AP Calculus alıştırma soruları: hızlı tekrar paketi

Formül kâğıtları, her konunun temel yöntem adımları ve 12 alıştırma sorusu; tam çözümler en sonda.

Yeni sorularDerse dön

Yazdırma penceresinde, bir kopyayı cihazınızda saklamak için “PDF olarak kaydet” seçeneğini seçin.

1Formüller ve yöntemler

Limitler

Doğrudan yerine koyma
önce x = a deneyin; 0/0 sadeleştirmeniz gerektiği anlamına gelir
Çarpanlarına ayırıp sadeleştirin
xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
Eşlenik
(√x − √a)(√x + √a) = x − a
Sonsuzdaki limitler
x’in en yüksek kuvvetine bölün; dereceler eşitse sonuç baş katsayıların oranıdır
Özel limit
limx→∞ (1 + a/x)bx = eab
L'Hôpital kuralı
lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)

Türevler

Kuvvet kuralı
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
Çarpım kuralı
(uv)′ = u′v + uv′
Bölüm kuralı
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
Zincir kuralı
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
Temel türevler
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

Yöntem

  1. Yapıyı belirleyin: toplam, çarpım, bölüm veya bileşke.
  2. x’in her kuvvetine kuvvet kuralını uygulayın.
  3. Gereken yerde çarpım, bölüm veya zincir kuralını kullanın.
  4. Sadeleştirin ve istenirse noktada değerini hesaplayın.

Optimizasyon

Yöntem
Q(x)’i tek değişkenle yazın, Q′(x) = 0’ı çözün, Q″’yü veya uç noktaları kontrol edin
Maksimum
Q′(x) = 0, Q″(x) < 0
Minimum
Q′(x) = 0, Q″(x) > 0
Kapalı silindir
V = πr²h, A = 2πr² + 2πrh
Kâr
P = R − C, R = p·q, maximum where MR = MC

İntegraller

Kuvvet kuralı
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Belirli integral
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Temel integraller
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Eğriler arasındaki alan
∫ab (f − g) dx

Yöntem

  1. Mümkünse integrali alınan ifadeyi basit terimlerin toplamı olarak yeniden yazın.
  2. Kuvvet kuralını uygulayın: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1); ex, 1/x, sin ve cos için standart integralleri kullanın.
  3. Bir fonksiyonu ve türevini bir arada gördüğünüzde değişken değiştirme kullanın.
  4. Belirli integralde F(b) − F(a)’yı hesaplayın.

Diferansiyel denklemler

Üstel büyüme/azalma
dy/dt = ky → y = y0ekt
Yarı ömür
k = ln 2 / t½
Newton’un soğuma yasası
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
İntegrasyon çarpanı
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
Karıştırma tankı
dm/dt = r·c − (r/V)·m

Diziler ve seriler

Aritmetik dizi
aₙ = a₁ + (n − 1)d, Sₙ = n(a₁ + aₙ)/2
Geometrik dizi
aₙ = a₁rⁿ⁻¹, Sₙ = a₁(1 − rⁿ)/(1 − r)
Sonsuz geometrik seri
S = a₁/(1 − r), |r| < 1
p-serisi
Σ1/kᵖ converges only for p > 1
Oran testi
L = lim |ak+1/ak|: L < 1 converges, L > 1 diverges
Yakınsaklık yarıçapı
R = lim |ck/ck+1|
Taylor polinomu
Pₙ(x) = Σ f⁽ᵏ⁾(a)(x − a)ᵏ/k!
Maclaurin serisi
eˣ = Σxᵏ/k!, sin x = x − x³/3! + …, cos x = 1 − x²/2! + …, ln(1 + x) = x − x²/2 + …
Lagrange hata sınırı
|Rₙ| ≤ M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)!

