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 + 3/x)2x limitini bulun. Ondalık bir değer verin.

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

L = limx→0 (ex − 1 − x)/x² limitini bulun.

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

f(x) = x·sin(3x) olsun, x radyan cinsinden. f′(0,5)'i bulun.

f(x) = x·sin(3x)x = 0,5 rad
f′(0.5) =
4.TürevlerZor
xy

f(x) = x3 − 10,5x2 + 30x − 4 olsun. Yerel maksimumun x koordinatı x'i bulun.

f(x) = x3 − 10,5x2 + 30x − 4
x =
5.OptimizasyonOrta
rh

Kapalı (üstü ve altı olan) silindirik bir kutu 250 cm³ almalıdır. Kullanılan metal toplam yüzey alanıyla orantılıdır. Mümkün olan en küçük yüzey alanı A değerini bulun.

V = 250 cm³
A = cm²
6.OptimizasyonZor
qP(q)maksimum

Bir şirket haftada q birim satıyor. Bunları satabileceği fiyat birim başına p = 60 − 0,5q avro ve maliyet C(q) = 300 + 25q avro. Kârı en büyük yapan fiyat p değerini bulun.

p = 60 − 0,5qC = 300 + 25q
p = €
7.İntegrallerOrta
xy11,5y = x ln x

I = ∫₁1,5 x·ln x dx değerini hesaplayın.

∫₁1,5 x ln x dx
I =
8.İntegrallerZor
xy2y = xy = 0,5x²

y = x doğrusu ile y = 0,5x² parabolü arasındaki bölge x ekseni etrafında döndürülüyor. Cismin hacmini V bulun.

y = xy = 0,5x²
V =

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→∞ 2·x·ln(1 + 3/x)

Hesaplayın

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

ln L = 2·3 = 6

Logaritmayı geri alın

L = e6 = 403,4

Cevap

L = 403,4
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

(1·ex − 1)/(2x) → 0/0

İkinci uygulama

1·ex/2

x = 0 koyun

L = 1·1/2 = 0,5

Cevap

L = 0,5
3.Türevler

Cevap: f′(0.5) = 1,104

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.

Çarpım ve zincir kuralı

f′(x) = sin(3x) + 3x·cos(3x)

Yerine koyun

f′(0,5) = 0,9975 + 1,5·0,07074 = 1,104

Cevap

f′(0,5) = 1,104
4.Türevler

Cevap: x = 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.

Türev

f′(x) = 3x2 − 21x + 30 = 3·(x2 − 7x + 10)

f′(x) = 0'ı çözün

x = 2 veya x = 5

Hangisi hangisi

f″(x) = 6x − 21: maksimumda negatif, minimumda pozitif.

f″(2) = −9, f″(5) = 9
x = 2

Cevap

x = 2
5.Optimizasyon

Cevap: A = 219,7 cm²

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 = 250/(πr²)
A(r) = 2πr² + 500/r

Türevi sıfıra eşitleyin

A″(r) = 4π + 1000/r³ > 0, yani bu bir minimumdur.

4πr − 500/r² = 0 → r = ∛(250/(2π)) = 3,414 cm

Yükseklik ve alan

h = 250/(π·3,414²) = 2r = 6,828 cm
A = 2π·3,414² + 500/3,414 = 219,7 cm²

Cevap

A = 219,7 cm²

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

6.Optimizasyon

Cevap: p = 42,5 €

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) = (60 − 0,5q)·q − (300 + 25q) = −0,5q2 + 35q − 300

Türevi sıfıra eşitleyin

P″(q) = −1 < 0, yani bu bir maksimumdur.

q = 35/1 = 35

Fiyat ve kâr

p = 60 − 0,5·35 = €42,5
P = 35·35 − 0,5·35² − 300 = €312,5

Cevap

p = €42,5
7.İntegraller

Cevap: I = 0,1436

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 = ln x, du = dx/x; dv = x dx, v = x²/2

İlkel fonksiyon

∫x ln x dx = (x²/2)ln x − ∫(x/2) dx = (x²/2)ln x − x²/4

Limitler

(1,125·ln 1,5 − 0,5625) − (0 − 0,25) = 0,1436

Cevap

I = 0,1436
8.İntegraller

Cevap: V = 3,351

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

1x = 0,5x² → x = 0, x = 2

Rondela (pul) yöntemi

V = π∫₀2 ((1x)² − (0,5x²)²) dx

İntegral alın

V = π(1·2³/3 − 0,25·2⁵/5) = π·1,067 = 3,351

Cevap

V = 3,351

ExamProblems · examproblems.com/courses/calculus-1