Sayı Kümeleri

114 soru

Soru 61Soru
Doğal sayılar kümesi N\mathbb{N}, tam sayılar kümesi Z\mathbb{Z} ve rasyonel sayılar kümesi Q\mathbb{Q} olmak üzere,
A={4,0,52,3,8,153}A = \left\{-4, \,\, 0, \,\, \frac{5}{2}, \,\, \sqrt{3}, \,\, 8, \,\, -\frac{15}{3}\right\}
kümesi veriliyor.

Buna göre, AA kümesinin elemanlarından kaç tanesi Z\mathbb{Z} kümesinin bir elemanıdır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 4

Cevap

A kümesinin elemanlarından tam sayı olanlar -4, 0, 8 ve -15/3 (yani -5) sayılarıdır. Dolayısıyla bu kümenin 4 elemanı tam sayılar kümesinin bir elemanıdır.
Kümedeki elemanlar tek tek incelendiğinde; -4, 0, 8 ve -15/3 (yani -5) sayılarının tam sayı olduğu görülür. Toplamda 4 eleman tam sayıdır.

Adım Adım Çözüm

1
A kümesinin elemanlarının tam sayı olup olmadığını belirlemek amacıyla her bir elemanı sadeleştirerek analiz etme
4,0,8-4, 0, 8 ve 153-\frac{15}{3} (yani 5-5) sayılarının tam sayı; 52\frac{5}{2} ve 3\sqrt{3} sayılarının ise tam sayı olmadığı belirlenmiştir.
Her bir elemanın tam sayılar kümesine ait olup olmadığını netleştirmek için.
2
Belirlenen tam sayı elemanlarının sayısını bulma
4
Soruda bizden istenen toplam tam sayı elemanı sayısına ulaşmak için.

Anahtar Kavram

Sayı kümeleri arasındaki ilişkiler ve elemanların kümelere aitliği.
Soru 62Soru

Sayı doğrusu üzerinde işaretlenen a,ba, b ve cc sayıları ile ilgili aşağıdakiler bilinmektedir:

* aa bir tam sayı, bb ise tam sayı olmayan bir rasyonel sayıdır.
* aa sayısının bb sayısına olan uzaklığı 2,42,4 birimdir.
* bb sayısının cc sayısına olan uzaklığı 1,61,6 birimdir.

cc sayısı bir doğal sayı olduğuna göre, aa sayısının alabileceği en küçük değer kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -4

Cevap

En küçük aa tam sayısı 4-4 olarak bulunur.
Sayı doğrusundaki uzaklık ilişkileri yazılıp cc sayısı aa cinsinden ifade edildiğinde, cc'nin bir doğal sayı (dolayısıyla tam sayı) olabilmesi için rasyonel kısımların birbirini tam sayıya tamamlaması gerekir. Buradan c=a+4c = a + 4 veya c=a4c = a - 4 elde edilir. Doğal sayıların en küçük elemanı 00 olduğundan, c0c \geq 0 eşitsizliğinden a4a \geq -4 bulunur. Dolayısıyla aa'nın en küçük değeri 4-4'tür.

Adım Adım Çözüm

1
Uzaklık ifadelerini mutlak değer veya denklem şeklinde yazma.
ab=2,4    b=a±2,4|a - b| = 2,4 \implies b = a \pm 2,4
bc=1,6    c=b±1,6|b - c| = 1,6 \implies c = b \pm 1,6
Sayı doğrusundaki iki nokta arasındaki uzaklık, bu noktaların farkının mutlak değerine eşittir.
2
bb değerini cc eşitliğinde yerine yazarak cc ile aa arasındaki ilişkileri bulma.
c=(a±2,4)±1,6c = (a \pm 2,4) \pm 1,6
Buradan dört olası durum elde edilir:
1. c=a+2,4+1,6=a+4c = a + 2,4 + 1,6 = a + 4
2. c=a+2,41,6=a+0,8c = a + 2,4 - 1,6 = a + 0,8
3. c=a2,4+1,6=a0,8c = a - 2,4 + 1,6 = a - 0,8
4. c=a2,41,6=a4c = a - 2,4 - 1,6 = a - 4
cc sayısını doğrudan aa değişkenine bağlı olarak inceleyebilmek için.
3
Sayı kümelerinin özelliklerini kullanarak geçerli durumları belirleme.
aa bir tam sayı ve cc bir doğal sayı (aynı zamanda bir tam sayı) olduğundan, cc bir tam sayı olmalıdır. a±0,8a \pm 0,8 ifadeleri tam sayı olamayacağından 2. ve 3. durumlar elenir. Geçerli durumlar c=a+4c = a + 4 veya c=a4c = a - 4 olur.
Tam sayılar ile tam sayı olmayan rasyonel sayıların toplamının tam sayı olamayacağı gerçeğini uygulamak.
4
cNc \in \mathbb{N} (doğal sayı) koşulunu uygulayarak en küçük aa değerini hesaplama.
c0c \geq 0 olmalıdır.
c=a+40    a4c = a + 4 \ge 0 \implies a \ge -4
c=a40    a4c = a - 4 \ge 0 \implies a \ge 4
Bu iki aralıktan elde edilen en küçük aa tam sayısı 4-4'tür.
Doğal sayıların en küçük elemanının 00 olduğu bilgisini kullanarak aa üzerindeki alt sınırı bulmak.

Anahtar Kavram

Sayı kümelerinin eleman özelliklerinin (doğal sayılar, tam sayılar, rasyonel sayılar) ve sayı doğrusu üzerindeki uzaklık ilişkilerinin kavranması.
Soru 63Soru

Bir xx gerçel sayısı için M(x)M(x) kümesi, kxk \cdot x çarpımını bir tam sayı yapan kk pozitif tam sayılarının kümesidir. M(x)M(x) kümesinin en küçük elemanı e(x)e(x) olarak tanımlanıyor. Eğer böyle bir kk pozitif tam sayısı yoksa e(x)=0e(x) = 0 kabul ediliyor.

Buna göre, elemanları
A={24;73;18;0;π;155;228}A = \left\{ -2{}4; \,\, \frac{7}{3}; \,\, \sqrt{18}; \,\, 0; \,\, \pi; \,\, -\frac{15}{5}; \,\, 2\sqrt{2}\cdot\sqrt{8} \right\}
kümesinin elemanları olan xx değerleri için e(x)e(x) değerlerinin toplamı kaçtır?
Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 11

Cevap

Hesaplanan e(x) değerlerinin toplamı 11'dir.
Kümedeki rasyonel sayıların en sade hallerinin paydalarındaki en küçük pozitif tam sayılar sırasıyla 5 ve 3'tür. İrrasyonel olan sayıların e(x) değerleri tanımdan dolayı 0'dır. Tam sayı olan elemanlar için ise 1 ile çarpımları tam sayı olduğundan e(x) değerleri 1'dir. Bu değerlerin toplamı 11 yapmaktadır.

Adım Adım Çözüm

1
Kümedeki tüm elemanları en sade biçimlerine getirerek hangi sayı kümesine ait olduklarını belirlemek.
-2,4 = -12/5 (Rasyonel), 7/3 (Rasyonel), \sqrt{18} = 3\sqrt{2} (İrrasyonel), 0 (Tam sayı), \pi (İrrasyonel), -15/5 = -3 (Tam sayı), 2\sqrt{2}\cdot\sqrt{8} = 8 (Tam sayı).
Her bir elemanın rasyonel, irrasyonel veya tam sayı olma durumuna göre e(x) fonksiyonunun tanımı değişmektedir.
2
Tanıma uygun olarak her bir x elemanı için e(x) değerlerini hesaplamak.
e(-2,4) = 5, e(7/3) = 3, e(\sqrt{18}) = 0, e(0) = 1, e(\pi) = 0, e(-15/5) = 1, e(2\sqrt{2}\cdot\sqrt{8}) = 1.
k pozitif tam sayı olmak üzere k*x çarpımını tam sayı yapan en küçük k değerini bulmak veya çarpımı tam sayı yapacak pozitif tam sayı bulunamayan irrasyonel sayılar için 0 değerini atamak.
3
Hesaplanan e(x) değerlerini toplamak.
5 + 3 + 0 + 1 + 0 + 1 + 1 = 11.
Soru kökündeki toplam ifadesine ulaşmak.

