x radyan cinsinden olmak üzere L = limx→0 (1 − cos 4x)/(2x²) limitini bulun.
f(x) = (1 − cos 4x)/(2x²)x → 0
L =
3.TürevlerOrta
f(x) = x·sin(2x) olsun, x radyan cinsinden. f′(1,5)'i bulun.
f(x) = x·sin(2x)x = 1,5 rad
f′(1.5) =
4.TürevlerZor
f(x) = x3 + 10,5x2 + 36x + 5 olsun. Yerel minimumun x koordinatı x'i bulun.
f(x) = x3 + 10,5x2 + 36x + 5
x =
5.İntegrallerOrta
I = ∫₀2 x·sin x dx değerini hesaplayın (x radyan cinsinden).
∫₀2 x·sin x dx
I =
6.İntegrallerZor
y = 6x doğrusu ile y = 3x² parabolü arasındaki bölge x ekseni etrafında döndürülüyor. Cismin hacmini V bulun.
y = 6xy = 3x²
V =
7.Karmaşık sayılarOrta
z₁ = 2∠−60° ve z₂ = 1,5∠−95° verilmiş. w = z₁·z₂ sayısının sanal kısmını bulun.
z₁ = 2∠−60°z₂ = 1,5∠−95°
Im(w) =
8.Karmaşık sayılarZor
z = −2 − j2 için z³ sayısının sanal kısmını bulmak üzere De Moivre teoremini kullanın.
z = −2 − j2n = 3
Im(z³) =
9.Diferansiyel denklemlerOrta
5 °C’deki bir kutu gazoz buzdolabından çıkarılıp 30 °C’deki bir odaya alınıyor. Newton’un soğuma yasasını izler: dT/dt = −k·(T − Tₐ). k = 0,07 min⁻¹ ile 24 dakika sonraki sıcaklığı T değerini bulun.
T0 = 5 °CTa = 30 °Ck = 0,07 min⁻¹t = 24 min
T = °C
10.Diferansiyel denklemlerZor
Bir tankta 200 L saf su var. Litre başına 0,2 kg tuz içeren tuzlu su 10 L/min debiyle giriyor ve iyi karışmış çözelti aynı debiyle çıkıyor. Kaç dakika t sonra tankta 24 kg tuz bulunur?
V = 200 Lm0 = 0 kgc = 0,2 kg/Lr = 10 L/min
t = min
11.Matrisler ve determinantlarOrta
Gösterilen 3×3 A matrisinin determinantı det A'ı bulun.
A = [−1 −4 −3; −3 −5 −3; 2 −3 −4]
det A =
12.Matrisler ve determinantlarZor
3x − 3y = 11 ve −4x + 2y = 8 sistemini çözün. x'yi bulun.
3x − 3y = 11−4x + 2y = 8
x =
13.Vektörler: skaler ve vektörel çarpımOrta
a = (−6, 6, 6) vektörünün b = (−5, 5, 6) vektörü üzerindeki skaler izdüşümünü compb a bulun, yani a vektörünün b doğrultusundaki bileşenini.
a = (−6, 6, 6)b = (−5, 5, 6)
compb a =
14.Vektörler: skaler ve vektörel çarpımZor
a = (4, 4, 5) ve b = (1, 4, 1) için a × b vektörel çarpımının z bileşenini (a × b)z bulun.
a = (4, 4, 5)b = (1, 4, 1)
(a × b)z =
15.OlasılıkOrta
6 kişilik bir gruptan 2 kişilik bir komite kaç farklı şekilde N seçilebilir? Sıra önemli değildir.
n = 6k = 2
N =
16.OlasılıkZor
Bir testte 8 çoktan seçmeli soru var. Tahminle cevap veren bir öğrenci her birini bağımsız olarak 0,7 olasılıkla doğru yapıyor. Tam olarak 4 doğru cevap olasılığı P nedir?
Bir büyüklük ortalaması 50 ve standart sapması 15 olan normal dağılımlıdır. Değerlerin hangi oranı P 68,75'ün üstündedir?
μ = 50σ = 15x = 68,75
P =
19.Normal dağılımOrta
Standart normal eğri altında, −z ile z arasındaki gölgeli alan 0,8764 olacak şekilde z’yi sürükleyin. z’yi iki ondalıkla bulun.
A = 0,8764
z =
20.Normal dağılımZor
torba ağırlıkları, ortalaması 250 g ve standart sapması 5 g olan normal dağılım gösterir. Gölgeli en üst %10 sağında kalacak şekilde kesme değerini sürükleyin. Kesme değerini x bulun.
μ = 250 gσ = 5 g10%
x = g
3Çözeltiler
1.Limitler
Cevap: L = 1
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).
En yüksek kuvvete bölün
(3 + (−4)/x2 + 9/x3)/(3 + 2/x2 + 7/x3)
x → ∞ alın
L = 3/3 = 1
Cevap
L = 1
Dereceler eşitse limit baş katsayıların oranıdır.
2.Limitler
Cevap: L = 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).
