayısını bulmak.
Seçim ve sıralama durumlarının çarpımı ile 4 * 6 = 24 farklı durum elde edilir.
Çarpma yoluyla sayma kuralı gereğince bağımsız iki adımın durum sayıları çarpılır.

Anahtar Kavram

Permütasyon ve kombinasyon kuralları kullanılarak belirli koşullara uygun sıralama yapılması.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 2942Soru

Üç boyutlu kartezyen koordinat sisteminde, +y+y yönünde düzgün bir B\vec{B} manyetik alanı bulunmaktadır. Bu manyetik alan içerisine, sayfa düzlemine dik ve içeriye doğru (z-z yönünde) II şiddetinde elektrik akımı taşıyan düz bir tel şekildeki gibi yerleştirilmiştir.

Buna göre, tele etki eden manyetik kuvvetin yönü aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: +x+x yönünde

Cevap

Manyetik kuvvet, sağ el kuralına göre +x+x yönündedir.
Sağ el kuralına göre; başparmak elektrik akımının yönünü (z-z yönü, içeri), dört parmak manyetik alanın yönünü (+y+y yönü, yukarı) gösterecek şekilde el açıldığında, avuç içi manyetik kuvvetin yönünü gösterir. Bu yönlendirme yapıldığında avuç içi +x+x yönünü (sağa doğru) gösterdiği için tele etki eden manyetik kuvvet +x+x yönindedir.

Adım Adım Çözüm

1
Sağ el kuralının bileşenlerini belirleme
Başparmak akım yönünü (sayfa düzleminden içeri doğru, z-z), dört parmak ise manyetik alan yönünü (sayfa düzleminde yukarı doğru, +y+y) temsil eder.
Düz tele etki eden manyetik kuvvetin yönünü bulmak için sağ el kuralı uygulanmalıdır.
2
Avuç içinin gösterdiği yönü bulma
Sağ elimizin başparmağını ekrandan/sayfadan içeriye doğru tutup, dört parmağımızı yukarıya yönelttiğimizde avuç içimiz sağ tarafı (+x+x yönünü) gösterir.
Sağ el kuralına göre avuç içi, tele etki eden manyetik kuvvetin yönünü verir.
3
Kuvvetin yönünü matematiksel olarak doğrulama
Vektörel olarak manyetik kuvvet F=I(×B)\vec{F} = I (\vec{\ell} \times \vec{B}) formülüyle bulunur. Burada akım yönü k^-\hat{k} ve manyetik alan yönü j^\hat{j} olduğundan, kuvvet yönü (k^)×j^=i^(-\hat{k}) \times \hat{j} = \hat{i} yani +x+x yönü olur.
Bulunan yönün fiziksel formülle tutarlılığını kontrol etmek.

Anahtar Kavram

Üzerinden akım geçen düz bir tele manyetik alanda etki eden manyetik kuvvetin yönü sağ el kuralı ile bulunur.
Tahmini Süre:1m 0s
Soru 2943Soru

Sürtünmesiz yatay düzlemde 10 m/s10\text{ m/s} sabit hızla hareket etmekte olan 2 kg2\text{ kg} kütleli KK cismi, durmakta olan 3 kg3\text{ kg} kütleli LL cismi ile merkezi ve esnek olarak çarpışmaktadır. Çarpışmadan hemen sonra LL cismi, bir ucu düşey duvara sabitlenmiş yatay duran hafif (kütlesi önemsiz) bir yayı sıkıştırıp tekrar geri fırlamaktadır. Buna göre, LL cisminin yayla teması başladığı andan yaydan ayrıldığı ana kadar geçen sürede, duvarın yaya uyguladığı itmenin büyüklüğü kaç Ns\text{N}\cdot\text{s}'dir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 48

Cevap

Duvarın yaya uyguladığı itmenin büyüklüğü 48 Ns48\text{ N}\cdot\text{s}'dir.
Çarpışma sonrası L cisminin hızı esnek çarpışma denklemlerinden 8 m/s8\text{ m/s} olarak bulunur. Yayın L cismine uyguladığı itme, L cisminin çizgisel momentumundaki değişime eşittir: IL=ΔpL=mL(vsonvilk)=3(88)=48 NsI_L = \Delta p_L = m_L \cdot (v_{son} - v_{ilk}) = 3 \cdot (-8 - 8) = -48\text{ N}\cdot\text{s}. Kütlesiz yay kuvveti aynen ilettiğinden duvarın yaya uyguladığı itmenin büyüklüğü de L cisminin çizgisel momentumundaki değişimin büyüklüğü olan 48 Ns48\text{ N}\cdot\text{s} olur.

Adım Adım Çözüm

1
Çarpışma öncesi ve sonrası momentum korunumu ile hız ilişkisi denklemleri yazılır.
20=2vK+3vL20 = 2v_K' + 3v_L' ve 10+vK=vL10 + v_K' = v_L' denklemleri elde edilir.
Esnek çarpışmalarda hem çizgisel momentum hem de kinetik enerji korunur.
2
Elde edilen denklemler ortak çözülerek L cisminin çarpışmadan hemen sonraki hızı (vLv_L') bulunur.
vL=8 m/sv_L' = 8\text{ m/s} olarak bulunur.
L cisminin yayla etkileşime girmeden önceki ilk hızını belirlemek için.
3
L cisminin yayla etkileşimi boyunca çizgisel momentumundaki değişim hesaplanır.
ΔpL=2424=48 kgm/s\Delta p_L = -24 - 24 = -48\text{ kg}\cdot\text{m/s}
Sürtünmesiz ortamda yayda enerji kaybı olmadığından L cismi yaydan aynı süratle (8 m/s8\text{ m/s}) fakat zıt yönde ayrılır.
4
Etki-tepki yasası ve kütlesiz yay prensibi uygulanarak duvarın yaya uyguladığı itme bulunur.
Duvarın yaya uyguladığı itmenin büyüklüğü 48 Ns48\text{ N}\cdot\text{s}'dir.
Kütlesiz bir yayda net kuvvet sıfır olduğundan, yayın iki ucuna uygulanan kuvvetler eşit büyüklüktedir. Dolayısıyla duvarın yaya uyguladığı itme, L cisminin momentum değişiminin büyüklüğüne eşittir.

Anahtar Kavram

Esnek çarpışmalar, çizgisel momentumun korunumu, itme ve çizgisel momentum değişimi ilişkisi, kütlesiz yaylarda kuvvet iletimi.
Soru 2944Soru

Bir kutuda 5 mavi ve 3 kırmızı kart bulunmaktadır. Bu kutudan rastgele iki kart art arda ve geri bırakılmaksızın çekiliyor.

Çekilen kartlardan en az birinin mavi olduğu bilindiğine göre, ilk çekilen kartın mavi olma olasılığı kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0.7

Cevap

Çekilen kartlardan en az birinin mavi olduğu bilindiğinde, ilk çekilen kartın mavi olma olasılığı 0,7'dir.
Verilen koşul (en az bir kartın mavi olması) örnek uzayı kısıtlar. Tüm durumların olasılığından iki kırmızı çekilmesi durumu çıkarıldığında koşul uzayının olasılığı 25/28 bulunur. İlk kartın mavi olması bu koşulu zaten kapsadığından kesişim olasılığı 5/8'dir. Bu iki değerin oranı 0,7 sonucunu verir.