Anahtar Kavram

Sayı kümelerinin (tam sayılar, rasyonel sayılar, irrasyonel sayılar) özellikleri ve elemanlarının bu kümelere göre sınıflandırılması.
Soru 64Soru

Bir soğuk hava deposunun sıcaklığı başlangıçta sıfırın altında 1212 °C olarak ölçülmüştür. Bu deponun sıcaklığı her saatin sonunda 33 °C artmaktadır. Buna göre, deponun sıcaklığı en az kaç saat sonra ilk kez bir doğal sayıya eşit olur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 4

Cevap

Deponun sıcaklığının ilk kez bir doğal sayı olması için en az 4 saat geçmesi gerekir.
Deponun sıcaklığının ilk kez bir doğal sayı olması, sıcaklığın en küçük doğal sayı olan 00 °C değerine ulaşması demektir. Başlangıç sıcaklığı 12-12 °C iken saatte 33 °C artışla 44 saatin sonunda sıcaklık 00 °C olur.

Adım Adım Çözüm

1
Deponun xx saat sonraki sıcaklık ifadesini yazın.
Sıcaklık 12+3x-12 + 3x olur.
Başlangıç sıcaklığı 12-12 °C olup her saat 33 °C artmaktadır.
2
Doğal sayılar kümesinin elemanlarını ve en küçük elemanını belirleyin.
Doğal sayılar kümesi 00 elemanını içerir ve en küçük doğal sayı 00'dır.
Sıcaklığın doğal sayı olabilmesi için en az 00 °C'ye ulaşması gerekir.
3
Sıcaklık ifadesini 00'a eşitleyerek geçen süreyi bulun.
12+3x=03x=12x=4-12 + 3x = 0 \Rightarrow 3x = 12 \Rightarrow x = 4
Geçen süre tam sayı olmalıdır ve 44 saatin sonunda sıcaklık tam olarak 00 °C olur.

Anahtar Kavram

Doğal sayılar kümesinin elemanları ve sıfırın bir doğal sayı olması.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 65Soru

aa ve bb sıfırdan farklı gerçel sayılar olmak üzere,
* a+ba + b toplamının bir irrasyonel sayı,
* aba \cdot b çarpımının bir rasyonel sayı
olduğu biliniyor.

Buna göre,
I. aa ve bb irrasyonel sayılardır.
II. aba - b farkı bir irrasyonel sayıdır.
III. a2+b2a^2 + b^2 toplamı bir rasyonel sayıdır.

ifadelerinden hangileri kesinlikle doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Yalnız I

Cevap

Sıfırdan farklı iki gerçel sayının toplamı irrasyonel ve çarpımı rasyonel ise, bu sayıların her ikisi de irrasyonel olmak zorundadır. Farkları veya kareleri toplamı rasyonel de olabilir, irrasyonel de olabilir. Dolayısıyla yalnız birinci öncül kesinlikle doğrudur.
Toplamları irrasyonel, çarpımları ise rasyonel olan sıfırdan farklı iki gerçel sayının her ikisi de irrasyonel olmak zorundadır. Eğer biri rasyonel olsaydı, çarpımın rasyonel olması için diğeri de rasyonel olmak zorunda kalırdı; bu durumda toplamları da rasyonel olurdu ve bu durum verilen bilgiyle çelişirdi. Bu nedenle yalnız birinci öncülün yer aldığı seçenek doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Birinci öncülün doğruluğunu çelişki yöntemiyle analiz etme.
aa ve bb sayılarından en az birinin rasyonel olduğu varsayıldığında, sıfırdan farklı rasyonel sayıların bölümü de rasyonel olacağından diğer sayı da rasyonel olur. Bu durumda toplamları da rasyonel olmak zorundadır. Ancak bu durum toplamın irrasyonel olması bilgisiyle çeliştiği için aa ve bb sayılarının her ikisi de irrasyoneldir.
Rasyonel ve irrasyonel sayı kümelerinin toplama ve çarpma işlemlerine göre kapalılık ve eleman özelliklerini incelemek.
2
İkinci öncül için fark ifadesini inceleme ve karşıt örnek oluşturma.
a=1+2a = 1 + \sqrt{2} ve b=1+2b = -1 + \sqrt{2} irrasyonel sayıları seçildiğinde, a+b=22a+b = 2\sqrt{2} (irrasyonel) ve ab=1a \cdot b = 1 (rasyonel) ��artları sağlanır. Ancak bu durumda ab=(1+2)(1+2)=2a - b = (1+\sqrt{2}) - (-1+\sqrt{2}) = 2 olup rasyonel bir sayıdır.
İki irrasyonel sayının farkının her zaman irrasyonel olmadığını göstermek.
3
Üçüncü öncül için a2+b2a^2 + b^2 ifadesini özdeşlik yardımıyla düzenleme ve analiz etme.
a2+b2=(a+b)22aba^2 + b^2 = (a+b)^2 - 2ab yazılır. abab rasyoneldir, ancak (a+b)2(a+b)^2 ifadesi her zaman rasyonel olmak zorunda değildir. Örneğin, a+b=1+2a+b = \sqrt{1+\sqrt{2}} ve ab=1ab = -1 için a2+b2=(1+2)2(1)=3+2a^2+b^2 = (1+\sqrt{2}) - 2(-1) = 3+\sqrt{2} irrasyoneldir.
Kareler toplamının rasyonel olup olmadığını toplamın karesi ve çarpımın ilişkisi üzerinden sorgulamak.

Anahtar Kavram

Rasyonel ve irrasyonel sayı kümelerinin işlemsel özellikleri

Alternatif Yöntem

Öncülleri incelerken ikinci dereceden denklemlerin kök katsayı ilişkilerinden yararlanılabilir. aa ve bb sayıları, x2(a+b)x+ab=0x^2 - (a+b)x + ab = 0 denkleminin kökleridir. T=a+bT = a+b (irrasyonel) ve C\c=abÇ = ab (rasyonel) olmak üzere, denklemin diskriminantı Δ=T24C\c\Delta = T^2 - 4Ç olur. T2T^2 irrasyonel seçilebildiğinden, Δ\Delta ve dolayısıyla köklerin kareleri toplamı olan a2+b2=T22C\ca^2+b^2 = T^2 - 2Ç ifadesi de irrasyonel olabilir.
Tahmini Süre:2m 30s
Soru 66Soru

Bir sayı makinesi, içine atılan bir xx gerçel sayısı için aşağıdaki kurallara göre çalışmaktadır:

* xx bir rasyonel sayı ise ekranda 2x12x - 1 sayısı görünmektedir.
* xx bir irrasyonel sayı ise ekranda x2x^2 sayısı görünmektedir.

