Soru

Zorluk: OrtaRutin Olmayan Problemler

Bir su deposu V1V_1, V2V_2 ve V3V_3 litre hacimli üç farklı bölmeden oluşmaktadır. Bu bölmelerin hacimleri arasında aşağıdaki ilişkiler bulunmaktadır:

* V1V_1 ve V2V_2 hacimli bölmelerin toplam hacmi, V3V_3 hacimli bölmenin hacminden küçüktür.
* V2V_2 ve V3V_3 hacimli bölmelerin toplam hacmi, V1V_1 hacimli bölmenin hacminin 33 katına eşittir.

Buna göre; V1V_1, V2V_2 ve V3V_3 hacimlerini temsil eden aşağıdaki bölmeleri en küçük hacimliden en büyük hacimliye doğru sıralayınız.

  1. 1V2V_2 hacimli bölme
  2. 2V1V_1 hacimli bölme
  3. 3V3V_3 hacimli bölme

Cevap

Bölmelerin küçükten büyüğe doğru sıralanışı V2V_2, V1V_1 ve V3V_3 şeklindedir.
Verilen iki ilişkiden ilk olarak V2<V1V_2 < V_1 bağıntısı çıkarılır. Ardından bu bağıntı yardımıyla V3>2V1V_3 > 2V_1 eşitsizliğine ulaşılır. Pozitif hacim değerleri için bu durum V2<V1<V3V_2 < V_1 < V_3 sıralamasını kesin olarak doğrular.

Adım Adım Çözüm

1
Soruda verilen sözel ifadeleri matematiksel eşitsizlik ve denklem haline getirelim.
V1+V2<V3V_1 + V_2 < V_3 ve V2+V3=3V1V_2 + V_3 = 3V_1 bağıntıları elde edilir.
Bölmeler arasındaki ilişkileri cebirsel olarak analiz edebilmek için denklem ve eşitsizlik sistemini kurmamız gerekir.
2
İkinci eşitlikten V3V_3 değerini yalnız bırakarak birinci eşitsizlikte yerine yazalım.
V3=3V1V2V_3 = 3V_1 - V_2 ifadesini ilk eşitsizlikte yerine yazdığımızda V1+V2<3V1V2V_1 + V_2 < 3V_1 - V_2 elde edilir.
Değişken sayısını azaltarak V1V_1 ile V2V_2 arasındaki doğrudan ilişkiyi bulmak amaçlanır.
3
Elde edilen eşitsizlikte benzer terimleri bir araya getirelim.
2V2<2V1    V2<V12V_2 < 2V_1 \implies V_2 < V_1 eşitsizliği bulunur.
V1V_1 ve V2V_2 hacimlerinin büyüklük sıralamasını belirlemek için bu eşitsizlik çözülür.
4
Bulduğumuz V2<V1V_2 < V_1 ilişkisini kullanarak V3=3V1V2V_3 = 3V_1 - V_2 eşitliğinde V3V_3 ile V1V_1 değerlerini karşılaştıralım.
V2<V1    V2>V1V_2 < V_1 \implies -V_2 > -V_1 olur. Buradan V3=3V1V2>3V1V1=2V1V_3 = 3V_1 - V_2 > 3V_1 - V_1 = 2V_1 elde edilir. Dolayısıyla V3>2V1V_3 > 2V_1 olur. Hacimler pozitif olduğundan V3>V1V_3 > V_1 sonucuna ulaşılır.
V3V_3 hacminin diğer hacimlerle olan ilişkisini netleştirip en büyük hacmi belirlemek için bu adım uygulanır.
5
Tüm hacim karşılaştırmalarını birleştirerek küçükten büyüğe sıralamayı oluşturalım.
V2<V1<V3V_2 < V_1 < V_3 sıralaması elde edilir.
Elde edilen V2<V1V_2 < V_1 ve V1<V3V_1 < V_3 eşitsizlikleri birleştirilerek nihai sıralamaya ulaşılır.

Anahtar Kavram

Eşitsizliklerin özelliklerini kullanarak rutin olmayan sözel problemleri cebirsel olarak modelleme ve sıralama yapma.
Bu soruyu puanla