Adım Adım Çözüm

1
Koşul olarak verilen 'en az bir mavi kart çekilmesi' durumunun olasılığını hesaplamak.
En az bir mavi kart çekilme olasılığı 25/28'dir.
En az bir mavi çekilmesi durumunun olasılığı, tüm durumlardan (1) iki kartın da kırmızı çekilme olasılığının (3/28) çıkarılmasıyla pratik şekilde hesaplanır.
2
İstenen olayın koşul olayı ile kesişiminin olasılığını bulmak.
Kesişim olayının olasılığı 5/8'dir.
İlk kartın mavi olması durumu, en az bir kartın mavi olması durumunu kendiliğinden sağladığı için bu iki olayın kesişimi doğrudan ilk kartın mavi olması durumuna eşittir.
3
Koşullu olasılık oranını kurarak nihai olasılık değerini hesaplamak.
Koşullu olasılık değeri 0,7'dir.
Koşullu olasılık tanımına göre kesişim olayının olasılığı, koşul olayının olasılığına bölünür.

Anahtar Kavram

Koşullu olasılık problemlerinde, gerçekleştiği bilinen koşul olayı örnek uzayı kısıtlar ve aranan olasılık bu kısıtlanmış örnek uzay üzerinden hesaplanır.
Soru 2945Soru

Sürtünmesiz yatay bir düzlemde durmakta olan m=2 kgm = 2\text{ kg} kütleli bir cisim, yay sabiti k=200 N/mk = 200\text{ N/m} olan yatay ve esnek bir yayın serbest ucuna dokunacak şekilde yerleştirilmiştir. Bu cisme yayı sıkıştıracak do��rultuda, yatay ve sabit F=40 NF = 40\text{ N} büyüklüğünde bir kuvvet uygulanmaya başlanıyor. Buna göre, cismin bu hareket süresince kazanabileceği maksimum kinetik enerji kaç J\text{J}'dür?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 44

Cevap

Maksimum kinetik enerjinin değeri 4 J'dür.
Net kuvvetin sıfır olduğu sıkışma miktarı olan 0,2 m konumunda, uygulanan kuvvetin yaptığı iş 8 J ve yayda depolanan enerji 4 J'dür. İş-enerji teoremine göre aradaki fark olan 4 J cismin sahip olduğu maksimum kinetik enerjidir.

Adım Adım Çözüm

1
Net kuvvetin sıfır olduğu konumu bulma
Cismin ivmesinin sıfır olduğu sıkışma miktarı x=0,2 mx = 0,2\text{ m} olarak bulunur.
Cisim net kuvvet doğrultusunda hızlandığı için hızı ve dolayısıyla kinetik enerjisi net kuvvet sıfır olana kadar artar. Net kuvvet sıfır olduktan sonra yay kuvveti uygulanan kuvvetten büyük olacağı için cisim yavaşlamaya başlar. Dolayısıyla maksimum kinetik enerji, net kuvvetin sıfır olduğu F=kxF = k \cdot x eşitliğinden 40=200xx=0,2 m40 = 200 \cdot x \Rightarrow x = 0,2\text{ m} konumunda gerçekleşir.
2
Uygulanan kuvvetin bu konumda yaptığı işi hesaplama
Uygulanan kuvvetin yaptığı iş WF=8 JW_F = 8\text{ J} olarak bulunur.
Kuvvet sabit olduğundan yapılan iş WF=Fx=400,2=8 JW_F = F \cdot x = 40 \cdot 0,2 = 8\text{ J} olur.
3
Aynı konumda yayda depolanan esnek potansiyel enerjiyi hesaplama
Yayda depolanan enerji Ep=4 JE_p = 4\text{ J} olarak bulunur.
Yayda depolanan esnek potansiyel enerji Ep=12kx2=12200(0,2)2=1000,04=4 JE_p = \frac{1}{2} k x^2 = \frac{1}{2} \cdot 200 \cdot (0,2)^2 = 100 \cdot 0,04 = 4\text{ J} formülüyle hesaplanır.
4
İş-enerji teoremini uygulayarak maksimum kinetik enerjiyi bulma
Cismin kazandığı maksimum kinetik enerji Ek=4 JE_k = 4\text{ J} olarak elde edilir.
İş-enerji teoremine göre, net iş kinetik enerjideki değişime eşittir. Sürtünmesiz ortamda yapılan işin bir kısmı yayda potansiyel enerji olarak depolanırken geri kalanı kinetik enerjiye dönüşür: Ek=WFEp=84=4 JE_k = W_F - E_p = 8 - 4 = 4\text{ J}.

Anahtar Kavram

İş-enerji teoremi ve yay sistemlerinde maksimum kinetik enerjinin net kuvvetin sıfır olduğu konumda gerçekleşmesi.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 2946Soru
log2x2logx8=5 \log_2 x - 2\log_x 8 = 5 eşitliğini sağlayan xx gerçel sayılarının çarpımı kaçtır?
Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 32

Cevap

Eşitliği sağlayan xx gerçel sayılarının çarpımı 32'dir.
Verilen denklemde taban değiştirme kuralı uygulanıp log2x=t\log_2 x = t dönüşümü yapıldığında t25t6=0t^2 - 5t - 6 = 0 denklemi elde edilir. Bu denklemin kökleri t=6t = 6 ve t=1t = -1 olduğundan, xx değerleri sırasıyla 26=642^6 = 64 ve 21=1/22^{-1} = 1/2 olur. Bu iki değerin çarpımı bize 32 sonucunu verir.

Adım Adım Çözüm

1
Logaritmanın üs ve taban değiştirme özelliklerini uygulayarak denklemi tek bir değişken cinsinden ifade etmek.
log2x6log2x=5\log_2 x - \frac{6}{\log_2 x} = 5
logx8=3logx2\log_x 8 = 3\log_x 2 eşitliği ve taban değiştirme kuralı olan logx2=1log2x\log_x 2 = \frac{1}{\log_2 x} bağıntısı kullanılarak ortak bir log2x\log_2 x terimi elde edilmiştir.
2
log2x=t\log_2 x = t dönüşümü yaparak ikinci dereceden denklemi kurmak ve çözmek.
t25t6=0    t1=6,t2=1t^2 - 5t - 6 = 0 \implies t_1 = 6, \quad t_2 = -1
Denklemi çözülebilir bir polinom formuna getirmek ve kök değerlerini saptamak amacıyla bu dönü��üm yapılmıştır.
3
Kökleri orijinal değişkene dönüştürmek, tanımlılık kontrolü yapmak ve köklerin çarpımını bulmak.
x1=64,x2=12    x1x2=32x_1 = 64, \quad x_2 = \frac{1}{2} \implies x_1 \cdot x_2 = 32
tt değerleri yerine yazılarak xx değerleri bulunmuş ve bu değerlerin çarpımı elde edilmiştir.

Anahtar Kavram

Logaritma Fonksiyonunun Özellikleri ve Taban Değiştirme

Alternatif Yöntem

Denklemde taban değiştirme kuralı doğrudan uygulanmadan her iki taraf log2x\log_2 x ile çarpılarak (log2x)25log2x6=0(\log_2 x)^2 - 5\log_2 x - 6 = 0 biçiminde de yazılabilir. Bu durumda doğrudan log2x\log_2 x ifadesine bağlı çarpanlara ayırma yapılarak kökler bulunabilir.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 2947Soru

Pozitif terimli bir (an)(a_n) geometrik dizisinin ilk nn teriminin toplamı SnS_n ile gösterilmektedir.