Bu makineye atılan bir xx sayısı için ekranda bir tam sayı göründüğüne göre, xx aşağıdakilerden hangisi olabilir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 5\sqrt{5}

Cevap

Makineye atılan sayının karekök 5 olması durumunda ekranda bir tam sayı görünür.
Karekök 5 sayısı bir irrasyonel sayıdır. Makinenin çalışma kuralına göre, sisteme irrasyonel bir sayı girildiğinde ekranda bu sayının karesi gösterilir. Karekök 5 sayısının karesi 5 olup, 5 bir tam sayıdır. Bu nedenle bu girdi aranan koşulu sağlar.

Adım Adım Çözüm

1
Seçeneklerde verilen sayıların rasyonel ve irrasyonel olma durumlarını belirlemek.
Karekök 5, karekök 3 bölü 2 ve karekök 2,5 say��ları irrasyonel sayılardır. 3 bölü 4 ve 2 bölü 3 sayıları ise rasyonel sayılardır.
Hangi girdi için hangi işlemin uygulanacağını seçmek amacıyla sayı kümelerini sınıflandırmamız gerekir.
2
Rasyonel sayılar için tanımlanan 2x - 1 kuralını uygulamak.
3 bölü 4 sayısı için 2 * (3/4) - 1 = 1/2 elde edilir. 2 bölü 3 sayısı için 2 * (2/3) - 1 = 1/3 elde edilir. Her iki sonuç da tam sayı değildir.
Rasyonel sayıların makinedeki çıktısının tam sayı olup olmadığını kontrol etmek.
3
İrrasyonel sayılar için tanımlanan x'in karesi kuralını uygulamak.
Karekök 3 bölü 2 sayısı için sonuç 3/4 olur. Karekök 2,5 sayısı için sonuç 2,5 olur. Karekök 5 sayısı için sonuç 5 olur. Bu sonuçlardan yalnızca 5 bir tam sayıdır.
İrrasyonel sayıların makinedeki çıktılarından hangisinin tam sayı olduğunu tespit etmek.

Anahtar Kavram

Rasyonel ve irrasyonel sayı kümelerinin tanımı ile elemanlarının ayırt edilmesi
Soru 67Soru

Matematik öğretmeni Selim Bey, öğrencilerinin sayı kümeleri arasındaki farkı kavramaların�� sağlamak amacıyla tahtaya şu KK kümesini yazmıştır:

K={4,  32,  0,  1.8,  7,  9}K = \{-4, \; -\frac{3}{2}, \; 0, \; 1.8, \; \sqrt{7}, \; 9\}

Selim Bey öğrencilerinden, bu kümenin elemanlarından üç farklı say�� seçerek bu sayıları sırasıyla a,ba, b ve cc olarak adlandırmalarını istemiştir. Seçilecek bu sayılar için şu koşullar belirlenmiştir:

* aa bir tam sayıdır.
* bb rasyonel sayı olmasına rağmen bir tam sayı değildir.
* cc rasyonel sayı değildir.

Buna göre, bu koşullara uygun kaç farklı (a,b,c)(a, b, c) sıralı üçlüsü oluşturulabilir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 6

Cevap

Koşulları sağlayan 6 farklı sıralı üçlü oluşturulabilir.
Soruda belirtilen koşullara göre: a sayısı tam sayılar kümesinden seçilmelidir, bu koşula uyan elemanlar -4, 0 ve 9 olmak üzere 3 tanedir. b sayısı rasyonel sayı olup tam sayı olmayanlar kümesinden seçilmelidir, bu koşula uyan elemanlar -3/2 ve 1.8 olmak üzere 2 tanedir. c sayısı rasyonel olmayan (irrasyonel) sayılar kümesinden seçilmelidir, bu koşula uyan tek eleman \sqrt{7}'dir. Bu kümeler birbirleriyle kesişmediği için seçilen elemanlar otomatik olarak birbirinden farklı olur. Çarpma yoluyla sayma kuralı gereğince 3 * 2 * 1 = 6 farklı sıralı üçlü oluşturulabilir.

Adım Adım Çözüm

1
K kümesinin elemanlarını sayı kümelerine göre sınıflandırmak
Tam sayılar: -4, 0, 9. Rasyonel olup tam sayı olmayanlar: -3/2, 1.8. İrrasyonel (rasyonel olmayan) sayılar: \sqrt{7}
Her bir değişken için hangi sayıların seçilebileceğini belirlemek amacıyla bu sınıflandırma yapılır.
2
Değişkenler için aday eleman sayılarını belirlemek
a için 3 aday (-4, 0, 9), b için 2 aday (-3/2, 1.8), c için 1 aday (\sqrt{7})
Her bir pozisyona kaç farklı seçeneğin gelebileceğini tespit etmek gerekir.
3
Çarpma kuralını uygulayarak toplam sıralı üçlü sayısını hesaplamak
3 * 2 * 1 = 6
Birbirinden bağımsız olarak yapılan bu seçimlerin toplam sonucunu bulmak için seçenek sayıları çarpılır.

Anahtar Kavram

Sayı Kümeleri ve Elemanların Sınıflandırılması
Soru 68Soru

Bir bilgisayar programı, sisteme girilen bir sayı kümesindeki elemanlardan rasyonel olmayan (irrasyonel) sayıları tespit edip ayıklamaktadır. Bu programa girdi olarak K={9,227,π,0,5,2.3}K = \{-\sqrt{9}, \frac{22}{7}, \pi, 0, \sqrt{5}, 2.\overline{3}\} kümesi veriliyor. Buna göre, bu program KK kümesinden kaç tane sayı ayıklar?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 2

Cevap

Programın ayıklayacağı sayı adedi 2'dir.
Kümedeki sayılardan yalnızca π\pi ve 5\sqrt{5} sayıları irrasyoneldir. Bu durumda program toplamda 2 sayıyı ayıklar.

Adım Adım Çözüm

1
Kümedeki her bir elemanın sayı kümesini belirleme
9=3Q-\sqrt{9} = -3 \in \mathbb{Q}, 227Q\frac{22}{7} \in \mathbb{Q}, πQ\pi \in \mathbb{Q}', 0Q0 \in \mathbb{Q}, 5Q\sqrt{5} \in \mathbb{Q}', 2.3Q2.\overline{3} \in \mathbb{Q}
Sayıların rasyonel mi yoksa irrasyonel mi olduğunu ayırt etmek için tanımlarını kullanırız.
2
Rasyonel olmayan (irrasyonel) sayıları sayma
π\pi ve 5\sqrt{5} olmak üzere 2 tane irrasyonel sayı vardır.
Program sadece irrasyonel olan sayıları ayıklamaktadır.

Anahtar Kavram

Rasyonel ve irrasyonel sayı kümelerinin ayrımı
Soru 69Soru

Bir xx gerçel sayısı için

x+94xx + \frac{9}{4x}

ifadesinin bir tam sayı olduğu bilinmektedir.

Buna göre, bu koşulu sağlayan kaç farklı xx rasyonel sayısı vardır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 6

Cevap

Bu koşulu sağlayan rasyonel sayıların sayısı 6'dır.
Verilen rasyonel ifadenin tam sayı olmasını sağlayan rasyonel sayılar x=p/qx = p/q şeklinde yazıldığında, bölünebilme analizi sonucunda paydanın q=2q=2 ve payın p{±1,±3,±9}p \in \{\pm 1, \pm 3, \pm 9\} olması gerektiği görülür. Bu durum ±1/2\pm 1/2, ±3/2\pm 3/2 ve ±9/2\pm 9/2 olmak üzere tam 6 adet rasyonel sayı değeri üretir.

