f(x) = 3x2 − 4x + 3 fonksiyonunun x = 2 noktasındaki teğeti y eksenini y = b'de keser. b'yi bulun.
f(x) = 3x2 − 4x + 3x = 2
b =
5.İntegrallerOrta
I = ∫₀2 x·sin x dx değerini hesaplayın (x radyan cinsinden).
∫₀2 x·sin x dx
I =
6.İntegrallerZor
y = 2x doğrusu ile y = 2x² parabolü arasındaki bölge x ekseni etrafında döndürülüyor. Cismin hacmini V bulun.
y = 2xy = 2x²
V =
7.Karmaşık sayılarOrta
z = −1 − j sayısını r·ejθ üstel biçiminde yazın. θ değerini −π ile π arasında radyan olarak verin.
z = −1 − j
θ = rad
8.Karmaşık sayılarZor
n = 3 ve w = 27∠−90° için zⁿ = w denkleminin kökleri, k = 0, 1, 2 olmak üzere zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n)’dir. z₂ kökünün sanal kısmını bulun.
w = 27∠−90°n = 3k = 2
Im(z₂) =
9.Diferansiyel denklemlerOrta
5 °C’deki bir kutu gazoz buzdolabından çıkarılıp 25 °C’deki bir odaya alınıyor. 24 dakika sonra sıcaklığı 23 °C’dir. Newton’un soğuma yasasını izler: dT/dt = −k·(T − Tₐ). Sabit k değerini min⁻¹ cinsinden bulun.
T0 = 5 °CTa = 25 °CT(24) = 23 °C
k = min⁻¹
10.Diferansiyel denklemlerZor
x > 0 için y(1) = −3 koşuluyla y′ + y/x = 4 başlangıç değer problemini çözün. y(3) değerini bulun.
y′ + y/x = 4y(1) = −3
y(3) =
11.Matrisler ve determinantlarOrta
Gösterilen matrisler için C = AB olsun. c11 elemanını bulun (satır 1, sütun 1).
A = [−6 −4; 2 −1]B = [4 −1; 0 −6]
c11 =
12.Matrisler ve determinantlarZor
−3x + 3y = −5 ve 6x + 6y = −5 sistemini çözün. x'yi bulun.
−3x + 3y = −56x + 6y = −5
x =
13.Vektörler: skaler ve vektörel çarpımOrta
a = (1, 6, −7) vektörünün b = (6, 2, −3) vektörü üzerindeki skaler izdüşümünü compb a bulun, yani a vektörünün b doğrultusundaki bileşenini.
a = (1, 6, −7)b = (6, 2, −3)
compb a =
14.Vektörler: skaler ve vektörel çarpımZor
n̂ birim vektörü hem a = (−5, −1, 5) hem de b = (−5, 3, 1) vektörüne diktir ve pozitif z bileşenine sahiptir. Onun y bileşenini n̂y bulun.
a = (−5, −1, 5)b = (−5, 3, 1)n̂z > 0
n̂y =
15.OlasılıkOrta
10 kişilik bir gruptan 3 kişilik bir komite kaç farklı şekilde N seçilebilir? Sıra önemli değildir.
n = 10k = 3
N =
16.OlasılıkZor
Bir testte 9 çoktan seçmeli soru var. Tahminle cevap veren bir öğrenci her birini bağımsız olarak 0,4 olasılıkla doğru yapıyor. Tam olarak 1 doğru cevap olasılığı P nedir?
Bir büyüklük ortalaması 70 ve standart sapması 15 olan normal dağılımlıdır. Değerlerin hangi oranı P 52'ün üstündedir?
μ = 70σ = 15x = 52
P =
19.Normal dağılımOrta
yetişkin erkeklerin boyları, ortalaması 178 cm ve standart sapması 7 cm olan normal dağılıma uyar. Hangi oran 167,15 ile 179,75 cm arasındadır? P değerini ondalık sayı olarak verin.
μ = 178σ = 7x1 = 167,15x2 = 179,75
P =
20.Normal dağılımZor
Delik çapları D normaldir; ortalaması 25,02 mm, standart sapması 0,02 mm. Mil çapları d bağımsızdır ve normaldir; ortalaması 25 mm, standart sapması 0,02 mm. Rastgele seçilen bir mil, D − d > 0 olduğunda yerine oturur. Yerine oturma olasılığını P bulun. z’yi iki ondalığa yuvarlayın.
delik: μ = 25,02 mm, σ = 0,02 mmmil: μ = 25 mm, σ = 0,02 mm
P =
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 + 3/x + 9/x2)/(2 + 3/x + 5/x2)
x → ∞ alın
L = −4/2 = −2
Cevap
L = −2
Dereceler eşitse limit baş katsayıların oranıdır.