S3=26S_3 = 26
S6=728S_6 = 728

olduğuna göre, bu dizinin ilk 44 teriminin toplamı (S4S_4) kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 80

Cevap

Dizinin ilk 4 teriminin toplamı 80'dir.
Verilen geometrik dizide ilk 6 terimin toplamının ilk 3 terimin toplamına oranı, ortak çarpanın küpünün 1 fazlasını vermektedir. Bu orandan ortak çarpan 3, dizinin ilk terimi ise 2 olarak hesaplanır. İlk 4 terimin toplam formülü olan S_4 uygulanarak 80 sonucuna ulaşılır.

Adım Adım Çözüm

1
İlk 6 terim toplamının ilk 3 terim toplamına oranını yazarak ortak çarpan ile ilişkisini kurmak.
S_6 / S_3 = r^3 + 1
Geometrik dizi toplam formülü oranlandığında a_1 ve r - 1 çarpanları sadeleşir, geriye iki kare farkından r^3 + 1 kalır.
2
Oran değerini eşitleyerek dizinin ortak çarpanını hesaplamak.
r = 3
728 / 26 = 28 olduğundan r^3 + 1 = 28 eşitliği elde edilir, bu da r^3 = 27 ve r = 3 sonucunu verir.
3
İlk 3 terimin toplamını kullanarak dizinin ilk terimini bulmak.
a_1 = 2
S_3 = a_1 * (3^3 - 1) / (3 - 1) = 13 * a_1 = 26 denkleminden ilk terim bulunur.
4
Bulunan ilk terim ve ortak çarpanı toplam formülünde yerine koyarak S_4 değerini hesaplamak.
S_4 = 80
S_4 = 2 * (3^4 - 1) / (3 - 1) = 80 işlemi gerçekleştirilir.

Anahtar Kavram

Geometrik dizilerde ilk n terim toplamı formülü ve terimler arası oran bağıntıları.
Soru 2948Soru

Sürtünmesiz eğrisel bir rayın h=7,2 mh = 7,2\text{ m} yüksekliğindeki tepe noktasından serbest bırakılan m=2 kgm = 2\text{ kg} kütleli bir cisim, rayın alt ucundaki yatay ve sürtünmesiz düzlemde durmakta olan M=6 kgM = 6\text{ kg} kütleli cisim ile merkezi olarak çarpışıp kenetleniyor. Ortak kütle, yatay düzleme sabitlenmiş ve yay sabiti k=200 N/mk = 200\text{ N/m} olan kütlesi önemsiz bir yayı sıkıştırıyor. Yer çekimi ivmesi g=10 m/s2g = 10\text{ m/s}^2 olduğuna göre, yayda meydana gelen maksimum sıkışma miktarı kaç santimetredir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 60

Cevap

Yayda meydana gelen maksimum sıkışma miktarı 60 santimetredir.
Ortak kütlenin kazandığı kinetik enerjinin tamamı yaya aktarılarak yayı 0,6 metre yani 60 santimetre sıkıştırır. Bu değer momentum korunumu ve enerji dönüşümü ilkeleriyle doğru bir şekilde hesaplanmıştır.

Adım Adım Çözüm

1
m kütleli cismin eğrisel raydan aşağı kayarak yatay düzleme ulaştığı andaki hızını mekanik enerjinin korunumu yasasıyla hesaplama.
v=12 m/sv = 12\text{ m/s}
Sürtünmesiz ortamda başlangıçtaki yer çekimi potansiyel enerjisi (mghmgh), rayın alt ucunda tamamen kinetik enerjiye (12mv2\frac{1}{2}mv^2) dönüşür.
2
Çarpışma anında yatay doğrultuda dış kuvvetlerin bileşkesi sıfır olduğu için çizgisel momentumun korunumunu uygulama.
vortak=3 m/sv_{\text{ortak}} = 3\text{ m/s}
Tamamen esnek olmayan çarpışmalarda cisimler kenetlenir ve toplam çizgisel momentum korunur (mv+M0=(m+M)vortakm \cdot v + M \cdot 0 = (m+M) \cdot v_{\text{ortak}}).
3
Çarpışmadan hemen sonraki toplam kinetik enerjiyi yayın maksimum sıkışma anındaki esneklik potansiyel enerjisine eşitleme.
x=0,6 mx = 0,6\text{ m}
Yay maksimum sıkıştığı anda ortak kütle anlık olarak durur, böylece ortak kinetik enerjinin tamamı yayda esneklik potansiyel enerjisine (12kx2\frac{1}{2}kx^2) dönüşür.
4
Metre cinsinden hesaplanan maksimum sıkışma miktarını soru köküne uygun olarak santimetreye dönüştürme.
x=60 cmx = 60\text{ cm}
Uzunluk birimi dönüşüm kuralına göre 1 metre=100 santimetre1\text{ metre} = 100\text{ santimetre} olduğundan 0,6 m0,6\text{ m} değeri 60 cm60\text{ cm}'ye eşittir.

Anahtar Kavram

İtme ve çizgisel momentumun korunumu ile mekanik enerjinin korunumu ilkelerinin ardışık olarak uygulanması.
Soru 2949Soru
Sismologlar, bir depremin büyüklüğünü ölçmek için depremin odağından yayılan sismik enerjiyi kullanırlar. Bir depremin açığa çıkardığı enerji EE (Joule cinsinden) ile depremin Richter ölçeğine göre büyüklüğü MM arasındaki ilişki
logE=11,8+1,5M\log E = 11,8 + 1,5M
formülüyle modellenmektedir.

Bir sismoloji istasyonunda kaydedilen X ve Y depremlerinden X depreminin açığa çıkardığı sismik enerji 1020,810^{20,8} Joule, Y depreminin açığa çıkardığı sismik enerji ise 1017,810^{17,8} Joule olarak hesaplanmıştır.

Buna göre, X depreminin Richter ölçeğine göre büyüklüğü, Y depreminin Richter ölçeğine göre büyüklüğünden kaç fazladır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 2

Cevap

X depreminin büyüklüğü, Y depreminin büyüklüğünden 2 fazladır.
X depreminin büyüklüğü 6, Y depreminin büyüklüğü ise 4 olarak hesaplanmıştır. İki depremin büyüklükleri arasındaki fark 6 - 4 = 2'dir.

Adım Adım Çözüm

1
X depreminin enerjisi olan EX=1020,8E_X = 10^{20,8} değerini formülde yerine yazarak X depreminin büyükl��ğünü (MXM_X) hesaplayalım.
log(1020,8)=11,8+1,5MX\log(10^{20,8}) = 11,8 + 1,5 M_X
20,8=11,8+1,5MX20,8 = 11,8 + 1,5 M_X
1,5MX=9    MX=61,5 M_X = 9 \implies M_X = 6 bulunur.
X depreminin Richter ölçeğindeki büyüklüğünü belirlemek amacıyla bu işlem yapılır.
2
Y depreminin enerjisi olan EY=1017,8E_Y = 10^{17,8} değerini formülde yerine yazarak Y depreminin büyüklüğünü (MYM_Y) hesaplayalım.
log(1017,8)=11,8+1,5MY\log(10^{17,8}) = 11,8 + 1,5 M_Y
17,8=11,8+1,5MY17,8 = 11,8 + 1,5 M_Y
1,5MY=6    MY=41,5 M_Y = 6 \implies M_Y = 4 bulunur.
Y depreminin Richter ölçeğindeki büyüklüğünü belirlemek amacıyla bu işlem yapılır.
3
İki depremin büyüklükleri arasındaki farkı bulmak için MXMYM_X - M_Y çıkarma işlemini uygulayalım.
MXMY=64=2M_X - M_Y = 6 - 4 = 2 elde edilir.
X depreminin Y depreminden kaç birim daha büyük olduğunu bulmak amacıyla bu işlem gerçekleştirilir.