Adım Adım Çözüm

1
Rasyonel sayı tanımını uygulayarak x=p/qx = p/q şeklinde yazılması
x=pqx = \frac{p}{q} (burada p,qZp, q \in \mathbb{Z}, q>0q > 0 ve obeb(p,q)=1\text{obeb}(p, q) = 1)
Her rasyonel sayı, aralarında asal iki tam sayının oranı biçiminde tek şekilde yazılabilir.
2
İfadeyi düzenleyerek tek bir rasyonel kesir haline getirmek ve tam sayıya eşitlemek
4p2+9q24pq=k\frac{4p^2 + 9q^2}{4pq} = k (kZk \in \mathbb{Z})
Toplama işlemini gerçekleştirerek bölünebilme analizi yapabilmek.
3
Paydadaki çarpanların payı bölme koşullarını incelemek
qq sayısı 44'ü, pp sayısı ise 99'u bölmelidir.
pp ve qq aralarında asal olduğundan, paydadaki qq çarpanı paydaki 4p24p^2 terimini bölmek için 44'ü bölmelidir. Benzer şekilde paydadaki pp çarpanı 99'u bölmelidir.
4
Eşitliğin her iki tarafının 4 ile bölünebilirliğini kontrol etmek
9q29q^2 sayısı 44'ün katı olmalı, dolayısıyla qq çift sayı olmalıdır.
4p2+9q2=4kpq4p^2 + 9q^2 = 4kpq denkleminde 4p24p^2 ve 4kpq4kpq çift ve hatta 4'ün katıdır, bu yüzden kalan terim de 4'ün katı olmalıdır.
5
q=4q=4 olasılığını değerlendirmek
q=4q=4 için p2+36=4kp    p2=4(kp9)p^2 + 36 = 4kp \implies p^2 = 4(kp - 9) olur ki bu pp'nin çift olmasını gerektirir. Ancak pp ve qq aralarında asal olduğundan pp tek olmalıdır. Bu çelişki nedeniyle q=4q = 4 olamaz.
Aralarında asallık özelliğinin korunması gerekliliğini test etmek.
6
q=2q=2 olasılığını değerlendirip olası pp değerlerini bulmak
q=2q=2 için p2+9=2kpp^2 + 9 = 2kp elde edilir. 9'un tek bölenleri olan p{±1,±3,±9}p \in \{\pm 1, \pm 3, \pm 9\} değerlerinin hepsi bu eşitliği sağlayan bir kk tam sayısı üretir. Bu da 6 farklı çözüm (x=±1/2,±3/2,±9/2x = \pm 1/2, \pm 3/2, \pm 9/2) anlamına gelir.
Tüm olası çözümleri listeleyerek toplam sayıyı belirlemek.

Anahtar Kavram

Rasyonel sayı kümesinin tanımı, rasyonel ve tam sayı kümeleri arasındaki temel farklar ve bölünebilme teorisi.
Soru 70Soru

Bir alışveriş merkezinin otopark asansörünün gün içinde durduğu katlar 2-2, 1-1, 00, 33 ve 44 olarak belirlenmiştir. Buna göre, bu kat numaralarından kaç tanesi doğal sayılar kümesinin bir elemanıdır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 3

Cevap

Verilen kat numaralarından 3 tanesi doğal sayılar kümesinin bir elemanıdır.
Doğal sayılar kümesi sıfır ve pozitif tam sayılardan oluşur (N={0,1,2,}\mathbb{N} = \{0, 1, 2, \dots\}). Bu nedenle 2-2 ve 1-1 doğal sayı değilken, 00, 33 ve 44 doğal sayıdır. Sonuç olarak toplam 33 kat numarası doğal sayıdır.

Adım Adım Çözüm

1
Doğal sayılar kümesinin (N\mathbb{N}) elemanlarını tanımlayalım.
N={0,1,2,3,4,}\mathbb{N} = \{0, 1, 2, 3, 4, \dots\} kümesi elde edilir. Bu kümede negatif sayılar yer almaz ve en küçük elemanı sıfırdır.
Sayıların hangi kümeye ait olduğunu doğru belirlemek için o kümenin tanımını hatırlamak gerekir.
2
Verilen kat numaralarını (2-2, 1-1, 00, 33, 44) tek tek inceleyelim.
2-2 ve 1-1 sayıları negatif tam sayılardır, dolayısıyla doğal sayı değildir. 00, 33 ve 44 sayıları ise doğal sayılar kümesinin birer elemanıdır.
Her bir kat numarasının doğal sayılar kümesinin tanımına uyup uymadığını kontrol etmek için.
3
Doğal sayı olduğu belirlenen elemanların toplam sayısını bulalım.
00, 33 ve 44 olmak üzere toplam 33 adet kat numarası doğal sayıdır.
Soruda istenen toplam adede ulaşmak için.

Anahtar Kavram

Doğal sayılar kümesinin tanımı ve elemanlarının belirlenmesi
Soru 71Soru

A={5,43,1,0,1.2,2,3,227,π}A = \{-5, -\frac{4}{3}, -1, 0, 1.2, \sqrt{2}, 3, \frac{22}{7}, \pi\} kümesi veriliyor.

Bu kümenin elemanlarından;
* tam sayı olanların sayısı aa,
* rasyonel sayı olanların sayısı bb,
* pozitif gerçel sayı olanların sayısı cc

olarak belirleniyor.

Buna göre, 3a+2bc3a + 2b - c ifadesinin değeri kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 21

Cevap

��fadenin doğru değeri 21'dir.
Verilen kümedeki elemanlar incelendiğinde; tam sayılar {5,1,0,3}\{-5, -1, 0, 3\} olmak üzere 4 tanedir (a=4a = 4). Rasyonel sayılar {5,43,1,0,1.2,3,227}\{-5, -\frac{4}{3}, -1, 0, 1.2, 3, \frac{22}{7}\} olmak üzere 7 tanedir (b=7b = 7). Pozitif gerçel sayılar ise {1.2,2,3,227,π}\{1.2, \sqrt{2}, 3, \frac{22}{7}, \pi\} olmak üzere 5 tanedir (c=5c = 5). Bu değerler yerine yazıldığında 3a+2bc=3(4)+2(7)5=213a + 2b - c = 3(4) + 2(7) - 5 = 21 sonucu elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Kümenin elemanlarını tek tek inceleyerek tam sayı olanları belirlemek.
5,1,0-5, -1, 0 ve 33 sayıları tam sayıdır. Dolayısıyla tam sayı olan eleman sayısı a=4a = 4 olur.
Sayı kümelerinin tanımlarına göre tam sayılar kümesi negatif tam sayılar, sıfır ve pozitif tam sayıları kapsar.
2
Kümenin elemanlarından rasyonel sayı olanları belirlemek.
5,43,1,0,1.2,3-5, -\frac{4}{3}, -1, 0, 1.2, 3 ve 227\frac{22}{7} sayıları rasyonel sayılardır. Dolayısıyla rasyonel sayı olan eleman sayısı b=7b = 7 olur.
İki tam sayının oranı şeklinde yazılabilen sayılar rasyonel sayıdır. Burada 1.2=651.2 = \frac{6}{5} rasyoneldir. Ayrıca 227\frac{22}{7} sayısı da rasyoneldir (yaklaşık olarak π\pi değerine eşit olsa da rasyonel bir sayıdır). 2\sqrt{2} ve π\pi sayıları ise irrasyoneldir.
3
Kümenin elemanlarından pozitif gerçel sayı olanları belirlemek.
1.2,2,3,2271.2, \sqrt{2}, 3, \frac{22}{7} ve π\pi sayıları pozitif gerçel sayılardır. Dolayısıyla pozitif gerçel sayı olan eleman sayısı c=5c = 5 olur.
Sıfırdan büyük olan gerçel sayılar pozitif gerçel sayılardır. Sıfır sayısı işaretsiz (nötr) olduğundan bu gruba dahil edilmez.
4
3a+2bc3a + 2b - c ifadesinin değerini hesaplamak.
3(4)+2(7)5=12+145=213(4) + 2(7) - 5 = 12 + 14 - 5 = 21 bulunur.
Bulunan a=4,b=7a=4, b=7 ve c=5c=5 değerleri ifadede yerine yazılarak sonuç elde edilir.

