Kalkülüs 1: hızlı tekrar paketi

Formül kâğıtları, her konunun temel yöntem adımları ve 8 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.

2Alıştırma soruları

1.LimitlerOrta
xyy = L

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

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

x radyan cinsinden olmak üzere L = limx→0 (1 − cos 2x)/(4x²) limitini bulun.

f(x) = (1 − cos 2x)/(4x²)x → 0
L =
3.TürevlerOrta
xyx = 1

f(x) = ln(2x2 + 1) olsun. f′(1)'i bulun.

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

f(x) = x2 + 3x − 1 fonksiyonunun x = −1 noktasındaki teğeti y eksenini y = b'de keser. b'yi bulun.

f(x) = x2 + 3x − 1x = −1
b =
5.OptimizasyonOrta
xhxkapaksız

Kare tabanlı açık (kapaksız) bir kutu 4000 cm³ almalıdır. Mümkün olan en az malzemeyi, yani tabanla dört yan yüzün en küçük alanını kullanın. Taban kenarı x değerini bulun.

V = 4000 cm³
x = cm
6.OptimizasyonZor
p (€)R(p)10şimdi

Bir tiyatro gösteri başına tanesi €10’dan 290 bilet satıyor. Pazar araştırması, bilet fiyatındaki her €1’lık artışın 10 daha az bilet satılması (ve her €1’lık indirimin 10 daha fazla) anlamına geldiğini gösteriyor. Gösteri başına en büyük hasılat R değerini bulun.

290 × €1010 / €1
R = €
7.İntegrallerOrta
xy4y = 3x

y = 3x eğrisinin altında, x = 0’dan x = 4’e kadar olan bölge x ekseni etrafında döndürülüyor. Cismin (bir koni) hacmini V bulun.

y = 3x0 ≤ x ≤ 4
V =
8.İntegrallerZor
xy1,5y = x²eˣ

I = ∫₀1,5 x²·eˣ dx değerini hesaplayın.

∫₀1,5 x²eˣ dx
I =

3Çözeltiler

1.Limitler

Cevap: L = 7,389

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→∞ x·ln(1 + 2/x)

Hesaplayın

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

ln L = 1·2 = 2

Logaritmayı geri alın

L = e2 = 7,389

Cevap

L = 7,389
2.Limitler

Cevap: L = 0,5

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

2·sin 2x/(8x) → 0/0

İkinci uygulama

4·cos 2x/8

x = 0 koyun

L = 4/8 = 0,5

Cevap

L = 0,5
3.Türevler

Cevap: f′(1) = 1,333

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 + 1)

Yerine koyun

f′(1) = 4/3 = 1,333

Cevap

f′(1) = 1,333
4.Türevler

Cevap: b = −2

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) = −3
f′(x) = 2x + 3 → f′(−1) = 1

x = 0'da teğet

b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = −3 − 1·(−1) = −2

Cevap

b = −2
5.Optimizasyon

Cevap: x = 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 + 16000/x

Türevi sıfıra eşitleyin

S″(x) = 2 + 32000/x³ > 0, yani bu bir minimumdur.

x³ = 8000 → x = 20 cm

Yükseklik ve alan

h = 4000/20² = 10 cm
S = 20² + 16000/20 = 1200 cm²

Cevap

x = 20 cm

En iyi açık kutunun yüksekliği genişliğinin yarısıdır.

6.Optimizasyon

Cevap: R = 3803 €

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.

Fiyatın fonksiyonu olarak gelir

n(p) = 390 − 10p
R(p) = 390p − 10p²

Türevi sıfıra eşitleyin

R″(p) = −20 < 0, yani bu bir maksimumdur.

p = 390/20 = €19,5

En büyük hasılat

n = 390 − 10·19,5 = 195
R = 19,5·195 = €3803

Cevap

R = €3803
7.İntegraller

Cevap: V = 603,2

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.

Disk yöntemi

V = π∫₀4 9x² dx

İntegral alın

V = π·9·4³/3 = 603,2

Cevap

V = 603,2

Kontrol: yarıçapı 12, yüksekliği 4 olan bir koninin hacmi (1/3)πr²h = 603,2.

8.İntegraller

Cevap: I = 3,602

Kısmi integrasyon: ∫u·dv = u·v − ∫v·du, çarpım kuralından gelir. u olarak türevi alındığında basitleşen çarpanı (x’in bir kuvveti ya da ln x), dv olarak ise integralini alabildiğiniz çarpanı (eˣ, sin x, cos x ya da u = ln x iken x) seçin. Belirli integralde u·v’yi iki sınırda hesaplayın: ∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du. x² çarpanı iki tur gerektirir.

Birinci tur

∫x²eˣ dx = x²eˣ − ∫2x eˣ dx

İkinci tur

∫2x eˣ dx = 2x eˣ − 2eˣ
∫x²eˣ dx = eˣ(x² − 2x + 2)

Limitler

4,482·(1,25) − 1·2 = 3,602

Cevap

I = 3,602

ExamProblems · examproblems.com/courses/calculus-1