Anahtar Kavram

Gerçek hayat verilerini içeren logaritmik modellerde değişkenleri yerine yazarak denklemleri çözme ve üstel/logaritmik ifadeleri sadeleştirme.
Soru 2950Soru
Gerçel sayılar kümesi üzerinde tanımlı
f(x)=x22ax+a2+3af(x) = x^2 - 2ax + a^2 + 3a
g(x)=x2+4ax4a2+2a+8g(x) = -x^2 + 4ax - 4a^2 + 2a + 8
parabollerinin tepe noktaları sırasıyla T1T_1 ve T2T_2 noktalarıdır.

T1T_1 ve T2T_2 noktalarından geçen doğru orijinden geçtiğine göre, aa gerçel sayısı kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 2

Cevap

Parabollerin tepe noktalarının koordinatları belirlendikten sonra bu noktaların orijinle doğrusal olma koşulu sağlandığında elde edilen değer 2'dir.
Parabollerin tepe noktaları sırasıyla T1(a,3a)T_1(a, 3a) ve T2(2a,2a+8)T_2(2a, 2a+8) olarak bulunur. Bu iki nokta ve orijin O(0,0)O(0,0) doğrusal olduğundan, OT1OT_1 doğrusunun eğimi olan 3aa=3\frac{3a}{a} = 3, OT2OT_2 doğrusunun eğimi olan 2a+82a\frac{2a+8}{2a} değerine eşit olmalıdır. Buradan 6a=2a+8    4a=8    a=26a = 2a + 8 \implies 4a = 8 \implies a = 2 elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
f(x)f(x) parabolünün tepe noktası T1(r1,k1)T_1(r_1, k_1) koordinatlarını bulma.
r1=2a2=ar_1 = -\frac{-2a}{2} = a ve k1=f(a)=a22a2+a2+3a=3ak_1 = f(a) = a^2 - 2a^2 + a^2 + 3a = 3a olduğundan T1(a,3a)T_1(a, 3a) bulunur.
Bir parabolün tepe noktasının apsisi r=b2ar = -\frac{b}{2a} ve ordinatı k=f(r)k = f(r) formülleriyle hesaplanır.
2
g(x)g(x) parabolünün tepe noktası T2(r2,k2)T_2(r_2, k_2) koordinatlarını bulma.
r2=4a2(1)=2ar_2 = -\frac{4a}{2(-1)} = 2a ve k2=g(2a)=(2a)2+4a(2a)4a2+2a+8=2a+8k_2 = g(2a) = -(2a)^2 + 4a(2a) - 4a^2 + 2a + 8 = 2a + 8 olduğundan T2(2a,2a+8)T_2(2a, 2a+8) bulunur.
İkinci parabolün tepe noktasını bulmak için de aynı tepe noktası formülleri uygulanır.
3
T1(a,3a)T_1(a, 3a), T2(2a,2a+8)T_2(2a, 2a+8) ve orijin O(0,0)O(0,0) noktalarının doğrusal olma koşulunu uygulama.
Orijinden geçen doğrunun eğimi sabit olduğundan 3aa=2a+82a\frac{3a}{a} = \frac{2a+8}{2a} eşitliği elde edilir. Buradan 3=2a+82a    6a=2a+8    4a=8    a=23 = \frac{2a+8}{2a} \implies 6a = 2a + 8 \implies 4a = 8 \implies a = 2 olarak bulunur.
Üç noktanın doğrusal olması, bu noktalar arasında oluşturulan doğruların eğimlerinin eşit olmasını gerektirir.

Anahtar Kavram

Parabolün tepe noktası T(r,k)T(r, k) koordinatlarının bulunması ve koordinat sisteminde noktaların doğrusallığı ile ilişkilendirilmesi.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 2951Soru

Hava sürtünmesinin ihmal edildiği ve yer çekimi ivmesinin g=10 m/s2g = 10\text{ m/s}^2 olduğu bir ortamda, yerden 35 m35\text{ m} yükseklikteki bir uçurumun kenarından bir cisim, yatayla 3737^\circ lik açı yapacak şekilde yukarı doğru 30 m/s30\text{ m/s} ilk hızla fırlatılıyor.

Buna göre, cisim fırlatıldığı andan yere çarptığı ana kadar geçen sürede hız vekt��ründeki değişimin büyüklüğü (Δv\lvert\Delta\vec{v}\rvert) kaç m/s\text{m/s}'dir?
(sin(37)=0,6\sin(37^\circ) = 0,6; cos(37)=0,8\cos(37^\circ) = 0,8)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 50

Cevap

Hız vektöründeki değişimin büyüklüğü 50 m/s'dir.
Cismin hareket süresi 5 saniye olarak bulunur. Sürtünmesiz ortamda yatay hız değişmediği için hız vektöründeki toplam değişim sadece düşey doğrultudaki değişimden ibarettir. Düşey ivme yer çekimi ivmesi (g = 10 m/s^2) olduğundan, hız vektöründeki değişimin büyüklüğü ivme ile sürenin çarpımı olan 50 m/s olur.

Adım Adım Çözüm

1
Cismin ilk hız vektörünün yatay ve düşey bileşenlerini bulmak.
v0x=v0cos(37)=30×0,8=24 m/sv_{0x} = v_0 \cos(37^\circ) = 30 \times 0,8 = 24\text{ m/s} ve v0y=v0sin(37)=30×0,6=18 m/sv_{0y} = v_0 \sin(37^\circ) = 30 \times 0,6 = 18\text{ m/s} elde edilir.
Cismin hareketini yatayda sabit hızlı, düşeyde ise yer çekimi ivmesiyle sabit ivmeli hareket olarak iki boyutta incelemek gerekir.
2
Cismin havada kalma süresini hesaplamak.
Düşey doğrultudaki yer değiştirme denklemi Δy=v0yt12gt2\Delta y = v_{0y} t - \frac{1}{2}gt^2 kullanılarak, cisim yere ulaştığında yer değiştirmesi Δy=35 m\Delta y = -35\text{ m} olur. Buradan 35=18t5t2    5t218t35=0-35 = 18t - 5t^2 \implies 5t^2 - 18t - 35 = 0 denklemi çözülerek t=5 st = 5\text{ s} bulunur.
Hız değişimini bulmak için cismin hareket süresini bilmemiz gerekir.
3
Hız vektöründeki değişimin büyüklüğünü hesaplamak.
Δv=gt=105=50 m/s\lvert\Delta\vec{v}\rvert = g \cdot t = 10 \cdot 5 = 50\text{ m/s} bulunur.
Sürtünmesiz ortamda cisme etki eden tek ivme yer çekimi ivmesi olduğundan hız değişimi düşey doğrultuda gerçekleşir ve Δv=gt\Delta \vec{v} = \vec{g} \cdot t ile hesaplanır.