Yöntem

  1. Türü belirleyin: aritmetik (sabit fark), geometrik (sabit oran), standart bir seri, bir kuvvet serisi ya da bir Taylor polinomu.
  2. Toplamlar için Sₙ = n(a₁ + aₙ)/2, Sₙ = a₁(1 − rⁿ)/(1 − r) ya da |r| < 1 iken S = a₁/(1 − r) kullanın; a₁ toplamın ilk terimidir.
  3. Yakınsaklık için: önce n. terim testi, sonra Σ1/kᵖ ya da bir geometrik seriyle karşılaştırma; faktöriyeller ve k. kuvvetler için oran ya da kök testini kullanın.
  4. Taylor polinomları için f(a), f′(a), f″(a), … değerlerini listeleyin, k. türevi k!’e bölün ve hatayı M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)! ile sınırlayın.

2Alıştırma soruları

1.LimitlerOrta
xyy = L

L = limx→∞ (1 + 2/x)3x limitini bulun. Ondalık bir değer verin.

f(x) = (1 + 2/x)3xx → ∞
L =
2.LimitlerZor
xyx = 0

L = limx→0 (e1,5x − 1 − 1,5x)/x² limitini bulun.

f(x) = (e1,5x − 1 − 1,5x)/x²x → 0
L =
3.TürevlerOrta
xyx = 2

f(x) = ln(2x2 + 5) olsun. f′(2)'i bulun.

f(x) = ln(2x2 + 5)x = 2
f′(2) =
4.TürevlerZor
xyx = −1

f(x) = −x2 fonksiyonunun x = −1 noktasındaki teğeti y eksenini y = b'de keser. b'yi bulun.

f(x) = −x2x = −1
b =
5.OptimizasyonOrta
xhxkapaksız

Kare tabanlı açık (kapaksız) bir kutu 32000 cm³ almalıdır. Mümkün olan en az malzemeyi, yani tabanla dört yan yüzün en küçük alanını kullanın. Yükseklik h değerini bulun.

V = 32000 cm³
h = cm
6.OptimizasyonZor
qP(q)maksimum

Bir şirket haftada q birim satıyor. Bunları satabileceği fiyat birim başına p = 200 − 0,25q avro ve maliyet C(q) = 7800 + 60q avro. Kârı en büyük yapan fiyat p değerini bulun.

p = 200 − 0,25qC = 7800 + 60q
p = €
7.İntegrallerOrta
xy02

I = ∫02 2x·(x² + 1)2 dx'i hesaplayın.

f(x) = 2x·(x² + 1)2[0, 2]
I =
8.İntegrallerZor
xy1,667y = 5xy = 3x²

y = 5x doğrusu ile y = 3x² parabolü arasındaki bölge x ekseni etrafında döndürülüyor. Cismin hacmini V bulun.

y = 5xy = 3x²
V =
9.Diferansiyel denklemlerOrta
t (min)T (°C)26Ta​21 °C10 °C

5 °C’deki bir kutu gazoz buzdolabından çıkarılıp 27 °C’deki bir odaya alınıyor. 26 dakika sonra sıcaklığı 21 °C’dir. Newton’un soğuma yasasını izler: dT/dt = −k·(T − Tₐ). Başlangıçtan ne kadar süre sonra, t, 10 °C’ye ulaşır?

T0 = 5 °CTa = 27 °CT(26) = 21 °CT = 10 °C
t = min
10.Diferansiyel denklemlerZor
xy13(1, −2)y(3) = ?

x > 0 için y(1) = −2 koşuluyla y′ + 2y/x = 2x2 başlangıç değer problemini çözün. y(3) değerini bulun.

y′ + 2y/x = 2x2y(1) = −2
y(3) =
11.Diziler ve serilerOrta
AΣ (−1)ᵏ/√kk = 1 … ∞BΣ ln k / kk = 1 … ∞CΣ 1/(k² + 9)k = 1 … ∞DΣ (1/2)ᵏk = 1 … ∞

Dört serinin tam biri ıraksar. Ona tıklayın.