Anahtar Kavram

Sayı kümelerinin (tam sayılar, rasyonel sayılar, irrasyonel sayılar ve gerçel sayılar) özellikleri ve elemanlarının doğru sınıflandırılması.
Soru 72Soru

Bir şehrin gün içindeki en düşük hava sıcaklığı 4-4 °C, en yüksek hava sıcaklığı ise 1212 °C olarak ölçülmüştür.

Buna göre, ölçülen bu sıcaklık değerlerinin her ikisi birden;

I. Doğal sayılar (N\mathbb{N})
II. Tam sayılar (Z\mathbb{Z})
III. Rasyonel sayılar (Q\mathbb{Q})

kümelerinden hangilerinin birer elemanıdır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: II ve III

Cevap

II ve III ifadelerinin yer aldığı seçenek
Ölçülen sıcaklık değerleri olan -4 ve 12 sayıları birer tam sayıdır (Z). Ayrıca her tam sayı, paydası 1 olan bir rasyonel sayı (Q) şeklinde ifade edilebildiğinden her ikisi de rasyonel sayıdır. Dolayısıyla II ve III ifadeleri doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Sıcaklık değerlerinin sayı türlerini belirleme
-4 ve 12 değerleri elde edilir. -4 negatif bir tam sayı, 12 ise pozitif bir tam sayıdır.
Sayı kümeleriyle karşılaştırma yapabilmek için sayıların işaret ve tamlık durumları incelenmelidir.
2
Doğal sayılar kümesi (N) ile karşılaştırma
Doğal sayılar kümesi sıfır ve pozitif tam sayıları kapsar. -4 negatif olduğundan doğal sayı değildir. 12 ise doğal sayıdır. Dolayısıyla I. öncül yanlıştır.
Her iki sıcaklık değerinin de aynı kümede olup olmadığı test edilmelidir.
3
Tam sayılar kümesi (Z) ile karşılaştırma
-4 ve 12 değerlerinin her ikisi de tam sayıdır. Dolayısıyla II. öncül doğrudur.
Negatif ve pozitif tam sayıların kümedeki varlığı doğrulanmalıdır.
4
Rasyonel sayılar kümesi (Q) ile karşılaştırma
Her tam sayı, paydası 1 olan bir rasyonel sayıdır. -4 = -4/1 ve 12 = 12/1 biçiminde yazılabildiğinden her iki değer de rasyonel sayıdır. Dolayısıyla III. öncül doğrudur.
Tam sayılar ile rasyonel sayılar arasındaki alt küme ilişkisi kontrol edilmelidir.

Anahtar Kavram

Sayı kümeleri arasındaki kapsama ilişkisi ve eleman özellikleri
Soru 73Soru

xx, yy ve zz sıfırdan farklı gerçel sayılar olmak üzere,

xyZx \cdot y \in \mathbb{Z}
yzZy \cdot z \in \mathbb{Z}
xzRQx \cdot z \in \mathbb{R} \setminus \mathbb{Q}

olduğu bilinmektedir.

Buna göre,

I. yy bir irrasyonel sayıdır.
II. x2z2x^2 \cdot z^2 bir rasyonel sayıdır.
III. x+zx + z bir irrasyonel sayıdır.

ifadelerinden hangileri her zaman doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Yalnız I

Cevap

Yalnız I
Yalnız I ifadesi doğrudur çünkü y sayısı rasyonel kabul edildiğinde, sıfırdan farklı olmasının da etkisiyle x ve z sayılarının rasyonel olması kaçınılmazdır. Bu durumda rasyonel iki sayının çarpımı olan xz de rasyonel olmak zorunda kalır ki bu durum xz'nin irrasyonel sayı olması koşuluyla çelişir. Dolayısıyla y sayısı kesinlikle irrasyoneldir.

Adım Adım Çözüm

1
y sayısının rasyonel veya irrasyonel olma durumunu çelişki yöntemiyle incelemek.
yy sayısının rasyonel olduğunu varsayalım. Bu durumda y=pqy = \frac{p}{q} (p,qZ{0}p, q \in \mathbb{Z} \setminus \{0\}) yazılabilir. xy=aZx \cdot y = a \in \mathbb{Z} olduğundan xpq=a    x=aqpQx \cdot \frac{p}{q} = a \implies x = \frac{a \cdot q}{p} \in \mathbb{Q} olur. Benzer şekilde, yz=bZy \cdot z = b \in \mathbb{Z} olduğundan zpq=b    z=bqpQz \cdot \frac{p}{q} = b \implies z = \frac{b \cdot q}{p} \in \mathbb{Q} olur. İki rasyonel sayının çarpımı da rasyonel olacağından xzQx \cdot z \in \mathbb{Q} olmalıdır. Ancak soruda xzx \cdot z çarpımının irrasyonel olduğu verilmiştir. Bu çelişki nedeniyle yy rasyonel olamaz, dolayısıyla yy bir irrasyonel sayıdır. I. önerme her zaman doğrudur.
Birinci önermenin doğruluğunu kesinleştirmek.
2
x^2 * z^2 ifadesinin rasyonel olmasının zorunlu olup olmadığını karşı örnekle analiz etmek.
y=21/8y = 2^{1/8} seçelim (irrasyoneldir). x=27/8x = 2^{7/8} ve z=27/8z = 2^{7/8} olsun. Bu durumda xy=27/821/8=2Zx \cdot y = 2^{7/8} \cdot 2^{1/8} = 2 \in \mathbb{Z} ve yz=21/827/8=2Zy \cdot z = 2^{1/8} \cdot 2^{7/8} = 2 \in \mathbb{Z} koşulları sağlanır. xz=27/827/8=214/8=27/4x \cdot z = 2^{7/8} \cdot 2^{7/8} = 2^{14/8} = 2^{7/4} irrasyoneldir. Ancak x2z2=(xz)2=(27/4)2=27/2=82x^2 \cdot z^2 = (x \cdot z)^2 = (2^{7/4})^2 = 2^{7/2} = 8\sqrt{2} sayısı da irrasyoneldir. Dolayısıyla II. önerme her zaman doğru değildir.
İkinci önermenin her zaman sağlanmadığını bir karşı örnekle ispatlamak.
3
x + z ifadesinin irrasyonel olmasının zorunlu olup olmadığını karşı örnekle analiz etmek.
y=21/4y = 2^{1/4} seçelim (irrasyoneldir). x=23/4x = 2^{3/4} ve z=23/4z = -2^{3/4} olsun. Bu durumda xy=23/421/4=2Zx \cdot y = 2^{3/4} \cdot 2^{1/4} = 2 \in \mathbb{Z} ve yz=21/4(23/4)=2Zy \cdot z = 2^{1/4} \cdot (-2^{3/4}) = -2 \in \mathbb{Z} koşulları sağlanır. xz=23/4(23/4)=26/4=22x \cdot z = 2^{3/4} \cdot (-2^{3/4}) = -2^{6/4} = -2\sqrt{2} irrasyoneldir. Ancak x+z=23/4+(23/4)=0Qx + z = 2^{3/4} + (-2^{3/4}) = 0 \in \mathbb{Q} (rasyonel) olur. Dolayısıyla III. önerme her zaman doğru değildir.
Üçüncü önermenin her zaman sağlanmadığını toplamın sıfır olabildiği durum üzerinden göstermek.