Anahtar Kavram

İki boyutta sabit ivmeli harekette hız değişimi, ivme vektörü ile geçen sürenin çarpımına eşittir ve yönü ivme vektörüyle aynıdır.
Soru 2952Soru

Sürtünmesiz ve yatay zemin üzerinde sabitlenmiş, yatayla 3737^\circ lik açı yapan bir eğik düzleme, 1 kg1\text{ kg} kütleli bir bilye düşey doğrultuda 8 m/s8\text{ m/s} süratle çarpmaktadır. Bilye, çarpışmadan hemen sonra yatay doğrultuda hareketine devam etmektedir. Buna göre, çarpışma sürecinde eğik düzlemin bilyeye uyguladığı itmenin büyüklüğü kaç Ns\text{N}\cdot\text{s}'dir?

(sin37=0,6\sin 37^\circ = 0,6; cos37=0,8\cos 37^\circ = 0,8; yer çekiminin ve çarpışma süresince hava direncinin etkisi ihmal edilmektedir.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 10

Cevap

Eğik düzlemin bilyeye uyguladığı itmenin büyüklüğü 10 N·s'dir.
Eğik düzlemin bilyeye uyguladığı itme, bilyenin çizgisel momentumundaki vektörel değişime eşittir. Sürtünmesiz yüzeyde normal kuvveti yüzeye dik olduğundan, momentum değişim vektörü de yüzeyin normali doğrultusundadır. Buradan son hız 6 m/s ve son momentum 6 kg·m/s olarak bulunur. Başlangıçta düşey aşağı 8 kg·m/s olan momentum ile son durumdaki yatay 6 kg·m/s momentumun vektörel farkı alındığında, aralarında 90 derece olan bu iki vektörün Pisagor teoremiyle bileşkesi 10 N·s büyüklüğünde bir itme verir.

Adım Adım Çözüm

1
Bilyenin ilk ve son çizgisel momentum vektörleri ifade edilir.
İlk momentum düşey aşağı yönde pi=mv1=18=8 kgm/sp_i = m \cdot v_1 = 1 \cdot 8 = 8\text{ kg}\cdot\text{m/s} büyüklüğündedir. Son momentum yatay sağa doğru pf=mv2=1v2=v2 kgm/sp_f = m \cdot v_2 = 1 \cdot v_2 = v_2\text{ kg}\cdot\text{m/s} büyüklüğündedir.
İtme, çizgisel momentumdaki değişime eşittir (I=Δp\vec{I} = \Delta\vec{p}).
2
Sürtünmesiz yüzeyde bilyeye etki eden net kuvvet (ve dolayısıyla itme) yüzeye dik olduğundan, momentum değişiminin yönü yüzeyin normaliyle aynı doğrultudadır. Bu geometrik ilişkiden son hız bulunur.
Eğik düzlemin normali düşey doğrultuyla 3737^\circ lik açı yapar. Momentum değişiminin (Δp=pfpi\Delta\vec{p} = \vec{p}_f - \vec{p}_i) yatay bileşeninin düşey bileşenine oranı normal doğrultusunun eğimine eşit olmalıdır: tan37=pf/pi0,75=v2/8v2=6 m/s\tan 37^\circ = p_f / p_i \Rightarrow 0,75 = v_2 / 8 \Rightarrow v_2 = 6\text{ m/s} bulunur. Dolay��sıyla son momentum pf=6 kgm/sp_f = 6\text{ kg}\cdot\text{m/s} olur.
Yüzeyin sürtünmesiz olması nedeniyle uygulanan kuvvet yalnızca normal doğrultusunda olabilir.
3
Birbirine dik olan yatay ve düşey momentum değişim bileşenleri kullanılarak toplam itme hesaplanır.
I=Δp=pfpi\vec{I} = \Delta\vec{p} = \vec{p}_f - \vec{p}_i. Vektörlerin büyüklüğü I=pf2+pi2=62+82=10 NsI = \sqrt{p_f^2 + p_i^2} = \sqrt{6^2 + 8^2} = 10\text{ N}\cdot\text{s} olarak bulunur.
Yatay ve düşey bileşenler birbirine dik olduğundan Pisagor bağıntısı uygulanır.

Anahtar Kavram

İtme ve Çizgisel Momentum Değişimi İlişkisi
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 2953Soru

Dünya'nın manyetik alanının ekvator bölgesinde, yer yüzeyine paralel ve coğrafi kuzey yönünde olduğu kabul edilmektedir. Ekvator çizgisi üzerinde yer alan bir gözlemciye göre, yer yüzeyine dik ve yukarıya (gökyüzüne) doğru fırlatılan pozitif yüklü bir kozmik parçacığa fırlatıldığı anda etki eden manyetik kuvvet hangi coğrafi yöndedir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Batı

Cevap

Manyetik kuvvet batı yönündedir.
Sağ el kuralı uygulandığında; başparmak hız vektörünü (yukarı), dört parmak ise manyetik alan çizgilerini (kuzey) gösterecek şekilde konumlandırılırsa, sağ elin avuç içi batı yönünü gösterir. Parçacık pozitif yüklü olduğu için etki eden kuvvet avuç içi yönünde, yani batı yönündedir.

Adım Adım Çözüm

1
Parçacığın hız vektörü ve ortamdaki manyetik alan vektörünün yönlerini belirleme
Pozitif yüklü parçacığın hız vektörü yer yüzeyinden yukarıya doğrudur (v=+z\vec{v} = +z). Dünya'nın manyetik alanı ise coğrafi kuzey yönündedir (B=+y\vec{B} = +y).
Manyetik kuvvetin yönünün tayin edilebilmesi için öncelikle hız ve manyetik alan vektörlerinin yönlerinin doğru şekilde tanımlanması gerekir.
2
Sağ el kuralını uygulayarak manyetik kuvvetin yönünü bulma
Sağ elin başparmağı hız yönünü (Yukarı), açık olan dört parmağı ise manyetik alan yönünü (Kuzey) gösterecek şekilde tutulursa, avuç içi Batı yönünü işaret eder.
Manyetik alan içerisinde hareket eden yüklü parçacıklara etki eden manyetik kuvvetin yönü sağ el kuralı ile bulunur.
3
Parçacığın yük işaretine göre nihai yönü teyit etme
Parçacık pozitif yüklü olduğu için manyetik kuvvet avuç içinin gösterdiği yön olan Batı yönündedir.
Sağ el kuralında avuç içi pozitif yüklü parçacıklara, avuç dışı ise negatif yüklü parçacıklara etki eden kuvvetin yönünü gösterir.

