x radyan cinsinden olmak üzere L = limx→0 (1 − cos 3x)/(3x²) limitini bulun.
f(x) = (1 − cos 3x)/(3x²)x → 0
L =
3.TürevlerOrta
f(x) = x·e2x olsun. f′(0,5)'yi bulun.
f(x) = x·e2xx = 0,5
f′(0.5) =
4.TürevlerZor
f(x) = x2 fonksiyonunun x = 1 noktasındaki teğeti y eksenini y = b'de keser. b'yi bulun.
f(x) = x2x = 1
b =
5.İntegrallerOrta
I = ∫03 e0,5x dx'i hesaplayın.
f(x) = e0,5x[0, 3]
I =
6.İntegrallerZor
y = 9 − x² parabolü ile x ekseni arasındaki bölgenin alanı A'ı bulun.
y = 9 − x²
A =
7.Karmaşık sayılarOrta
Diyagram z = 3 + j2 sayısını gösteriyor. w = 2∠90° iken z·w sayısını temsil eden noktaya tıklayın.
z = 3 + j2w = 2∠90°
1A (6 + j4)
2B (−2 + j3)
3C (−4 + j6)
4D (4 − j6)
8.Karmaşık sayılarZor
(1 + j)³ sayısının gerçel kısmını bulun.
z = 1 + jn = 3
Re(z³) =
9.Diferansiyel denklemlerOrta
86 °C’deki bir fincan kahve 24 °C’deki bir odada bırakılıyor. 24 dakika sonra sıcaklığı 48 °C’dir. Newton’un soğuma yasasını izler: dT/dt = −k·(T − Tₐ). Sabit k değerini min⁻¹ cinsinden bulun.
T0 = 86 °CTa = 24 °CT(24) = 48 °C
k = min⁻¹
10.Diferansiyel denklemlerZor
Bir tankta, içinde 10 kg tuz çözünmüş 400 L su var. Litre başına 0,1 kg tuz içeren tuzlu su 4 L/min debiyle giriyor ve iyi karışmış çözelti aynı debiyle çıkıyor. Kaç dakika t sonra tankta 19 kg tuz bulunur?
V = 400 Lm0 = 10 kgc = 0,1 kg/Lr = 4 L/min
t = min
11.Matrisler ve determinantlarOrta
Gösterilen matrisler için C = AB olsun. c12 elemanını bulun (satır 1, sütun 2).
A = [−6 3; 5 −6]B = [4 6; 5 4]
c12 =
12.Matrisler ve determinantlarZor
−6x − 4y = −6 ve −6x + 4y = 11 sistemini çözün. x'yi bulun.
−6x − 4y = −6−6x + 4y = 11
x =
13.Vektörler: skaler ve vektörel çarpımOrta
Sabit bir F = (−25, −5, 20) N kuvveti, bir cisme A(−5, 4, 3) noktasından B(5, 4, −2) noktasına doğrusal hareket ederken etki ediyor. Koordinatlar metre cinsindendir. Kuvvetin yaptığı işi W bulun.
F = (−25, −5, 20) NA(−5, 4, 3) mB(5, 4, −2) m
W = J
14.Vektörler: skaler ve vektörel çarpımZor
Bir köşeden çıkan kenarları a = (−5, 5, 2), b = (−4, −2, 2) ve c = (1, 4, 3) olan paralelyüzlünün hacmini V bulun.
a = (−5, 5, 2)b = (−4, −2, 2)c = (1, 4, 3)
V =
15.OlasılıkOrta
6 kişilik bir gruptan 2 kişilik bir komite kaç farklı şekilde N seçilebilir? Sıra önemli değildir.
n = 6k = 2
N =
16.OlasılıkZor
12 parça test ediliyor ve her biri bağımsız olarak 0,7 olasılıkla bozuluyor. En fazla birinin bozulma olasılığı P nedir?
Sınav puanları ortalaması 100 ve standart sapması 15 olan normal dağılımlıdır. 118,8 puanının z puanı z'yi bulun.
μ = 100σ = 15x = 118,8
z =
19.Normal dağılımOrta
X ortalaması 250 g, standart sapması 4 g olan normal bir değişkendir; Y bağımsızdır ve ortalaması 500 g, standart sapması 9 g olan normaldir. X + Y’nin 740,2 g değerinden büyük olma olasılığını P bulun. z’yi iki ondalığa yuvarlayın.
μX = 250, σX = 4μY = 500, σY = 9X + Y > 740,2 g
P =
20.Normal dağılımZor
yetişkin erkeklerin boyları, ortalaması 178 cm ve standart sapması 7 cm olan normal dağılım gösterir. Gölgeli en alt %5 solunda kalacak şekilde kesme değerini sürükleyin. Kesme değerini x bulun.
μ = 178 cmσ = 7 cm5%
x = cm
3Çözeltiler
1.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).
En yüksek kuvvete bölün
(4 + (−4)/x2 + (−3)/x3)/(2 + 2/x2 + 9/x3)
x → ∞ alın
L = 4/2 = 2
Cevap
L = 2
Dereceler eşitse limit baş katsayıların oranıdır.
2.Limitler
Cevap: L = 1,5
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
3·sin 3x/(6x) → 0/0
İkinci uygulama
9·cos 3x/6
x = 0 koyun
L = 9/6 = 1,5
Cevap
L = 1,5
3.Türevler
Cevap: f′(0.5) = 5,437
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 kuralı
f′(x) = u′v + uv′ = e2x·(1 + 2·x)
Yerine koyun
f′(0,5) = 2,718·(1 + 1) = 5,437
Cevap
f′(0,5) = 5,437
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.İntegraller
Cevap: I = 6,963
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.