Anahtar Kavram

Sayı kümeleri arasındaki ilişkiler, rasyonel ve irrasyonel sayıların kapalılık özellikleri
Soru 74Soru

Sayı doğrusu üzerinde 3-3 ile 30\sqrt{30} sayıları arasında yer alan tam sayılardan kaç tanesi aynı zamanda bir doğal sayıdır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 6

Cevap

Verilen aralıktaki tam sayılardan aynı zamanda doğal sayı olanların adeti 6'dır.
3-3 ile 30\sqrt{30} sayıları arasındaki tam sayılar 2,1,0,1,2,3,4,5-2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5 değerleridir. Doğal sayılar kümesi negatif olmayan tam sayıları (yani 0 ve pozitif tam sayıları) içerdiğinden bu aralıktaki doğal sayılar 0,1,2,3,4,50, 1, 2, 3, 4, 5 olmak üzere 6 tanedir.

Adım Adım Çözüm

1
Kök dışı değer tespiti
5<30<65 < \sqrt{30} < 6 olarak bulunur.
52=255^2 = 25 ve 62=366^2 = 36 olduğundan, 25<30<3625 < 30 < 36 eşitsizliğinden yararlanarak 30\sqrt{30} değerinin 5 ile 6 arasında olduğu tespit edilir.
2
Aralıktaki tam sayıların listelenmesi
Aralıktaki tam sayılar: 2,1,0,1,2,3,4,5-2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5
3-3 ile 30\sqrt{30} sayıları arasındaki (sınırlar dahil değil) tam sayılar belirlenir.
3
Doğal sayıların seçilmesi ve sayılması
Doğal sayılar: 0,1,2,3,4,50, 1, 2, 3, 4, 5 olmak üzere toplam 6 adettir.
Doğal sayılar kümesi 0'dan başlayıp sonsuza giden tam sayılardan oluşur. Bu nedenle negatif olan 2-2 ve 1-1 sayıları elenir.

Anahtar Kavram

Tam sayılar ve doğal sayılar kümelerinin elemanlarının ayırt edilmesi, özellikle sıfırın bir doğal sayı olması
Soru 75Soru

Q\mathbb{Q} rasyonel sayılar kümesini ve R\mathbb{R} gerçel sayılar kümesini göstermek üzere, AA ve BB kümeleri

A={xQx22xZ ve x[3,3]}A = \{x \in \mathbb{Q} \mid x^2 - 2x \in \mathbb{Z} \text{ ve } x \in [-3, 3]\}
B={xRx22xZ ve x[3,3]}B = \{x \in \mathbb{R} \mid x^2 - 2x \in \mathbb{Z} \text{ ve } x \in [-3, 3]\}

biçiminde tanımlanıyor.

Buna göre, BB kümesinin eleman sayısı AA kümesinin eleman sayısından kaç fazladır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 14

Cevap

B kümesinin eleman sayısı A kümesinin eleman sayısından 14 fazladır.
A kümesinin elemanları rasyonel sayı olarak tanımlanmıştır. Bir xx rasyonel sayısı için x22xx^2 - 2x ifadesinin tam sayı olması ancak xx değerinin bir tam sayı olması durumunda gerçekleşebilir. [3,3][-3, 3] kapalı aralığındaki tam sayılar 7 tanedir, bu nedenle A kümesinin eleman sayısı 7 olur. B kümesinde ise xx değerleri gerçel sayıdır. f(x)=x22xf(x) = x^2 - 2x parabolü [3,3][-3, 3] aralığında [1,15][-1, 15] arasındaki tüm tam sayı değerlerini alır. y=ky = k (kZk \in \mathbb{Z}) doğrularının bu aralıkta parabolü kestiği noktalar incelendiğinde; tepe noktasında (y=1y = -1) 1 nokta, y{0,1,2,3}y \in \{0, 1, 2, 3\} için 2'şer noktadan toplam 8 nokta, y{4,5,...,15}y \in \{4, 5, ..., 15\} için ise sadece sol kolda 1'er noktadan toplam 12 nokta kesişim oluşturur. Böylece B kümesinin eleman sayısı 1+8+12=211 + 8 + 12 = 21 bulunur. İki kümenin eleman sayıları farkı 217=1421 - 7 = 14 olarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
A kümesinin elemanlarını belirlemek için rasyonel x değerlerini analiz etme
x rasyonel sayısı için x22xx^2 - 2x bir tam sayı ise, x sayısı da bir tam sayı olmak zorundadır. Bu koşulu sağlayan [3,3][-3, 3] aralığındaki tam sayılar {3,2,1,0,1,2,3}\{-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3\} olup A kümesinin eleman sayısı 7'dir.
Rasyonel sayıların tam sayı olma zorunluluğunu göstererek A kümesinin eleman sayısını tam olarak tespit etmek.
2
f(x)=x22xf(x) = x^2 - 2x fonksiyonunun [3,3][-3, 3] aralığındaki sınırlarını ve tepe noktasını bulma
Fonksiyon x=1x=1 tepe noktasında minimum 1-1 değerini alır. Sol uç olan x=3x=-3 noktasında 1515, sağ uç olan x=3x=3 noktasında ise 33 değerini alır. Görüntü kümesi [1,15][-1, 15] aralığıdır.
İkinci dereceden fonksiyonun görüntü kümesindeki tam sayı değerlerinin sınırlarını belirleyerek kaç farklı tam sayı değeri alabileceğini bulmak.
3
Değer aralığındaki her tam sayı değeri için [3,3][-3, 3] aralığına düşen gerçel kök sayısını hesaplama
k=1k = -1 için 1 kök, k{0,1,2,3}k \in \{0, 1, 2, 3\} için 8 kök, k{4,5,...,15}k \in \{4, 5, ..., 15\} için 12 kök olmak üzere toplam 21 farklı gerçel kök (B kümesinin elemanı) bulunur.
Fonksiyonun her bir tam sayı değerini kaç kez aldığını aralık sınırlarına dikkat ederek saymak.
4
B ve A kümelerinin eleman sayıları arasındaki farkı bulma
217=1421 - 7 = 14
Soruda istenen fark değerine ulaşmak.

Anahtar Kavram

Rasyonel ve gerçel sayılar kümelerinin eleman analizi, rasyonel kök teoremi uygulaması ve ikinci dereceden fonksiyonların görüntü kümesi üzerindeki tam sayı değerlerinin tespiti.
Soru 76Soru

3x=03x = 0

denkleminin çözüm kümesi;

I. Pozitif tam sayılar (Z+\mathbb{Z}^+)
II. Doğal sayılar (N\mathbb{N})
III. Rasyonel sayılar (Q\mathbb{Q})

kümelerinin hangilerinde boş k��medir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Yalnız I

Cevap

Denklemin çözüm kümesi sadece pozitif tam sayılar kümesinde boş kümedir.
Denklemin tek kökü olan 00 sayısı, işareti olmayan (nötr) bir sayıdır. Bu yüzden pozitif tam sayılar kümesinin bir elemanı değildir ve çözüm kümesi bu kümede boş kümedir. Ancak 00 sayısı hem bir doğal sayıdır hem de paydası 11 olan bir rasyonel sayıdır. Dolayısıyla çözüm kümesi doğal sayılar ve rasyonel sayılarda boş küme değildir. Bu durum bizi doğru yanıta götürür.