A: Σ (−1)ᵏ/√kB: Σ ln k / kC: Σ 1/(k² + 9)D: Σ (1/2)ᵏ
  1. 1A: Σ (−1)ᵏ/√k
  2. 2B: Σ ln k / k
  3. 3C: Σ 1/(k² + 9)
  4. 4D: Σ (1/2)ᵏ
12.Diziler ve serilerZor

f(x) = sin x, x = −0,5 noktasında 3. dereceden Maclaurin polinomuyla yaklaşıklanıyor. Mümkün olan en büyük hatayı, |R₃|, bulmak için M = 1 ile Lagrange hata sınırını M·|x|ⁿ⁺¹/(n + 1)! kullanın.

f(x) = sin xn = 3x = −0,5M = 1
|R₃| =

3Çözeltiler

1.Limitler

Cevap: L = 403,4

Limitler: önce doğrudan yerine koymayı deneyin. 0/0 verirse önce sadeleştirin: çarpanlarına ayırıp ortak çarpanı sadeleştirin ya da eşlenikle çarpın. x → ∞ iken pay ve paydayı x’in en yüksek kuvvetine bölün. L'Hôpital kuralı: f/g 0/0 veya ∞/∞ veriyorsa lim f/g = lim f′/g′; pay ve paydanın türevi ayrı ayrı alınır (bölüm kuralıyla değil).

Logaritma alın

ln L = limx→∞ 3·x·ln(1 + 2/x)

Hesaplayın

u → 0 iken ln(1 + u)/u → 1, dolayısıyla x·ln(1 + a/x) → a.

ln L = 3·2 = 6

Logaritmayı geri alın

L = e6 = 403,4

Cevap

L = 403,4
2.Limitler

Cevap: L = 1,125

Limitler: önce doğrudan yerine koymayı deneyin. 0/0 verirse önce sadeleştirin: çarpanlarına ayırıp ortak çarpanı sadeleştirin ya da eşlenikle çarpın. x → ∞ iken pay ve paydayı x’in en yüksek kuvvetine bölün. L'Hôpital kuralı: f/g 0/0 veya ∞/∞ veriyorsa lim f/g = lim f′/g′; pay ve paydanın türevi ayrı ayrı alınır (bölüm kuralıyla değil).

Birinci uygulama

(1,5·e1,5x − 1,5)/(2x) → 0/0

İkinci uygulama

2,25·e1,5x/2

x = 0 koyun

L = 2,25·1/2 = 1,125

Cevap

L = 1,125
3.Türevler

Cevap: f′(2) = 0,6154

Türev alma: f′(x) türevi grafiğin x noktasındaki eğimidir. Kuvvet kuralı: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Çarpım kuralı: (uv)′ = u′v + uv′. Zincir kuralı: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). f′(x) = 0 olan yerde grafiğin yatay teğeti vardır: maksimum, minimum ya da eyer noktası.

Logaritma için zincir kuralı

f′(x) = 4x/(2x2 + 5)

Yerine koyun

f′(2) = 8/13 = 0,6154

Cevap

f′(2) = 0,6154
4.Türevler

Cevap: b = 1

Türev alma: f′(x) türevi grafiğin x noktasındaki eğimidir. Kuvvet kuralı: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Çarpım kuralı: (uv)′ = u′v + uv′. Zincir kuralı: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). f′(x) = 0 olan yerde grafiğin yatay teğeti vardır: maksimum, minimum ya da eyer noktası.