İlkel fonksiyon
F(x) = e0,5x/0,5
Sınırları yerine koyun
I = (e1,5 − 1)/0,5 = (4,482 − 1)/0,5 = 6,963
Cevap
I = 6,963
6.İntegraller
Cevap: A = 36
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.
Sıfırlar
9 − x² = 0 → x = ±3
İntegral alın
A = [9x − x³/3]−33 = 18 − (−18) = 36
Cevap
A = 36
7.Karmaşık sayılar
Cevap: C (−4 + j6)
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 etkisi
|z·w| = 2·|z|, arg(z·w) = arg z + 90°
Nokta
z·w = −4 + j6 → C
Cevap
C (−4 + j6)
8.Karmaşık sayılar
Cevap: Re(z³) = −2
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.
Adım adım kuvvetler
z² = (1 + j)(1 + j) = j2
z³ = (j2)(1 + j) = −2 + j2
De Moivre ile denetleyin
z = 1,414∠45° → z³ = 2,828∠135°
Re(z³) = −2
Cevap
Re(z³) = −2
9.Diferansiyel denklemler
Cevap: k = 0,03955 min⁻¹
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.
Sıcaklık farklarının oranı
e−24k = 24/62
k için çözün
k = ln(62/24)/24 = 0,03955 min⁻¹
Cevap
k = 0,03955 min⁻¹
10.Diferansiyel denklemler
Cevap: t = 35,67 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 + (−30)·e−t/100
t için çözün
e−t/100 = (40 − 19)/(40 − 10) = 0,7
t = 100·ln(1,429) = 35,67 min
Cevap
t = 35,67 min
11.Matrisler ve determinantlar
Cevap: c12 = −24
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.
Satır çarpı sütun
c12 = (−6)·6 + 3·4 = −24
Cevap
c12 = −24
12.Matrisler ve determinantlar
Cevap: x = −0,4167
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 = (−6)·4 − (−4)·(−6) = −48
x sütununu değiştirin
det Aₓ = (−6)·4 − (−4)·11 = 20
x = 20/(−48) = −0,4167
Cevap
x = −0,4167
y = 2,125
13.Vektörler: skaler ve vektörel çarpım
Cevap: W = −350 J
Dot product:a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ, a scalar. It gives the angle between two vectors, cos θ = a·b/(|a|·|b|), and it is zero when they are perpendicular. The scalar projection of a onto b is a·b/|b|, and a constant force F moving through a displacement d does work W = F·d.
Yer değiştirme
d = B − A = (5, 4, −2) − (−5, 4, 3) = (10, 0, −5) m
İş
W = F·d = (−25)·10 + (−5)·0 + 20·(−5) = −350 J
Cevap
W = −350 J
Negatif iş: kuvvet çoğunlukla harekete karşı etki ediyor.
14.Vektörler: skaler ve vektörel çarpım
Cevap: V = 112
Cross product:a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) is perpendicular to both vectors, and |a × b| = |a|·|b|·sin θ is the area of the parallelogram they span (the triangle has half of it). Order matters: b × a = −(a × b). The moment of a force F applied at point A about point O is MO = r × F, with r = A − O.
Vektörel çarpım b × c
(b × c)x = bycz − bzcy = (−2)·3 − 2·4 = −14
(b × c)y = bzcx − bxcz = 2·1 − (−4)·3 = 14
(b × c)z = bxcy − bycx = (−4)·4 − (−2)·1 = −14
a ile skaler çarpım
a·(b × c) = (−5)·(−14) + 5·14 + 2·(−14) = 112
V = |112| = 112
Cevap
V = 112
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 = 1,541 × 10⁻⁵
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.
Sıfır ve bir arıza
P(X = 0) = 0,312 = 5,314 × 10⁻⁷
P(X = 1) = 12·0,7·0,311 = 1,488 × 10⁻⁵
Toplayın
P = 5,314 × 10⁻⁷ + 1,488 × 10⁻⁵ = 1,541 × 10⁻⁵
Cevap
P = 1,541 × 10⁻⁵
17.Betimsel istatistik
Cevap: s = 15,65
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 = (118,8 − 100)/15 = 1,25
Cevap
z = 1,25
19.Normal dağılım
Cevap: P = 0,8413
Normal değişkenlerin toplamı ve farkı: X ve Y bağımsız ve normal ise X + Y ve X − Y de normaldir. Ortalamalar toplanır ya da çıkarılır: E(X ± Y) = μX ± μY. Varyanslar fark için de her zaman toplanır: Var(X ± Y) = σX² + σY², dolayısıyla σ = √(σX² + σY²). Standart sapmalar asla doğrudan toplanmaz. Aynı dağılıma sahip n bağımsız parçanın toplamının ortalaması n·μ, standart sapması σ·√n’dir. Sonra her zamanki gibi standartlaştırın: z = (x − ortalama)/σ ve Φ(z)’yi okuyun.
Toplamın dağılımı
μ = 750 g, σ = √(4² + 9²) = 9,849 g
Standartlaştırın
z = (740,2 − 750)/9,849 = −1
Üst kuyruk
P = 1 − Φ(−1) = 1 − 0,1587 = 0,8413
Cevap
P = 0,8413
20.Normal dağılım
Cevap: x = 166,5 cm
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.