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 + 0,5/x)x limitini bulun. Ondalık bir değer verin.

f(x) = (1 + 0,5/x)xx → ∞
L =
2.LimitlerZor
xyx = 0

L = limx→0 (e−2x − 1 + 2x)/x² limitini bulun.

f(x) = (e−2x − 1 + 2x)/x²x → 0
L =
3.TürevlerOrta
xyx = −1

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

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

f(x) = 3x2 − 5x − 1 fonksiyonunun x = 2 noktasındaki teğeti y eksenini y = b'de keser. b'yi bulun.

f(x) = 3x2 − 5x − 1x = 2
b =
5.OptimizasyonOrta
rh

Kapalı (üstü ve altı olan) silindirik bir kutu 500 cm³ almalıdır. Kullanılan metal toplam yüzey alanıyla orantılıdır. En az malzemeyi kullanan yarıçap r değerini bulun.

V = 500 cm³
r = cm
6.OptimizasyonZor
qP(q)maksimum

Küçük bir firma ürününü birim başına €30 sabit piyasa fiyatından satıyor. q birim üretmenin maliyeti C(q) = 1200 + 8q + 0,02q² avro. Kârı en büyük yapan üretim q değerini bulun.

p = €30C = 1200 + 8q + 0,02q²
q = birim
7.İntegrallerOrta
xyπy = x·cos x

I = ∫₀π x·cos x dx değerini hesaplayın (x radyan cinsinden).

∫₀π x·cos x dx
I =
8.İntegrallerZor
xy0,5y = x²eˣ

I = ∫₀0,5 x²·eˣ dx değerini hesaplayın.

∫₀0,5 x²eˣ dx
I =

3Çözeltiler

1.Limitler

Cevap: L = 1,649

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 + 0,5/x)

Hesaplayın

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

ln L = 1·0,5 = 0,5

Logaritmayı geri alın

L = e0,5 = 1,649

Cevap

L = 1,649
2.Limitler

Cevap: L = 2

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·e−2x + 2)/(2x) → 0/0

İkinci uygulama

4·e−2x/2

x = 0 koyun

L = 4·1/2 = 2

Cevap

L = 2
3.Türevler

Cevap: f′(−1) = −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.

Logaritma için zincir kuralı

f′(x) = 4x/(2x2 + 2)

Yerine koyun

f′(−1) = −4/4 = −1

Cevap

f′(−1) = −1
4.Türevler

Cevap: b = −13

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(2) = 1
f′(x) = 6x − 5 → f′(2) = 7

x = 0'da teğet

b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 1 − 7·2 = −13

Cevap

b = −13
5.Optimizasyon

Cevap: r = 4,301 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.

r’nin fonksiyonu olarak alan

h = 500/(πr²)
A(r) = 2πr² + 1000/r

Türevi sıfıra eşitleyin

A″(r) = 4π + 2000/r³ > 0, yani bu bir minimumdur.

4πr − 1000/r² = 0 → r = ∛(500/(2π)) = 4,301 cm

Yükseklik ve alan

h = 500/(π·4,301²) = 2r = 8,603 cm
A = 2π·4,301² + 1000/4,301 = 348,7 cm²

Cevap

r = 4,301 cm

En ucuz kapalı kutunun yüksekliği çapına eşittir: h = 2r.

6.Optimizasyon

Cevap: q = 550 birim

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) = 30q − (1200 + 8q + 0,02q²) = −0,02q2 + 22q − 1200

Türevi sıfıra eşitleyin

P″(q) = −0,04 < 0, yani bu bir maksimumdur.

22 − 0,04q = 0 → q = 550

En büyük kâr

P = 22·550 − 0,02·550² − 1200 = €4850

Cevap

q = 550
7.İntegraller

Cevap: I = −2

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.

u ve dv’yi seçin

u = x, du = dx; dv = cos x dx, v = sin x

İlkel fonksiyon

∫x cos x dx = x sin x − ∫sin x dx = x sin x + cos x

Limitler

(π·sin π + cos π) − (0 + 1) = −2

Cevap

I = −2
8.İntegraller

Cevap: I = 0,0609

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

1,649·(1,25) − 1·2 = 0,0609

Cevap

I = 0,0609

ExamProblems · examproblems.com/courses/calculus-1