Nokta ve eğim

f(−1) = −1
f′(x) = −2x → f′(−1) = 2

x = 0'da teğet

b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = −1 − 2·(−1) = 1

Cevap

b = 1
5.Optimizasyon

Cevap: h = 20 cm

Optimizasyon: optimize edilecek büyüklüğü, kısıtı kullanarak diğer değişkeni yok edip tek değişkenli bir fonksiyon olarak yazın. Türevi sıfıra eşitleyip çözün. Kritik noktanın maksimum veya minimum olduğunu (ikinci türev veya birinci türevin işaret değişimi) ve izin verilen aralıkta bulunduğunu kontrol edin; sıfır kenar uzunluğu gibi bir uç nokta cevap değildir.

x’in fonksiyonu olarak alan

S(x) = x² + 128000/x

Türevi sıfıra eşitleyin

S″(x) = 2 + 256000/x³ > 0, yani bu bir minimumdur.

x³ = 64000 → x = 40 cm

Yükseklik ve alan

h = 32000/40² = 20 cm
S = 40² + 128000/40 = 4800 cm²

Cevap

h = 20 cm

En iyi açık kutunun yüksekliği genişliğinin yarısıdır.

6.Optimizasyon

Cevap: p = 130 €

Optimizasyon: optimize edilecek büyüklüğü, kısıtı kullanarak diğer değişkeni yok edip tek değişkenli bir fonksiyon olarak yazın. Türevi sıfıra eşitleyip çözün. Kritik noktanın maksimum veya minimum olduğunu (ikinci türev veya birinci türevin işaret değişimi) ve izin verilen aralıkta bulunduğunu kontrol edin; sıfır kenar uzunluğu gibi bir uç nokta cevap değildir.

Kâr fonksiyonu

P(q) = (200 − 0,25q)·q − (7800 + 60q) = −0,25q2 + 140q − 7800

Türevi sıfıra eşitleyin

P″(q) = −0,5 < 0, yani bu bir maksimumdur.

q = 140/0,5 = 280

Fiyat ve kâr

p = 200 − 0,25·280 = €130
P = 140·280 − 0,25·280² − 7800 = €11800

Cevap

p = €130
7.İntegraller

Cevap: I = 41,33

Belirli integraller: ∫ₐᵇ f(x) dx, a'dan b'ye grafik ile x ekseni arasındaki işaretli alandır. Bir ilkel fonksiyon F (F′ = f) bulun ve F(b) − F(a)'yı hesaplayın. Kuvvet kuralı: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). İki eğri arasındaki alan ∫(üst − alt) dx'tir.

Değişken değiştirme

u = x² + 1, du = 2x dx
I = ∫15 u2 du

İntegral alın ve sınırları koyun

I = [u3/3]15 = (125 − 1)/3 = 41,33

Cevap

I = 41,33
8.İntegraller

Cevap: V = 48,48

Dönel cisim hacimleri: y = f(x) eğrisi altındaki x = a’dan x = b’ye bölgeyi x ekseni etrafında döndürmek, x’teki kesiti f(x) yarıçaplı bir disk olan bir cisim oluşturur. Diskleri toplamak V = π∫ₐᵇ f(x)² dx verir. Bölge bir dış R(x) eğrisi ile bir iç r(x) eğrisi arasında olduğunda her dilim bir rondeladır: V = π∫ₐᵇ (R(x)² − r(x)²) dx. Yarıçapların karesini çıkarmadan önce alın.

Kesişim noktaları

5x = 3x² → x = 0, x = 1,667

Rondela (pul) yöntemi

V = π∫₀1,667 ((5x)² − (3x²)²) dx

İntegral alın

V = π(25·1,667³/3 − 9·1,667⁵/5) = π·15,43 = 48,48

Cevap

V = 48,48
9.Diferansiyel denklemler

Cevap: t = 5,159 min

Birinci mertebe diferansiyel denklemler: dy/dt = k·y’nin çözümü y = y₀·ekt’dir (k > 0 için büyüme, k < 0 için azalma); T yarı ömrü k = ln 2/T verir. Newton’un soğuma yasası dT/dt = −k·(T − Tₐ), T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt verir. y′ + p(x)·y = q(x) lineer denklemi μ = e∫p dx integrasyon çarpanıyla çözülür: (μy)′ = μq, dolayısıyla μy = ∫μq dx + C.