2.Limitler
Cevap: L = 1,125
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
(1,5·e1,5x − 1,5)/(2x) → 0/0
İkinci uygulama
2,25·e1,5x/2
x = 0 koyun
L = 2,25·1/2 = 1,125
Cevap
L = 1,125
3.Türevler
Cevap: f′(1) = 0,75
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 + 5)
Yerine koyun
f′(1) = 6/8 = 0,75
Cevap
f′(1) = 0,75
4.Türevler
Cevap: b = −9
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) = 7
f′(x) = 6x − 4 → f′(2) = 8
x = 0'da teğet
b = f(x₀) − f′(x₀)·x₀ = 7 − 8·2 = −9
Cevap
b = −9
5.İntegraller
Cevap: I = 1,742
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 = 1,676
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
2x = 2x² → x = 0, x = 1
Rondela (pul) yöntemi
V = π∫₀1 ((2x)² − (2x²)²) dx
İntegral alın
V = π(4·1³/3 − 4·1⁵/5) = π·0,5333 = 1,676
Cevap
V = 1,676
7.Karmaşık sayılar
Cevap: θ = −2,356 rad
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.
Modül
r = √(1 + 1) = 1,414
Radyan cinsinden argüman
θ = −135° = −135·π/180 = −2,356 rad
Üstel biçim
z = 1,414·e−j2,356
Cevap
θ = −2,356 rad
8.Karmaşık sayılar
Cevap: Im(z₂) = −1,5
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
271/3 = 3
Kökün argümanı
θ₂ = (−90° + 360°·2)/3 = 210° → −150°
Dikdörtgen biçim
z₂ = 3·(cos −150° + j sin −150°) = −2,598 − j1,5
Im(z₂) = −1,5
Cevap
Im(z₂) = −1,5
3 kök, yarıçapı 3 olan çember üzerinde, birbirinden 120° arayla durur.
9.Diferansiyel denklemler
Cevap: k = 0,09594 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 = -2/-20
k için çözün
k = ln(-20/-2)/24 = 0,09594 min⁻¹
Cevap
k = 0,09594 min⁻¹
10.Diferansiyel denklemler
Cevap: y(3) = 4,333
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)′ = 4x → x1y = 4x2/2 + C
Başlangıç koşulu
−3 = 4/2 + C → C = −5
Hesaplayın
y(3) = (4·32/2 + (−5))/31 = 4,333
Cevap
y(3) = 4,333
11.Matrisler ve determinantlar
Cevap: c11 = −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
c11 = (−6)·4 + (−4)·0 = −24
Cevap
c11 = −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 = (−3)·6 − 3·6 = −36
x sütununu değiştirin
det Aₓ = (−5)·6 − 3·(−5) = −15
x = −15/(−36) = 0,4167
Cevap
x = 0,4167
y = −1,25
13.Vektörler: skaler ve vektörel çarpım
Cevap: compb a = 5,571
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 = 1·6 + 6·2 + (−7)·(−3) = 39
b’nin uzunluğu
|b| = √(6² + 2² + (−3)²) = 7
Skaler izdüşüm
compb a = a·b/|b| = 39/7 = 5,571
Cevap
compb a = 5,571
14.Vektörler: skaler ve vektörel çarpım
Cevap: n̂y = 0,6155
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 = (−1)·1 − 5·3 = −16
(a × b)y = azbx − axbz = 5·(−5) − (−5)·1 = −20
(a × b)z = axby − aybx = (−5)·3 − (−1)·(−5) = −20
Normalleştirin
a × b’nin z bileşeni negatiftir, bu yüzden −(a × b) kullanın.
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(10, 3) = (10·9·8)/(3·2·1) = 120
Cevap
N = 120
16.Olasılık
Cevap: P = 0,06047
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.
Binom formülü
P(X = 1) = 9·0,41·0,68 = 9·0,4·0,0168 = 0,06047
Cevap
P = 0,06047
17.Betimsel istatistik
Cevap: s = 11,67
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 = −1,2
Standart normal tablo
Φ(−1,2) = 0,1151
P = 1 − 0,1151 = 0,8849
Cevap
P = 0,8849
19.Normal dağılım
Cevap: P = 0,5381
Normal dağılım: bir x değerini z = (x − μ)/σ ile z puanına çevirin; z, ortalamadan kaç standart sapma uzakta olunduğunu sayar. z tablosu (ya da Φ(z)) z’nin solundaki alanı, yani P(X < x) değerini verir. Sağdaki alan 1 − Φ(z), iki değer arasındaki alan ise bu iki alanın farkıdır.
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.