Anahtar Kavram

Düzgün manyetik alanda hareket eden yüklü parçacıklara etki eden manyetik kuvvetin yönü sağ el kuralı yardımıyla belirlenir.
Tahmini Süre:1m 0s
Soru 2954Soru

Bir teknoloji şirketinde çalışan 100100 personelin departmanlarına ve çalışma şekillerine göre dağılımı aşağıdaki tabloda verilmiştir:

DepartmanUzaktan ÇalışanOfisten Çalışan
Yazılım35351515
Pazarlama20203030

Bu şirketteki çalışanlar aras��ndan rastgele seçilen bir kişinin ofisten çalıştığı bilindiğine göre, bu kişinin yazılım departmanında çalışan bir personel olma olasılığı kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 13\frac{1}{3}

Cevap

Seçilen kişinin yazılım departmanında çalışan bir personel olma olasılığı \frac{1}{3} olur.
Seçilen kişinin ofisten çalıştığı bilindiği için örnek uzayımız sadece ofisten çalışan personelden oluşur. Ofisten çalışan toplam personel sayısı 15+30=4515 + 30 = 45'tir. Bu 45 kişi içinden yazılım departmanında çalışanların sayısı ise 15'tir. Dolayısıyla bu olasılık 1545=13\frac{15}{45} = \frac{1}{3} olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1
Koşullu olasılıkta örnek uzayın daraltılması gerekir. Verilen koşul seçilen kişinin 'ofisten çalışan' biri olmasıdır. Tablodan ofisten çalışan toplam personel sayısını bulun.
Ofisten çalışan toplam personel sayısı: 15 (Yazılım)+30 (Pazarlama)=4515 \text{ (Yazılım)} + 30 \text{ (Pazarlama)} = 45
Koşullu olasılıkta örnek uzay, verilen koşulu sağlayan durumlar kümesiyle sınırlandırılır.
2
Daraltılmış örnek uzay içerisinden istenen olayın (yazılım departmanında çalışan) eleman sayısını belirleyin.
Ofisten çalışanlar içindeki yazılım personeli sayısı: 1515
Seçilen kişinin hem ofisten çalışıyor olması hem de yazılım departmanında olması istenir.
3
İstenen olayın eleman sayısını daraltılmış örnek uzayın eleman sayısına oranlayarak olasılık değerini sadeleştirilmiş kesir şeklinde hesaplayın.
1545=13\frac{15}{45} = \frac{1}{3}
Olasılık değeri, istenen durum sayısının tüm mümkün durumların sayısına bölünmesiyle elde edilir.

Anahtar Kavram

Koşullu olasılık hesaplanırken örnek uzay verilen koşula göre daraltılır. P(AB)=s(AB)s(B)P(A \mid B) = \frac{s(A \cap B)}{s(B)} formülü ile hesaplama yapılır.
Soru 2955Soru

Bir teknoloji şirketi ürettiği bir yazılım lisansından elde edece��i kârı en üst düzeye çıkarmak istemektedir. Bu yazılımın xx bin adet satılması durumunda elde edilecek toplam gelir ve toplam maliyet fonksiyonları sırasıyla,

R(x)=2x2+30x+10R(x) = -2x^2 + 30x + 10
C(x)=19(3x3)311x2+48x40C(x) = \frac{1}{9}(3x-3)^3 - 11x^2 + 48x - 40

bin TL olarak modellenmiştir. Buna göre, bu şirketin elde edebileceği maksimum kâr kaç bin TL'dir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 53

Cevap

Maksimum kâr 53 bin TL'dir.
Toplam gelir fonksiyonundan toplam maliyet fonksiyonu çıkarılarak kâr fonksiyonu P(x)P(x) elde edilir. P(x)P(x) fonksiyonunun türevi alınıp sıfıra eşitlendiğinde elde edilen köklerden yerel maksimum noktası olan x=3x = 3 değeri kâr fonksiyonunda yerine yazıldığında maksimum kâr 53 bin TL olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Kâr fonksiyonunu (P(x)P(x)) toplam gelir fonksiyonundan (R(x)R(x)) toplam maliyet fonksiyonunu (C(x)C(x)) çıkararak elde ediniz.
P(x)=R(x)C(x)=(2x2+30x+10)(19(3x3)311x2+48x40)=19(3x3)3+9x218x+50P(x) = R(x) - C(x) = (-2x^2 + 30x + 10) - (\frac{1}{9}(3x-3)^3 - 11x^2 + 48x - 40) = -\frac{1}{9}(3x-3)^3 + 9x^2 - 18x + 50
Kârı en üst düzeye çıkaran noktayı bulmak için öncelikle kâr fonksiyonunu tanımlamamız gerekir.
2
Kâr fonksiyonunun türevini (P(x)P'(x)) zincir kuralını uygulayarak alınız.
P(x)=193(3x3)23+18x18=(3x3)2+18x18=9x2+36x27P'(x) = -\frac{1}{9} \cdot 3(3x-3)^2 \cdot 3 + 18x - 18 = -(3x-3)^2 + 18x - 18 = -9x^2 + 36x - 27
Maksimum veya minimum değerlerin adaylarını bulmak için fonksiyonun birinci türevini sıfır yapan kritik noktaları bulmalıyız.
3
Türev fonksiyonunu sıfıra eşitleyip köklerini bulunuz.
9x2+36x27=0    x24x+3=0    (x1)(x3)=0    x=1-9x^2 + 36x - 27 = 0 \implies x^2 - 4x + 3 = 0 \implies (x-1)(x-3) = 0 \implies x = 1 veya x=3x = 3
Türevin sıfır olduğu noktalar fonksiyonun yerel ekstremum noktalarıdır.
4
Türev işaret tablosunu inceleyerek hangi kritik noktanın yerel maksimum olduğunu belirleyiniz.
x=3x = 3 noktasında fonksiyon artanlıktan azalanlığa geçtiği için yerel maksimumdur.
Maksimum kârı elde etmek için yerel maksimum noktasını tespit etmeliyiz.
5
Belirlenen yerel maksimum noktasını kâr fonksiyonunda yerine yazıp maksimum kârı hesaplayınız.
P(3)=19(93)3+9(3)218(3)+50=24+8154+50=53P(3) = -\frac{1}{9}(9-3)^3 + 9(3)^2 - 18(3) + 50 = -24 + 81 - 54 + 50 = 53 bin TL
Maksimum kâr miktarını bulmak için x=3x = 3 değerini kâr fonksiyonuna yerleştiririz.

Anahtar Kavram

Türev yardımıyla maksimum ve minimum problemlerinin çözümü

Alternatif Yöntem

Kârın maksimum olması için marjinal gelirin marjinal maliyete eşit olması gerekir, yani R(x)=C(x)R'(x) = C'(x) eşitliği doğrudan çözülerek de x=3x = 3 kritik noktası bulunabilir.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 2956Soru

Dik koordinat düzleminde; y=4x2y = 4 - x^2 parabolü, y=x+2y = x + 2 doğrusu ve yy-ekseni arasında kalan ve koordinat düzleminin ikinci bölgesinde yer alan sınırlı bölgenin alanı kaç birimkaredir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 103\frac{10}{3}

