kalkülüs i - kisi.deu.edu.trkisi.deu.edu.tr/gokhan.bilhan/2019_2020 guz/kalkulusi-4-0-hafta...
TRANSCRIPT
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 1
Kalkülüs I
(Hafta 1)-Kalkülüs'e Haz�rl�k Bölüm I
Say� Kümeleri
N = {1, 2, 3, .....}
Z = {...− 3,−2,−1, 0, 1, 2, 3, .....}
Q = {mn|m,n ∈ Z, n 6= 0}
�rrasyonel Say�lar, rasyonel olmayan say�lard�r.
R, rasyonel ve irrasyonel say�lar�n kümesidir.
π,√
2, 3√
2, log57 reel say�lara baz� örneklerdir.
Kalkülüste kullanaca§�m�z en büyük küme, Reel Say�lar kümesidir. Karma³�k say�lar,dersimizin kapsam�nda yoktur.
Bu kümelerimiz ³u ³ekilde s�ralanabilir.
Aral�klar
Aç�k Aral�k: (a, b) = {x ∈ R| a < x < b}
Kapal� Aral�k: [a, b] = {x ∈ R| a ≤ x ≤ b}
Yar�-Aç�k Aral�k
[a, b) = {x ∈ R| a ≤ x < b}
(a, b] = {x ∈ R| a < x ≤ b}
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 2
Sonsuzluk
∞
'Sonsuz' bir say� de§ildir, ama say�larla etkile³imi tan�mlanm�³t�r.
∞.∞ =∞
∞+∞ =∞
(−∞).∞ =∞.(−∞) = −∞
a.∞ =∞ e§er a > 0
a.∞ = −∞ e§er a < 0
∞a
=∞ e§er a > 0 ve∞a
= −∞ e§er a < 0
a
∞= 0 e§er a ∈ R− {0}
a
0tan�ms�zd�r, e§er a 6= 0.
Belirsizlikler
∞∞
,0
0,
0
∞,∞0
, 0.∞ , ∞−∞ , 00 , ∞∞ , 1∞ , 0∞ , ....
'Sonsuz' bir say� olmad�§�ndan ona ula³�lamaz. Bu durumda biz onu hiçbir zamankapal� aral�k ile kullanmay�z.
(a,∞) , (−∞, b) , [d,∞) , (−∞, c], (−∞,∞)
Baz� Özel Formüller
(u+ v)2 = u2 + 2uv + v2 (u− v)2 = u2 − 2uv + v2
u2 − v2 = (u− v)(u+ v)
u3 − v3 = (u− v)(u2 + uv + v2) u3 + v3 = (u+ v)(u2 − uv + v2)
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 3
E³itsizlikler
Bu konu kitab�n�zda A4 k�sm�nda anlat�lm�³t�r. Oradan okuyabilirsiniz.E³itsizlikler ile ilgili bir örnek çözelim.
Örnek. (A4-Örnek 3) x3 + 3x2 > 4x e³itsizli§ini çözünüz.
ÇÖZÜM. x3 + 3x2 − 4x > 0, burada x parantezine alal�m.
x(x2 + 3x− 4) > 0, yani x(x+ 4)(x− 1) > 0 olur
�imdi tablo yapal�m: Not: Tabloya her bir parça ayr� ayr� konup i³areti incelenecek.
Çözüm Kümesi:
E³itsizlik 'Büyük E³it' olmad�§�ndan 'kapal� aral�k' kullanmad�k.
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 4
Mutlak De§er
Bir a say�s�n�n mutlak de§eri |a| ile gösterilir. Tan�m� ³öyledir.
|a| =
{a, e§er a ≥ 0
−a, e§er a < 0
Her a say�s� için, |a| ≥ 0 d�r. Mutlak de§er hiç bir zaman negatif olmaz.
Örnek. (A6-Örnek 7) |3x+ 2| ≥ 4 e³itsizli§ini çözelim.
|3x+ 2| mutlak de§er d�³�na iki türlü ç�kabilir.
Buradan elde edeceklerimiz,
3x ≥ 2 −3x ≥ 6
x ≥ 2
3x ≤ −2
Yani çözüm kümesi,
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 5
Al�³t�rmalar
1. Verilen ifadeleri mutlak de§er simgesi kullanmadan yaz�n�z.
|√
5− 5|
E§er x < 2 ise |x− 2|
|x2 + 1|
2. �u e³itsizli§i çözünüz. x <2
x− 1
Sonuç: 2-) [0, 1)
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 6
Kuadratik(�kinci Derece) Denklemler
Tan�m:Tek de§i³kenli bir quadratik denklemin formu ³u ³ekildedir.
ax2 + bx+ c = 0 öyle ki a 6= 0.
