x radyan cinsinden olmak üzere L = limx→0 (1 − cos 5x)/(x²) limitini bulun.
f(x) = (1 − cos 5x)/(x²)x → 0
L =
3.TürevlerOrta
f(x) = ln(3x2 + 1) olsun. f′(3)'i bulun.
f(x) = ln(3x2 + 1)x = 3
f′(3) =
4.TürevlerZor
f(x) = x3 − 7,5x2 + 18x − 2 olsun. Yerel minimumun x koordinatı x'i bulun.
f(x) = x3 − 7,5x2 + 18x − 2
x =
5.İntegrallerOrta
y = 2x eğrisinin altında, x = 0’dan x = 2’e kadar olan bölge x ekseni etrafında döndürülüyor. Cismin (bir koni) hacmini V bulun.
y = 2x0 ≤ x ≤ 2
V =
6.İntegrallerZor
y = 4 − x² parabolü ile x ekseni arasındaki bölgenin alanı A'ı bulun.
y = 4 − x²
A =
7.Karmaşık sayılarOrta
z = −7 + j sayısının argümanını, θ, derece cinsinden, −180° ile 180° arasındaki esas değer olarak bulun.
z = −7 + j
θ = °
8.Karmaşık sayılarZor
n = 6 ve w = 64∠−60° için zⁿ = w denkleminin kökleri, k = 0, 1, …, 5 olmak üzere zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n)’dir. z₁ kökünün argümanını −180° ile 180° arasında derece cinsinden bulun.
w = 64∠−60°n = 6k = 1
θ₁ = °
9.Diferansiyel denklemlerOrta
84 °C’deki bir fincan kahve 18 °C’deki bir odada bırakılıyor. Newton’un soğuma yasasını izler: dT/dt = −k·(T − Tₐ). k = 0,05 min⁻¹ ile 27 dakika sonraki sıcaklığı T değerini bulun.
T0 = 84 °CTa = 18 °Ck = 0,05 min⁻¹t = 27 min
T = °C
10.Diferansiyel denklemlerZor
x > 0 için y(1) = 0 koşuluyla y′ + y/x = 1 başlangıç değer problemini çözün. y(2) değerini bulun.
y′ + y/x = 1y(1) = 0
y(2) =
11.Matrisler ve determinantlarOrta
Gösterilen matrisler için C = AB olsun. c21 elemanını bulun (satır 2, sütun 1).
A = [4 −5; −6 −4]B = [5 −2; −3 6]
c21 =
12.Matrisler ve determinantlarZor
x + 4y = 9 ve −2x + y = 4 sistemini çözün. x'yi bulun.
x + 4y = 9−2x + y = 4
x =
13.Vektörler: skaler ve vektörel çarpımOrta
a = (6, −6, −1) ve b = (4, 4, −3) vektörleri arasındaki θ açısını derece cinsinden bulun.
a = (6, −6, −1)b = (4, 4, −3)
θ = °
14.Vektörler: skaler ve vektörel çarpımZor
a = (−6, 0, 4) ve b = (−6, −2, 5) vektörlerinin gerdiği paralelkenarın alanını A bulun.
a = (−6, 0, 4)b = (−6, −2, 5)
A =
15.OlasılıkOrta
Hilesiz bir zar 4 kez atılıyor. En az bir altı gelme olasılığı P nedir?
n = 4
P =
16.OlasılıkZor
10 parça test ediliyor ve her biri bağımsız olarak 0,4 olasılıkla bozuluyor. En fazla birinin bozulma olasılığı P nedir?
Bir büyüklük ortalaması 70 ve standart sapması 15 olan normal dağılımlıdır. Değerlerin hangi oranı P 88,75'ün altındadır?
μ = 70σ = 15x = 88,75
P =
19.Normal dağılımOrta
çimento torbaları kütleleri bağımsız ve normaldir; ortalama 25 kg, standart sapma 0,5 kg. Bunlardan 12 tanesinin toplam kütlesinin 303,5 kg değerini aşma olasılığını P bulun. z’yi iki ondalığa yuvarlayın.
μ = 25 kgσ = 0,5 kgn = 12> 303,5 kg
P =
20.Normal dağılımZor
Delik çapları D normaldir; ortalaması 25,05 mm, standart sapması 0,02 mm. Mil çapları d bağımsızdır ve normaldir; ortalaması 25 mm, standart sapması 0,015 mm. Rastgele seçilen bir mil, D − d > 0 olduğunda yerine oturur. Yerine oturma olasılığını P bulun. z’yi iki ondalığa yuvarlayın.
delik: μ = 25,05 mm, σ = 0,02 mmmil: μ = 25 mm, σ = 0,015 mm
P =
3Çözeltiler
1.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).