Cevap

İkinci bölgede sınırlandırılmış bölgenin alanı olan \frac{10}{3} birimkaredir.
İkinci bölgede sınırlanan bölgenin alanı, üstte yer alan parabolün denkleminden alttaki doğrunun denklemi çıkarılarak elde edilen ifadenin x=2x = -2 ile x=0x = 0 sınırları arasındaki belirli integrali ile bulunur. Yapılan hesaplamalar sonucunda alan değeri 103\frac{10}{3} birimkare olarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Eğrilerin kesim noktalarını belirlemek amacıyla denklemleri birbirine eşitleyin.
4x2=x+2    x2+x2=0    (x+2)(x1)=04 - x^2 = x + 2 \implies x^2 + x - 2 = 0 \implies (x + 2)(x - 1) = 0 elde edilir. Buradan kesim noktalarının apsisleri x=2x = -2 ve x=1x = 1 olarak bulunur.
İntegral sınırlarını ve bölgenin başlangıç noktasını tespit etmek için kesim noktaları bulunmalıdır.
2
İkinci bölgedeki sınır değerlerini ve hangi fonksiyonun üstte yer aldığını tespit edin.
İkinci bölgede x0x \le 0 ve y0y \ge 0 olmalıdır. Dolayısıyla sol sınır kesim noktası olan x=2x = -2, sağ sınır ise yy-ekseni yani x=0x = 0 olur. Bu aralıkta (örneğin x=1x = -1 için) parabolün değeri 33, doğrunun değeri ise 11 olduğundan parabol (y=4x2y = 4 - x^2) doğrunun (y=x+2y = x + 2) üstündedir.
İntegral sınırlarını belirlemek ve alan ifadesini üstteki fonksiyondan alttakini çıkaracak şekilde kurmak için bu analiz gereklidir.
3
Belirli integral yardımıyla alan bağıntısını kurun ve integrali alın.
Alan=20((4x2)(x+2))dx=20(2xx2)dxAlan = \int_{-2}^0 \left( (4 - x^2) - (x + 2) \right) dx = \int_{-2}^0 (2 - x - x^2) dx integral ifadesi elde edilir. Bu ifadenin belirsiz integrali: [2xx22x33]20\left[ 2x - \frac{x^2}{2} - \frac{x^3}{3} \right]_{-2}^0 olarak bulunur.
Sınırlandırılmış bölgenin alanı, üstteki fonksiyon ile alttaki fonksiyonun farkının belirli integrali ile hesaplanır.
4
Bulunan integral ifadesinde sınırları yerine yazarak alanı hesaplayın.
0(2(2)(2)22(2)33)=(42+83)=(6+83)=1030 - \left( 2(-2) - \frac{(-2)^2}{2} - \frac{(-2)^3}{3} \right) = - \left( -4 - 2 + \frac{8}{3} \right) = - \left( -6 + \frac{8}{3} \right) = \frac{10}{3} birimkare elde edilir.
Belirli integralin değerini bulmak için üst sınırın fonksiyon değerinden alt sınırın fonksiyon değeri çıkarılır.

Anahtar Kavram

Belirli İntegral ile Alan Hesabı

Alternatif Yöntem

İstenen alan, parabolün altında kalan alan ile doğrunun altında kalan alanların geometrik farkı olarak da hesaplanabilir. [2,0][-2, 0] aralığında y=4x2y = 4 - x^2 parabolünün altında kalan alan: 20(4x2)dx=163\int_{-2}^0 (4 - x^2) dx = \frac{16}{3} birimkaredir. Aynı aralıkta y=x+2y = x+2 doğrusu, koordinat eksenleriyle köşeleri (2,0)(-2,0), (0,0)(0,0) ve (0,2)(0,2) olan bir dik üçgen oluşturur. Bu üçgenin alanı 2×22=2\frac{2 \times 2}{2} = 2 birimkaredir. İstenen bölge bu iki alanın farkı olduğundan: 1632=103\frac{16}{3} - 2 = \frac{10}{3} birimkare bulunur.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 2957Soru

log123=x\log_{12} 3 = x olduğuna göre, log68\log_{6} 8 ifadesinin xx türünden eşiti aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 33x1+x\frac{3-3x}{1+x}

Cevap

İtenen ifadenin verilen değişken cinsinden değeri olan 33x1+x\frac{3-3x}{1+x} ifadesidir.
Verilen eşitlikten taban değiştirme kuralı yardımıyla log32=1x2x\log_3 2 = \frac{1-x}{2x} değeri elde edilir. İstenen log68\log_6 8 ifadesi de 3 tabanına dönüştürülüp bu değer yerine yazıldığında doğru sonuç 33x1+x\frac{3-3x}{1+x} olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Verilen log123=x\log_{12} 3 = x ifadesine taban değiştirme kuralı uygulanarak 3 tabanında yazılır.
log312=1x\log_3 12 = \frac{1}{x}
Değişkeni daha kolay çözümlenebilir bir tabana indirgemek amacıyla taban değiştirme yapılmıştır.
2
12=32212 = 3 \cdot 2^2 çarpanlarına ayrılır ve logaritmanın çarpım özelliği kullanılarak ifade a��ılır.
log3(322)=log33+log322=1+2log32=1x\log_3 (3 \cdot 2^2) = \log_3 3 + \log_3 2^2 = 1 + 2\log_3 2 = \frac{1}{x}
İfadeyi log32\log_3 2 cinsinden ifade edebilmek için logaritmanın ��arpım ve üs özellikleri kullanılmıştır.
3
Elde edilen denklemden log32\log_3 2 ifadesi çekilir.
2log32=1x1=1xx    log32=1x2x2\log_3 2 = \frac{1}{x} - 1 = \frac{1-x}{x} \implies \log_3 2 = \frac{1-x}{2x}
İstenen ifadenin hesaplanmasında kullanılmak üzere temel logaritmik değer xx cinsinden yalnız bırakılmıştır.
4
İstenen log68\log_6 8 ifadesi taban değiştirme kuralı uygulanarak 3 tabanına çevrilir.
log68=log38log36=log323log3(23)=3log32log32+1\log_6 8 = \frac{\log_3 8}{\log_3 6} = \frac{\log_3 2^3}{\log_3 (2 \cdot 3)} = \frac{3\log_3 2}{\log_3 2 + 1}
İstenen ifadeyi, değeri bilinen log32\log_3 2 cinsinden yazabilmek için uygun tabanda yeniden ifade edilmiştir.
5
Bulunan log32=1x2x\log_3 2 = \frac{1-x}{2x} değeri yerine yazılarak rasyonel ifade sadeleştirilir.
log68=3(1x2x)1x2x+1=3(1x)2x1x+2x2x=3(1x)1+x=33x1+x\log_6 8 = \frac{3 \cdot \left(\frac{1-x}{2x}\right)}{\frac{1-x}{2x} + 1} = \frac{\frac{3(1-x)}{2x}}{\frac{1-x+2x}{2x}} = \frac{3(1-x)}{1+x} = \frac{3-3x}{1+x}
İfadenin en sade halini cebirsel işlemler yardımıyla bulmak için payda eşitleme ve sadeleştirme yapılmıştır.

Anahtar Kavram

Logaritma fonksiyonunda taban değiştirme özelliği ve logaritmanın çarpım/üs kurallarının uygulanması.
Soru 2958Soru

Bir müzenin sergi salonundaki yan yana duran bir stantta 5 farklı seramik vazo ile 2 farklı cam vazo tek bir sıra hâlinde sergilenecektir.

Cam vazoların yan yana gelmemesi ve standın en başında ya da en sonunda yer almaması koşuluyla, bu vazolar kaç farklı şekilde sıralanabilir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 14401440

Cevap

1440
Doğru cevaba ulaşmak için öncelikle 5 farklı seramik vazo yan yana sıralanır (5!=1205! = 120 durum). Bu vazolar yerleştirildiğinde aralarında 4 adet iç boşluk oluşur. Cam vazoların yan yana olmaması ve uçlarda bulunmaması gerektiğinden, bu 2 farklı cam vazo sadece bu 4 iç boşluğa sıralanabilir. Bu sıralama da P(4,2)=12P(4, 2) = 12 farklı yolla yapılır. Çarpma kuralı gereği, bu iki bağımsız durumun çarpımı olan 120×12=1440120 \times 12 = 1440 doğru cevabı verir.