Adım Adım Çözüm

1
Denklemin kökü bulunur.
x=0x = 0
3x=03x = 0 eşitliğinde her iki taraf 33'e bölünerek kök değeri x=0x = 0 olarak elde edilir.
2
Kökün pozitif tam sayılar kümesiyle ilişkisi incelenir.
0Z+0 \notin \mathbb{Z}^+
Sıfır sayısı nötr bir sayıdır; işareti yoktur, dolayısıyla pozitif bir tam sayı değildir. Bu nedenle çözüm kümesi pozitif tam sayılarda boş kümedir.
3
Kökün doğal sayılar kümesiyle ilişkisi incelenir.
0N0 \in \mathbb{N}
Doğal sayılar kümesi N={0,1,2,3,...}\mathbb{N} = \{0, 1, 2, 3, ...\} sıfır elemanını içerir. Bu nedenle doğal sayılardaki çözüm kümesi boş küme değildir.
4
Kökün rasyonel sayılar kümesiyle ilişkisi incelenir.
0Q0 \in \mathbb{Q}
Sıfır sayısı 01\frac{0}{1} şeklinde yazılabildiği için bir rasyonel sayıdır. Bu nedenle rasyonel sayılardaki çözüm kümesi boş küme değildir.

Anahtar Kavram

Sayı Kümeleri ve Sıfır Sayısının Özellikleri
Soru 77Soru

Sayı kümeleriyle ilgili verilen;

I. İki irrasyonel sayının toplamı bir rasyonel sayı olabilir.

II. Bir rasyonel sayı ile bir irrasyonel sayının çarpımı her zaman irrasyonel bir sayıdır.

III. Karesi rasyonel sayı olan her gerçel sayı bir rasyonel sayıdır.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Yalnız I

Cevap

Yalnız I
İki irrasyonel sayının toplamı bir rasyonel sayı olabilir. Örneğin, birbirinin toplama işlemine göre tersi olan 2\sqrt{2} ve 2-\sqrt{2} irrasyonel sayılarının toplamı rasyonel bir sayı olan 00'dır. Bu yüzden birinci öncül doğrudur. Diğer iki öncül ise sırasıyla sıfır elemanının etkisi ve irrasyonel sayıların karelerinin rasyonelliği durumlarından ötürü her zaman geçerli değildir.

Adım Adım Çözüm

1
Birinci öncülü test etmek için iki irrasyonel sayı seçip toplamlarını inceleyelim.
5\sqrt{5} ve 5-\sqrt{5} sayıları irrasyoneldir. Toplamları ise 5+(5)=0\sqrt{5} + (-\sqrt{5}) = 0 olur. 00 sayısı bir rasyonel sayı olduğundan iki irrasyonel sayının toplamı rasyonel sayı olabilir. Dolayısıyla birinci öncül doğrudur.
Toplama işleminin sonucunun rasyonel sayı olabileceğini gösteren karşıt bir örnek bulmak öncülün doğruluğunu kanıtlar.
2
İkinci öncülü test etmek için rasyonel sayı olarak 00 sayısını seçip irrasyonel bir sayı ile çarpalım.
0Q0 \in \mathbb{Q} (rasyonel) ve 2Q\sqrt{2} \in \mathbb{Q}' (irrasyonel) olsun. Bu iki sayının çarpımı 02=00 \cdot \sqrt{2} = 0 olur. 00 rasyonel bir sayı olduğundan çarpım rasyonel çıkmıştır. Dolayısıyla ikinci öncül yanlıştır.
Sıfır elemanının rasyonel sayı olduğu ve çarpma işlemindeki yutan eleman rolü, öncüldeki genel yargıyı çürütür.
3
Üçüncü öncülü doğrulamak amacıyla karesi rasyonel olan ancak kendisi rasyonel olmayan bir sayı olup olmadığını araştıralım.
x=3x = \sqrt{3} sayısı irrasyonel bir sayıdır. Ancak karesi x2=3x^2 = 3 olup bir rasyonel sayıdır. Karesi rasyonel olduğu halde kendisi irrasyonel olan sayılar bulunduğundan üçüncü öncül yanlıştır.
Köklü sayıların karesinin rasyonel olabileceği gerçeği ile sayının kendisinin irrasyonel kalması durumu arasındaki farkı belirlemek gerekir.

Anahtar Kavram

Sayı kümelerinin özellikleri ve elemanlarının işlemsel davranışları
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 78Soru
A={4,06,123,5,94,7}A = \left\{-\sqrt{4},\, 0{}6,\, \frac{12}{3},\, \sqrt{5},\, -\frac{9}{4},\, 7\right\} kümesinin elemanlarından kaç tanesi rasyonel sayı olmasına rağmen tam sayı değildir?
Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 2

Cevap

Kümenin elemanlarından rasyonel sayı olup tam sayı olmayan elemanlar 0,6 ve -9/4 olmak üzere 2 tanedir.
Kümedeki elemanlar tek tek incelendiğinde; 4=2-\sqrt{4} = -2, 123=4\frac{12}{3} = 4 ve 77 sayıları tam sayılardır. 5\sqrt{5} sayısı irrasyoneldir. Geriye kalan 060{}6 ondalık sayısı ve 94-\frac{9}{4} kesirli sayısı ise rasyonel sayı olmalarına rağmen birer tam sayı değillerdir. Bu nedenle koşulu sağlayan eleman sayısı 2'dir.

Adım Adım Çözüm

1
Kümedeki her bir elemanın değerini sadeleştirerek ait oldukları sayı kümelerini sınıflandıralım.
4=2Z-\sqrt{4} = -2 \in \mathbb{Z}, 06=35Q0{}6 = \frac{3}{5} \in \mathbb{Q} (ancak Z\notin \mathbb{Z}), 123=4Z\frac{12}{3} = 4 \in \mathbb{Z}, 5Q\sqrt{5} \in \mathbb{Q}' (irrasyonel), 94Q-\frac{9}{4} \in \mathbb{Q} (ancak Z\notin \mathbb{Z}), 7Z7 \in \mathbb{Z}'dir.
Elemanların sayı kümeleri içerisindeki tam konumlarını belirlemek için.
2
Rasyonel sayılar kümesinde (Q\mathbb{Q}) yer alıp tam sayılar kümesinde (Z\mathbb{Z}) yer almayan elemanları seçip sayalım.
Bu koşulu sağlayan elemanlar 060{}6 ve 94-\frac{9}{4} sayılarıdır. Toplamda 2 eleman bulunur.
Soruda bizden istenen rasyonel olup tam sayı olmayan eleman sayısına ulaşmak için.

Anahtar Kavram

Sayı kümeleri (Doğal Sayılar, Tam Sayılar, Rasyonel Sayılar, İrrasyonel Sayılar) arasındaki ilişkiler ve elemanların sadeleştirilerek sınıflandırılması.
Soru 79Soru

aa, bb ve cc birer gerçel sayı olmak üzere,

abZa \cdot b \in \mathbb{Z}
bcQZ\frac{b}{c} \in \mathbb{Q} \setminus \mathbb{Z}
a+c=0a + c = 0

olduğu biliniyor.