Burada x bir de§i³ken ve a, b, c sabitlerdir.
Kuadratik Formül
E§er ax2 + bx+ c = 0 ve a 6= 0 ise ∆ = b2 − 4ac diskriminant olarak adland�r�l�r.
1-) E§er ∆ > 0 ise denklemin iki kökü vard�r.
x1 =−b+
√b2 − 4ac
2ave x2 =
−b−√b2 − 4ac
2a
2-) E§er ∆ = 0 ise ne olur?
3-) E§er ∆ < 0 ise kökler kompleks say�d�r. Kalkülüste i³ yapt�§�m�z en büyükküme olan R kümesinin d�³�ndad�r. "Reel kök yoktur" deriz.
Örnek Bu denklemin varsa köklerini bulal�m x2 − 6x− 1 = 0
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 7
Al�³t�rma 3x2 − 32x− 140 = 0, köklerini bulunuz.
Sonuç:x1 =32 +
√2704
6ve x2 =
32−√2704
6
Tan�m(Do§runun E§imi) E§er bir do§ru iki farkl� P1(x1, y1) ve P2(x2, y2) noktalar�n-dan geçiyorsa, e§imi ³u formulle verilir.
m =y2 − y1x2 − x1
Tan�m(Do§ru denklemi)(x1, y1) noktas�ndan geçenm e§imli bir do§ru denklemi ³öyledir.
y − y1 = m(x− x1)
Örnek E§imi1
2olan ve (−4, 3) noktas�ndan geçen do§runun denklemini yaz�n ve son
halini y = Ax+B ³eklinde ifade edin.
(y = Ax+B formundaki denklemde, A e§im ve B y-kesen dir..)
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 8
Örnek Bu iki do§runun kesi³im noktalar�n� bulunuz 3x+ 4y = 12 ve x+ y = 2.
Not: Kesi³im noktas�, iki denklemin birbirine e³itlenmesi(ya da birinin di§erinde yerinekonmas�) ile bulunur.
x+ y = 2 ise y = 2− x 'i di§er denklemde yerine koyal�m.
Sonras�nda x = −4 ü kolay olan denklemde, yani x + y = 2 de yerine koyarsaky = 6 buluruz. Bu durumda kesi³im noktas� (−4, 6) d�r.
Al�³t�rmalar
1. A³a§�daki denklemlerin çözümlerini bulunuz.
Sonuçlar: a-) x1 =5 +√37
6ve x2 =
5−√37
6b-) x = −
3
2c-) −1±
√−1 (yani reel çözüm yok)
2. Verilen noktalardan geçen do§runun denklemini yaz�n�z (2, 3) ve (−3, 7) .
Sonuç: y − 3 =−45
(x− 2)
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 9
3. Bilgi.1-�ki do§ru, e§er e§imleri çarp�m� −1 ise diktir.2-�ki do§runun e§imleri e³itse, do§rular paraleldir.
A³a§�daki do§rular�n birbirine paralel ya da dik olup olmad�§�n� ara³t�r�n�z.
a-) y = 5x− 2 ve y = 5x+ 3. b-) 4x− 2y = 7 ve 10x− 5y = 1
c-) 4x− 2y = 7 ve 2x+ 4y = 1
Sonuç: a)paralel , b)paralel , c)dik
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 10
BÖLÜM II- Fonksiyonlar
Tan�m(Fonksiyon) Bir f fonksiyonu, bir A kümesinin her x ö§esini, bir B kümesinintek bir f(x) ö§esine ta³�yan bir kurald�r.
f : A → B ile gösterilir, f(x) say�s�na f fonksiyonunun x deki de§eri denir. Akümesine tan�m kümesi denir.
f(x) in tüm olas� de§erlerinin kümesine f in de§erler kümesi denir.
Örnek: f(x) =√x+ 2 fonksiyonunun tan�m kümesini bulunuz.
Not: Sorun olan reel say�lar at�l�nca, geriye kalan tan�m kümesidir.
Karekökün içi negatif olamaz.
Örnek: g(x) =1
x2 − xfonksiyonunun tan�m kümesini bulunuz.
Payda s�f�r olamaz
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 11
Not(Dü³ey Do§ru Ölçütü) xy-düzlemindeki bir e§rinin x in bir fonksiyonunun gra�§iolmas� için gerekli ve yeter ko³ul, her dü³ey do§runun bu e§riyi en fazla bir noktadakesmesidir.