Adım Adım Çözüm

1
Seramik vazoların sıralanışını hesaplama
5 farklı seramik vazo kendi aralarında 5!=1205! = 120 farklı şekilde sıralanır.
Birbirinden farklı nesnelerin düz bir sıraya dizilimi faktöriyel ile hesaplanır.
2
Cam vazoların yerleştirilebileceği uygun boşlukları belirleme
Uçlardaki boşluklar hariç tutulduğunda, seramik vazoların arasında kalan 4 iç boşluk kullanılabilir.
Cam vazoların yan yana gelmemesi için seramik vazoların arasına yerleştirilmeleri gerekir. Ayrıca en başta ve en sonda yer alamayacakları için uçtaki boşluklar elenir.
3
Cam vazoların bu boşluklara yerleştirilme sayısını hesaplama
2 farklı cam vazo, belirlenen 4 boşluğa P(4,2)=4×3=12P(4, 2) = 4 \times 3 = 12 farklı şekilde yerleştirilir.
Boşluklar ve vazolar farklı olduğu için permütasyon (sıralama) formülü kullanılır.
4
Toplam sıralama sayısını bulma
Toplam durum sayısı 120×12=1440120 \times 12 = 1440 olarak hesaplanır.
Çarpma yoluyla sayma kuralına göre, birbirini takip eden bağımsız işlemlerin durum sayıları çarpılır.

Anahtar Kavram

Koşullu Permütasyon ve Ayırma Yöntemi
Soru 2959Soru

Doğrusal bir hat üzerinde aralarında dd uzaklığı bulunacak şekilde yerleştirilen +q+q ve +9q+9q yüklü iki noktasal cisim yalıtkan düzlemde sabitlenmiştir.

Buna göre, bu yüklerin oluşturduğu bileşke elektriksel alanın sıfır olduğu noktanın +q+q yüküne olan uzaklığı kaç dd'dir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 14\frac{1}{4}

Cevap

1/4
Bileşke alanın sıfır olduğu nokta yüklerin arasında yer alır. +q+q yükünden xx, +9q+9q yükünden dxd-x kadar uzaktaki bu noktada elektriksel alan şiddetleri eşitlendiğinde uzaklık orantısı 1/41/4 olarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Elektriksel alan formülünü ve bileşke alanın sıfır olma koşulunu belirleme
Noktasal bir yükün oluşturduğu elektriksel alan E=kqr2E = k \frac{q}{r^2} şeklindedir. İki pozitif yükün oluşturduğu alanların birbirini yok edebilmesi için, sıfır noktası bu iki yükün arasında olmalıdır.
Yüklerin her ikisi de pozitif olduğundan, yükler arasındaki bölgede oluşturdukları elektriksel alan vektörleri zıt yönlüdür.
2
Uzaklıkları tanımlayarak alanların büyüklüklerini eşitleme
Sıfır noktasının +q+q yüküne uzaklığı xx ise, +9q+9q yüküne uzaklığı dxd-x olur. Bu durumda: kqx2=k9q(dx)2k \frac{q}{x^2} = k \frac{9q}{(d-x)^2} denklemi kurulur.
Bileşke alanın sıfır olması için iki yükün bu noktada oluşturduğu alan şiddetlerinin eşit olması gerekir.
3
Eşitliği çözerek xx'in dd cinsinden değerini bulma
Denklemin her iki tarafının karekökü alındığında 1x=3dx\frac{1}{x} = \frac{3}{d-x} elde edilir. Buradan dx=3x4x=dx=14dd-x = 3x \Rightarrow 4x = d \Rightarrow x = \frac{1}{4}d bulunur.
Matematiksel sadeleştirme ve içler dışlar çarpımı ile bilinmeyen uzaklık dd cinsinden hesaplanır.

Anahtar Kavram

Noktasal yüklerin oluşturduğu elektriksel alan ve bileşke elektriksel alanın sıfır olma şartı
Soru 2960Soru

Düşey kesiti verilen sürtünmeli yatay tavana, m=2 kgm = 2\text{ kg} kütleli bir blok yatayla 5353^\circ açı yapacak şekilde uygulanan F=50 NF = 50\text{ N} büyüklüğündeki kuvvetle bastırılmaktadır.

Blok ile tavan arasındaki kinetik sürtünme katsayısı μk=0,5\mu_k = 0,5 olduğuna göre, bloğun yatay doğrultudaki ivmesinin büyüklüğü kaç m/s2\text{m/s}^2 olur?

(g=10 m/s2g = 10\text{ m/s}^2, sin(53)=0,8\sin(53^\circ) = 0,8 ve cos(53)=0,6\cos(53^\circ) = 0,6 alınız.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 10

Cevap

Bloğun yatay doğrultudaki ivmesinin büyüklüğü 10 m/s210\text{ m/s}^2 olarak bulunur.
Uygulanan F=50 NF = 50\text{ N} kuvvetinin düşey bileşeni olan Fy=40 NF_y = 40\text{ N}, bloğun 20 N20\text{ N} ağırlığını aşarak tavana doğru sıkıştırır. Bu durumda tavanın tepki kuvveti N=20 NN = 20\text{ N} olur. Sürtünme kuvveti fk=μkN=10 Nf_k = \mu_k \cdot N = 10\text{ N} hesaplanır. Yatay bileşen Fx=30 NF_x = 30\text{ N} olduğundan, yataydaki net kuvvet Fnet=3010=20 NF_{\text{net}} = 30 - 10 = 20\text{ N} olur. Fnet=maF_{\text{net}} = m \cdot a eşitliğinden ivme 10 m/s210\text{ m/s}^2 bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Kuvvet bileşenlerinin hesaplanması
Fx=30 NF_x = 30\text{ N} ve Fy=40 NF_y = 40\text{ N}
Bloğu yatayda hareket ettiren ve tavana bastıran kuvvetleri ayrı ayrı bulmak için uygulanan kuvvetin bileşenleri hesaplanır.
2
Normal kuvvetin bulunması
N=20 NN = 20\text{ N}
Tavanın bloğa uyguladığı tepki (normal) kuvvetini bulmak için düşey doğrultudaki kuvvet dengesi kullanılır.
3
Sürtünme kuvvetinin bulunması
fk=10 Nf_k = 10\text{ N}
Bloğun hareketine zıt yönde etki eden sürtünme kuvveti, kinetik sürtünme katsayısı ve normal kuvvet çarpılarak hesaplanır.
4
Net kuvvet ve ivmenin hesaplanması
a=10 m/s2a = 10\text{ m/s}^2
Yatay doğrultudaki net kuvvet belirlendikten sonra Newton'ın ikinci hareket yasası (Fnet=maF_{\text{net}} = m \cdot a) kullanılarak ivme hesaplanır.

Anahtar Kavram

Newton'ın İkinci Hareket Yasası, bileşke kuvvet analizi ve sürtünme kuvvetinin normal kuvvetle ilişkisi.
Tahmini Süre:1m 30s
ÖncekiSayfa 148 / 437Sonraki
Tüm alıştırma soruları — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi) | Examkin