En yüksek kuvvete bölün
(1 + 2/x2)/(2 + 5/x + 6/x2)
x → ∞ alın
L = 1/2 = 0,5
Cevap
L = 0,5
Dereceler eşitse limit baş katsayıların oranıdır.
2.Limitler
Cevap: L = 12,5
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
5·sin 5x/(2x) → 0/0
İkinci uygulama
25·cos 5x/2
x = 0 koyun
L = 25/2 = 12,5
Cevap
L = 12,5
3.Türevler
Cevap: f′(3) = 0,6429
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) = 6x/(3x2 + 1)
Yerine koyun
f′(3) = 18/28 = 0,6429
Cevap
f′(3) = 0,6429
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.
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∫₀2 4x² dx
İntegral alın
V = π·4·2³/3 = 33,51
Cevap
V = 33,51
Kontrol: yarıçapı 4, yüksekliği 2 olan bir koninin hacmi (1/3)πr²h = 33,51.
6.İntegraller
Cevap: A = 10,67
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
4 − x² = 0 → x = ±2
İntegral alın
A = [4x − x³/3]−22 = 5,333 − (−5,333) = 10,67
Cevap
A = 10,67
7.Karmaşık sayılar
Cevap: θ = 171,9 °
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.
Bölge
a = −7, b = 1 → II
Referans açı
α = atan(1/7) = 8,13°
Argüman
θ = 180° − α = 171,9°
Cevap
θ = 171,9°
Kutupsal biçimde z = 7,071∠171,9°.
8.Karmaşık sayılar
Cevap: θ₁ = 50 °
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.
Köklerin modülü
641/6 = 2
Kökün argümanı
θ₁ = (−60° + 360°·1)/6 = 50°
Argüman
θ₁ = 50°
Cevap
θ₁ = 50°
6 kök, yarıçapı 2 olan çember üzerinde, birbirinden 60° arayla durur.
9.Diferansiyel denklemler
Cevap: T = 35,11 °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) = 18 + 66·e−0,05t
t’yi yerine koyun
T(27) = 18 + 66·0,2592 = 35,11 °C
Cevap
T = 35,11 °C
10.Diferansiyel denklemler
Cevap: y(2) = 0,75
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.
İntegrasyon çarpanı
μ = e∫1/x dx = x1
İntegral alın
(x1y)′ = x → x1y = 1x2/2 + C
Başlangıç koşulu
0 = 1/2 + C → C = −0,5
Hesaplayın
y(2) = (1·22/2 + (−0,5))/21 = 0,75
Cevap
y(2) = 0,75
11.Matrisler ve determinantlar
Cevap: c21 = −18
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
c21 = (−6)·5 + (−4)·(−3) = −18
Cevap
c21 = −18
12.Matrisler ve determinantlar
Cevap: x = −0,7778
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 = 1·1 − 4·(−2) = 9
x sütununu değiştirin
det Aₓ = 9·1 − 4·4 = −7
x = −7/9 = −0,7778
Cevap
x = −0,7778
y = 2,444
13.Vektörler: skaler ve vektörel çarpım
Cevap: θ = 86,86 °
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.
Skaler çarpım
a·b = 6·4 + (−6)·4 + (−1)·(−3) = 3
Büyüklükler
|a| = √(6² + (−6)² + (−1)²) = 8,544
|b| = √(4² + 4² + (−3)²) = 6,403
Açı
cos θ = 3/(8,544·6,403) = 0,05484
θ = arccos(0,05484) = 86,86°
Cevap
θ = 86,86°
14.Vektörler: skaler ve vektörel çarpım
Cevap: A = 15,62
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
(a × b)x = aybz − azby = 0·5 − 4·(−2) = 8
(a × b)y = azbx − axbz = 4·(−6) − (−6)·5 = 6
(a × b)z = axby − aybx = (−6)·(−2) − 0·(−6) = 12
Alan
A = |a × b| = √(8² + 6² + 12²) = 15,62
Cevap
A = 15,62
15.Olasılık
Cevap: P = 0,5177
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.
Tümleyen
P(altı yok) = (5/6)4 = 0,4823
P = 1 − 0,4823 = 0,5177
Cevap
P = 0,5177
16.Olasılık
Cevap: P = 0,04636
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) = 0,610 = 0,006047
P(X = 1) = 10·0,4·0,69 = 0,04031
Toplayın
P = 0,006047 + 0,04031 = 0,04636
Cevap
P = 0,04636
17.Betimsel istatistik
Cevap: s = 13,26
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 = 0,8944
Cevap
P = 0,8944
19.Normal dağılım
Cevap: P = 0,02169
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
μT = 300 kg, σT = 0,5·√12 = 1,732 kg
Standartlaştırın
z = (303,5 − 300)/1,732 = 2,02
Olasılık
P = 1 − Φ(2,02) = 0,02169
Cevap
P = 0,02169
20.Normal dağılım
Cevap: P = 0,9772
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.