Soğuma sabiti

k = ln(-22/-6)/26 = 0,04997 min⁻¹

Hedefe ulaşma süresi

t = ln(-22/(−17))/0,04997 = 5,159 min

Cevap

t = 5,159 min
10.Diferansiyel denklemler

Cevap: y(3) = 10,53

Birinci mertebe diferansiyel denklemler: dy/dt = k·y’nin çözümü y = y₀·ekt’dir (k > 0 için büyüme, k < 0 için azalma); T yarı ömrü k = ln 2/T verir. Newton’un soğuma yasası dT/dt = −k·(T − Tₐ), T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt verir. y′ + p(x)·y = q(x) lineer denklemi μ = e∫p dx integrasyon çarpanıyla çözülür: (μy)′ = μq, dolayısıyla μy = ∫μq dx + C.

İntegrasyon çarpanı

μ = e∫2/x dx = x2

İntegral alın

(x2y)′ = 2x4 → x2y = 2x5/5 + C

Başlangıç koşulu

−2 = 2/5 + C → C = −2,4

Hesaplayın

y(3) = (2·35/5 + (−2,4))/32 = 10,53

Cevap

y(3) = 10,53
11.Diziler ve seriler

Cevap: B: Σ ln k / k

Yakınsaklık: terimler 0’a gitmiyorsa seri ıraksar (n. terim testi). Σ1/kᵖ yalnızca p > 1 için, Σrᵏ yalnızca |r| < 1 için yakınsar. Terimleri büyük k için bunlara benziyorsa bir seriyi bunlardan biriyle karşılaştırın. Oran testi: L = lim |ak+1/ak|; kök testi: L = lim |ak|1/k. L < 1 yakınsar, L > 1 ıraksar, L = 1 hiçbir şeye karar vermez. Bir kuvvet serisi Σck(x − x₀)ᵏ, R = lim |ck/ck+1| olmak üzere |x − x₀| < R için yakınsar; terimleri 0’a azalan değişen işaretli bir seri yakınsar.

Her seriyi sınayın

A: Σ (−1)ᵏ/√k → Değişen işaretli, 1/√k 0’a azalıyor: (koşullu olarak) yakınsar.
B: Σ ln k / k → k ≥ 3 için 1/k’dan büyüktür: harmonik seriyle karşılaştırmayla ıraksar.
C: Σ 1/(k² + 9) → 1/k²’den küçüktür, yakınsak bir p-serisi: karşılaştırmayla yakınsar.
D: Σ (1/2)ᵏ → r = 1/2 olan geometrik seri, |r| < 1: yakınsar.

Cevap

B: Σ ln k / k

Cevap

B: Σ ln k / k
12.Diziler ve seriler

Cevap: |R₃| = 0,002604

Taylor polinomları: x = a yakınında türevlenebilir bir fonksiyon Pₙ(x) = f(a) + f′(a)(x − a) + f″(a)(x − a)²/2! + … + f⁽ⁿ⁾(a)(x − a)ⁿ/n! ile yaklaşıklanır; a = 0 için bu Maclaurin polinomudur. Standart seriler: eˣ = Σxᵏ/k!, sin x = x − x³/3! + x⁵/5! − …, cos x = 1 − x²/2! + x⁴/4! − …, ln(1 + x) = x − x²/2 + x³/3 − …, 1/(1 − x) = Σxᵏ. Lagrange hata sınırı: |f(x) − Pₙ(x)| ≤ M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)!; burada M, a ile x arasında |f⁽ⁿ⁺¹⁾|’in en büyük değeridir.

Türev üzerindeki sınır

M = 1

Lagrange sınırı

|R₃| ≤ 1·0,5⁴/4! = 0,002604

Cevap

|R₃| = 0,002604

Gerçek hata daha küçüktür: |f(−0,5) − P₃(−0,5)| = 0,0002589.

ExamProblems · examproblems.com/courses/ap-calculus-practice