Birinci uygulama
4·sin 4x/(4x) → 0/0
İkinci uygulama
16·cos 4x/4
x = 0 koyun
L = 16/4 = 4
Cevap
L = 4
3.Türevler
Cevap: f′(1.5) = −2,829
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(2x) + 2x·cos(2x)
Yerine koyun
f′(1,5) = 0,1411 + 3·(−0,99) = −2,829
Cevap
f′(1,5) = −2,829
4.Türevler
Cevap: x = −3
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.
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 = sin x dx, v = −cos x
İlkel fonksiyon
∫x sin x dx = −x cos x + ∫cos x dx = −x cos x + sin x
Limitler
(−2·cos 2 + sin 2) − (0 + 0) = 1,742
Cevap
I = 1,742
6.İntegraller
Cevap: V = 120,6
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
6x = 3x² → x = 0, x = 2
Rondela (pul) yöntemi
V = π∫₀2 ((6x)² − (3x²)²) dx
İntegral alın
V = π(36·2³/3 − 9·2⁵/5) = π·38,4 = 120,6
Cevap
V = 120,6
7.Karmaşık sayılar
Cevap: Im(w) = −1,268
Kutupsal biçim: z = r∠θ = r(cos θ + j sin θ) = r·ejθ; r = |z| ve θ = arg z. Dikdörtgen biçime dönüş: a = r cos θ, b = r sin θ. Argüman için bölge gerekir: θ = atan(b/a) yalnızca a > 0 için geçerlidir; a < 0 için 180° ekleyin ya da çıkarın. Kutupsal biçimde çarpma kolaydır: modülleri çarpın, argümanları toplayın; bölmek için modülleri bölün, argümanları çıkarın.
w’nun modülü ve argümanı
|w| = 2 · 1,5 = 3
θ = −60° + (−95)° = −155°
Dikdörtgen biçim
Re(w) = 3·cos(−155°) = −2,719
Im(w) = 3·sin(−155°) = −1,268
Im(w) = −1,268
Cevap
Im(w) = −1,268
8.Karmaşık sayılar
Cevap: Im(z³) = −16
De Moivre ve kökler: (r∠θ)ⁿ = rⁿ∠nθ. zⁿ = R∠φ denkleminin tam olarak n kökü vardır; hepsinin modülü R1/n’dir ve argümanları k = 0, 1, …, n − 1 için (φ + 360°·k)/n’dir: bir çember üzerinde eşit aralıklarla, 360°/n arayla dizilirler. p² < 4q olan z² + pz + q = 0 ikinci derece denkleminin karmaşık kökleri z = −p/2 ± j√(q − p²/4)’tür; gerçel katsayılı bir polinomun karmaşık kökleri her zaman a ± jb eşlenik çiftleri hâlindedir.
Kutupsal biçim
z = −2 − j2 = 2√2∠−135°
De Moivre
z³ = (2√2)³∠−405° = 22,63∠−45°
Dikdörtgen biçim
z³ = 22,63·(cos −45° + j sin −45°) = 16 − j16
Im(z³) = −16
Cevap
Im(z³) = −16
9.Diferansiyel denklemler
Cevap: T = 25,34 °C
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 yasasının çözümü
T(t) = 30 + (−25)·e−0,07t
t’yi yerine koyun
T(24) = 30 + (−25)·0,1864 = 25,34 °C
Cevap
T = 25,34 °C
10.Diferansiyel denklemler
Cevap: t = 18,33 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.
Sonuç
m(t) = 40 + (−40)·e−t/20
t için çözün
e−t/20 = (40 − 24)/(40 − 0) = 0,4
t = 20·ln(2,5) = 18,33 min
Cevap
t = 18,33 min
11.Matrisler ve determinantlar
Cevap: det A = 4
Matrisler: 2×2 matrisin determinantı ad − bc'dir. 3×3 için bir satır boyunca açın: her eleman, kendi satırı ve sütunu silinince kalan 2×2 matrisin determinantıyla çarpılır, işaretler + − + şeklinde değişir. Özdeğerler λ, det(A − λI) = 0'ı sağlar; 2×2 için bu λ² − (iz)·λ + det = 0'dır.
İlk satırın 2×2 minörleri
M₁₁ = 11, M₁₂ = 18, M₁₃ = 19
Kofaktör açılımı
det A = (−1)·11 − (−4)·18 + (−3)·19 = 4
Cevap
det A = 4
12.Matrisler ve determinantlar
Cevap: x = −7,667
Matrisler: 2×2 matrisin determinantı ad − bc'dir. 3×3 için bir satır boyunca açın: her eleman, kendi satırı ve sütunu silinince kalan 2×2 matrisin determinantıyla çarpılır, işaretler + − + şeklinde değişir. Özdeğerler λ, det(A − λI) = 0'ı sağlar; 2×2 için bu λ² − (iz)·λ + det = 0'dır.