A³a§�daki temel fonksiyonlar� çizelim.
y = x ve y = −x y = x2 ve y = −x2
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 12
y = x3 ve y = −x3 y =√x ve y = −
√x
Bütün birinci derece gra�kleri birer do§rudur.
Örnek x = 3 ve x = −3 ; y = 2 ve y = −2 çiziniz
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 13
2-) 3x− 2y = 6 çiziniz
Kural. x'e s�f�r verilir y-keseni bulunur; y'ye s�f�r verilir x-keseni bulunur. x ve y ke-senlerinden geçen düz do§ru çizilir.
3-) 5x+ 8y = −40 çiziniz
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 14
Al�³t�rmalar
1. �u gra�kleri çiziniz.
y = x− 1 3x+ 2y = 5
2y = x− 1 x+ 2y = 3
2. A³a§�daki fonksiyonlar�n tan�m kümelerini bulunuz.
(i) f(x) = 2x3 − x2 + 3 (ii) f(x) =x− 2
x+ 4(iii) f(x) =
1√5 + x
(iv) y =√
1− x2 (v) y =1
x(iv) y = |x|
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 15
Parçal� Fonksiyonlar
Örnek Mutlak de§er fonksiyonunu çiziniz |x| =
{−x, if x < 0
x, if x ≥ 0
Örnek Kitab�n�zda sayfa 20, Örnek 10'a bak�n�z.
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 16
Örnek A³a§�dakileri ayn� koordinat ekseninde çiziniz
y = x2, y = (x+ 3)2 , y = (x+ 3)2 − 1
Örnek A³a§�dakileri ayn� koordinat ekseninde çiziniz
y =√x, y =
√x− 2, y =
√x− 2
y =√x, y = 2
√x, y =
1
2
√x
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 17
Örnek f(x) = 3x2 + 6x+ 10 fonksiyonunu çiziniz.
Tam kareye tamamlama.
Kural. x'in katsay�s�n�n yar�s�n�n karesi eklenir ve ç�kart�l�r.(E§er x2'nin katsay�s� 1 ise.)
Not. x2'nin katsay�s� 1 de§il ise, ifade x2'nin katsay�s� parantezine al�n�r.
f(x) = 3x2 + 6x+ 10 = 3(x2 + 2x+10
3) + 3(x2 + 2x+ +
10
3)
Kitab�n�z sayfa43, Örnek 6 y� okuyunuz.
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 18
Al�³t�rmalar
1. .
2. .
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 19
3. A³a§�daki fonksiyonu çizelim.
4. .
5. A³a§�dakileri ayn� koordinat ekseninde çiziniz
y = (x− 4)2 − 3 y = x2
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 20
y = 7 +√x y =
√x− 2
y = −0, 4x2 ve y = −x2.
6. y = x2 − 3x fonksiyonunu tamkareye çevirip çiziniz.
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 21
(Hafta 1)-Kalkülüse Haz�rl�k Bölüm 1(Al�³t�rma Sorular�)
1. (2, 2) noktas�ndan ve 2x + 2y = 3 ile 2x − 3y = −1 do§rular�n�n kesi³im nok-tas�ndan geçen do§runun denklemini bulunuz.
Sonuç: 13y − 12x = 2
2. Hangi k de§eri için 2x+ ky = 3 do§rusu 4x+ y = 1 do§rusuna paraleldir..
Sonuç: k =1
2
3. A³a§�dakilerin tan�m kümelerini bulunuz.
a-) b-) y =x2 − 1
x2 + 1b) y =
√x
2− x
. ipucu: Tablo laz�m
c-) y =√x2 + 4 d-)y =
√2x
(x− 2)(x+ 1). ipucu: Tablo laz�m
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 22
4. Çiziniz f(x) =
{x, if x ≥ 0
2, if x < 0
5. Çiziniz f(x) =
{x+ 2, if x ≤ −1
x2, if x > −1
6. �u de§eri hesaplay�n�z.f(1 + a)− f(1)
a, if f(x) = x3 + x.
Sonuç: a2 + 3a+ 4
Gökhan Bilhan taraf�ndan haz�rlanm�³t�r. 23
7. y = f(x) = 5x2 − 30x + 49 fonksiyonunu çiziniz. (�pucu: Tam kareye tamam-lay�n�z.)(�pucu: x2'nin katsay�s� 1 olmadan tamkareye tamamlanamaz. )