Buna göre,

I. aa irrasyonel sayı ise bb de irrasyoneldir.
II. cc tam sayı ise bb de tam sayıdır.
III. bb rasyonel sayı ise aa tam sayıdır.

ifadelerinden hangileri her zaman doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Yalnız I

Cevap

Yalnız I
Sadece birinci ifade her zaman doğrudur. Eğer aa irrasyonel ve bb rasyonel olsaydı, rasyonel sayıların kapalılık özelliği gereği a=abba = \frac{a \cdot b}{b} ifadesinin de rasyonel olması gerekirdi (çünkü aba \cdot b bir tam sayıdır yani rasyoneldir, bb de sıfırdan farklı bir rasyoneldir). Bu durum aa'nın irrasyonel olması kabulü ile çelişirdi. Dolayısıyla birinci ifade kesinlikle doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Koşullardan yola çıkarak sayıların sıfırdan farklı olduğunu belirleme.
bc\frac{b}{c} ifadesi tanımlı olduğundan c0c \neq 0 olur. a+c=0    a=ca + c = 0 \implies a = -c olduğundan a0a \neq 0 olur. bcQZ\frac{b}{c} \in \mathbb{Q} \setminus \mathbb{Z} ifadesi tam sayı olmadığından pay kısmı olan bb sıfır olamaz (b0b \neq 0).
Tanımlılık ve tam sayı olmama durumlarını analiz ederek sayıların sıfır olup olmadığını netleştirmek için.
2
Birinci öncülü irrasyonel ve rasyonel sayıların çarpımsal özellikleri yardımıyla analiz etme.
aa irrasyonel sayı olsun. Kabul edelim ki bb rasyonel sayı olsun. b0b \neq 0 olduğundan 1b\frac{1}{b} de bir rasyonel sayıdır. ab=kZa \cdot b = k \in \mathbb{Z} (tam sayılar aynı zamanda rasyoneldir) olduğundan, a=k1ba = k \cdot \frac{1}{b} eşitliği elde edilir. İki rasyonel sayının çarpımı rasyonel olacağından aa rasyonel sayı olmalıdır. Bu durum aa'nın irrasyonel olmasıyla çelişir. Dolayısıyla, aa irrasyonel ise bb mutlaka irrasyonel olmalıdır.
Çelişki yöntemi kullanarak irrasyonel-rasyonel çarpım kurallarını doğrulamak için.
3
İkinci öncül için karşıt örnek arama.
c=2c = -2 (bir tam sayı) seçelim. Bu durumda a=c=2a = -c = 2 olur. b=12b = \frac{1}{2} alalım. Koşulları kontrol edelim: ab=212=1Za \cdot b = 2 \cdot \frac{1}{2} = 1 \in \mathbb{Z} (sağlanır), bc=1/22=14QZ\frac{b}{c} = \frac{1/2}{-2} = -\frac{1}{4} \in \mathbb{Q} \setminus \mathbb{Z} (sağlanır), a+c=2+(2)=0a + c = 2 + (-2) = 0 (sağlanır). Ancak bu durumda b=12b = \frac{1}{2} bir tam sayı değildir. Dolayısıyla ikinci öncül her zaman doğru değildir.
Verilen koşulları sağlayan ancak öncülü bozan bir karşıt örnek bularak öncülün doğruluğunu test etmek için.
4
Üçüncü öncül için karşıt örnek arama.
b=3b = 3 (rasyonel sayı) ve a=23a = \frac{2}{3} (rasyonel fakat tam sayı değil) seçelim. Bu durumda c=a=23c = -a = -\frac{2}{3} olur. Koşulları kontrol edelim: ab=233=2Za \cdot b = \frac{2}{3} \cdot 3 = 2 \in \mathbb{Z} (sağlanır), bc=32/3=92QZ\frac{b}{c} = \frac{3}{-2/3} = -\frac{9}{2} \in \mathbb{Q} \setminus \mathbb{Z} (sağlanır), a+c=2323=0a + c = \frac{2}{3} - \frac{2}{3} = 0 (sağlanır). Ancak bu durumda a=23a = \frac{2}{3} bir tam sayı değildir. Dolayısıyla üçüncü öncül her zaman doğru değildir.
Rasyonel sayıların tam sayılar kümesini kapsadığını fakat her rasyonel sayının tam sayı olmadığını gösteren bir karşıt örnek bulmak için.

Anahtar Kavram

Sayı kümelerinin özellikleri ve kapalılık kuralları (Tam sayılar, Rasyonel sayılar ve İrrasyonel sayılar arasındaki ilişkiler)
Tahmini Süre:2m 30s
Soru 80Soru

Doğal sayılar kümesi N\mathbb{N}, tam sayılar kümesi Z\mathbb{Z} ve gerçel sayılar kümesi R\mathbb{R} ile gösterilmektedir.

A={xRx2N} A = \{x \in \mathbb{R} \mid x^2 \in \mathbb{N}\}
B={xR12x2+1Z} B = \{x \in \mathbb{R} \mid \frac{12}{x^2 + 1} \in \mathbb{Z}\}

kümeleri veriliyor.

Buna göre, ABA \cap B kesişim kümesinin eleman sayısı kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 11

Cevap

Kesişim kümesinin eleman sayısı 11'dir.
Kesişim kümesindeki elemanlar hem x2Nx^2 \in \mathbb{N} hem de 12x2+1Z\frac{12}{x^2+1} \in \mathbb{Z} koşulunu sağlamalıdır. İkinci koşuldan elde edilen x2=12k1x^2 = \frac{12}{k}-1 ifadesinin bir doğal sayı olabilmesi için kk sayısı 12'nin pozitif bölenleri olmalıdır. Bu bölenler için x2x^2 değerleri 11,5,3,2,1,011, 5, 3, 2, 1, 0 olarak bulunur. Pozitif olan 5 adet kare değeri için ikişer adet (x=±x2x = \pm\sqrt{x^2}), sıfır değeri için ise tek bir xx gerçel sayısı bulunur. Böylece kesişim kümesinin eleman sayısı 11 olur.

Adım Adım Çözüm

1
B kümesinin eleman tanımından yola çıkarak 12x2+1\frac{12}{x^2+1} ifadesini bir kk tam sayısına eşitlemek ve x2+11x^2+1 \geq 1 eşitsizliğini kullanarak kk değer aralığını bulmak.
k{1,2,3,,12}k \in \{1, 2, 3, \dots, 12\} aralığında olmalıdır.
Gerçel sayılar kümesinde bir sayının karesi en az sıfır olabileceğinden payda en az 1 olur. Pozitif bir sayının en az 1 olan bir sayıya bölümü pozitif olup en fazla 12 olabilir.
2
A kümesinin eleman koşulu olan x2Nx^2 \in \mathbb{N} şartını kesişim kümesine uygulamak.
x2=12k1x^2 = \frac{12}{k} - 1 ifadesinin doğal sayı olması için kk sayısının 12'nin pozitif bölenleri (1,2,3,4,6,121, 2, 3, 4, 6, 12) olması gerekir.
Kesişim kümesindeki elemanların karelerinin doğal sayı (yani negatif olmayan bir tam sayı) olması şartı aranır. 12k1\frac{12}{k} - 1 ifadesinin tam sayı olması için kk sayısı 12'yi tam bölmelidir.
3
Bölen kk değerleri için xx gerçel sayılarını elde edip eleman sayısını hesaplamak.
k{1,2,3,4,6}k \in \{1, 2, 3, 4, 6\} için ikişer adet gerçel sayı (x=±x2x = \pm\sqrt{x^2}), k=12k = 12 için ise tek bir gerçel sayı (x=0x = 0) elde edilir. Toplam eleman sayısı 11'dir.
Pozitif tam sayıların karekökü iki farklı gerçel sayı (biri pozitif, diğeri negatif) verirken, sıfırın karekökü yalnızca sıfır değerini verir.

Anahtar Kavram

Sayı kümelerinin tanımları, rasyonel ve irrasyonel sayıların ayırt edilmesi ve küme kesişim işleminin eleman analizi.
ÖncekiSayfa 4 / 6Sonraki
Sayı Kümeleri Alıştırma Soruları — YKS TYT (Temel Yeterlilik Testi) — Sayfa 4 | Examkin