Katsayılar matrisinin determinantı
det A = 3·2 − (−3)·(−4) = −6
x sütununu değiştirin
det Aₓ = 11·2 − (−3)·8 = 46
x = 46/(−6) = −7,667
Cevap
x = −7,667
y = −11,33
13.Vektörler: skaler ve vektörel çarpım
Cevap: compb a = 10,35
Skaler çarpım:a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ bir skalerdir. İki vektör arasındaki açıyı verir, cos θ = a·b/(|a|·|b|), ve vektörler dik olduğunda sıfırdır. a’nın b üzerindeki skaler izdüşümü a·b/|b|’dir ve d yer değiştirmesi boyunca hareket eden sabit bir F kuvveti W = F·d işi yapar.
Skaler çarpım
a·b = (−6)·(−5) + 6·5 + 6·6 = 96
b’nin uzunluğu
|b| = √((−5)² + 5² + 6²) = 9,274
Skaler izdüşüm
compb a = a·b/|b| = 96/9,274 = 10,35
Cevap
compb a = 10,35
14.Vektörler: skaler ve vektörel çarpım
Cevap: (a × b)z = 12
Vektörel çarpım:a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) her iki vektöre de diktir ve |a × b| = |a|·|b|·sin θ, bu vektörlerin gerdiği paralelkenarın alanıdır (üçgen bunun yarısıdır). Sıra önemlidir: b × a = −(a × b). A noktasına uygulanan F kuvvetinin O noktasına göre momenti MO = r × F’dir; burada r = A − O.
Vektörel çarpım, bileşen bileşen
(a × b)x = aybz − azby = 4·1 − 5·4 = −16
(a × b)y = azbx − axbz = 5·1 − 4·1 = 1
(a × b)z = axby − aybx = 4·4 − 4·1 = 12
İstenen bileşen
(a × b)z = 12
Cevap
(a × b)z = 12
Kontrol: a × b her iki vektöre de diktir, bu yüzden a ve b ile skaler çarpımı sıfırdır.
15.Olasılık
Cevap: N = 15
Olasılık: eşit olasılıklı sonuçlarda P(A) = uygun/toplam. Bağımsız olaylarda çarpılır: P(A ve B) = P(A)·P(B). Tümleyen çoğu zaman işe yarar: P(en az bir) = 1 − P(hiç). Binom: başarı olasılığı p olan n bağımsız denemede P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.
Kombinasyonlar
C(6, 2) = (6·5)/(2·1) = 15
Cevap
N = 15
16.Olasılık
Cevap: P = 0,1361
Olasılık: eşit olasılıklı sonuçlarda P(A) = uygun/toplam. Bağımsız olaylarda çarpılır: P(A ve B) = P(A)·P(B). Tümleyen çoğu zaman işe yarar: P(en az bir) = 1 − P(hiç). Binom: başarı olasılığı p olan n bağımsız denemede P(X = k) = C(n, k)·pᵏ·(1 − p)ⁿ⁻ᵏ.
Betimsel istatistik: ortalama, toplamın n'ye bölümüdür; medyan, sıralanmış verinin ortadaki değeridir (n çiftse ortadaki iki değerin ortalaması). Örneklem standart sapması s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). z puanı z = (x − μ)/σ, bir değerin ortalamadan kaç standart sapma uzakta olduğunu söyler.
Betimsel istatistik: ortalama, toplamın n'ye bölümüdür; medyan, sıralanmış verinin ortadaki değeridir (n çiftse ortadaki iki değerin ortalaması). Örneklem standart sapması s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). z puanı z = (x − μ)/σ, bir değerin ortalamadan kaç standart sapma uzakta olduğunu söyler.
Standartlaştırın
z = 1,25
Standart normal tablo
Φ(1,25) = 0,8944
P = 1 − 0,8944 = 0,1056
Cevap
P = 0,1056
19.Normal dağılım
Cevap: z = 1,54
Bir alandan z’ye geri dönmek: Φ(z), z’nin solundaki alandır. Sol kuyruk alanı A için tabloda Φ(z) = A olan z’yi bulun. Sağ kuyruk alanı A, Φ(z) = 1 − A demektir. −z ile z arasındaki merkezî alan A, her kuyrukta (1 − A)/2 bırakır, yani Φ(z) = (1 + A)/2. Bir x değeri için x = μ + zσ kullanın.
z’nin solundaki alan
Φ(z) = (1 + 0,8764)/2 = 0,9382
z tablosunu tersten okuyun
Tablonun içinde 0,9382 değerini bulun ve z’yi okuyun.
z = 1,54
Cevap
z = 1,54
20.Normal dağılım
Cevap: x = 256,4 g
Bir alandan z’ye geri dönmek: Φ(z), z’nin solundaki alandır. Sol kuyruk alanı A için tabloda Φ(z) = A olan z’yi bulun. Sağ kuyruk alanı A, Φ(z) = 1 − A demektir. −z ile z arasındaki merkezî alan A, her kuyrukta (1 − A)/2 bırakır, yani Φ(z) = (1 + A)/2. Bir x değeri için x = μ + zσ kullanın.