www.matematikclub.com, 2006 MC Cebir Notları Gökhan DEMĐR, [email protected] Đntegral Belirsiz Đntegral (Bir fonksiyonun ilkeli) Trigonometrik fonksiyonların integrali Tanım: 10. ∫ sinxdx = cosx + c 11. ∫ cosxdx = sinx + c 12. ∫ tanxdx = –lncosx + c 13. ∫ (1+tan2x)dx = tanx + c 14. ∫ 1 cos2x dx = tanx + c 15. ∫ sec2xdx = tanx + c 16. ∫ cotxdx = lnsinx + c 17. ∫ (1+cot2x)dx = –cotx + c 18. ∫ sin 2 x dx = cotx + c 19. ∫ 20. ∫ Bir fonksuyonu türev kabul eden fonksiyona bu fonksuyonun bir ilkel fonksiyonu ya da bu fonksiyonun belirsiz integrali denir. Örneğin y = 4x3 – 3x2 + 8x – 5 fonksiyonunu türev kabul eden y1 = x4 – x3 + 4x2 – 5x + 10, y2 = x4 – x3 + 4x2 – 5x –85 y3 = x2 – x3 + 4x2 – 5x + 25 ............................................ fonksiyonlarının her biri y = 4x3 – 3x2 + 8x – 5 fonksiyonunun bir belirsiz integralidir. Bu belirsiz integraller arasındaki fark sabit sayılardır. O halde y = 4x3 – 3x2 + 8x – 5 fonksiyonunun belirsiz integrali y = x4 – x3 + 4x2 – 5x + c (c integral simgesi : ∫ ∫ R) biçiminde olur. (....) dx dir. (4x3 – 3x2 + 8x – 5) dx = x4 – x3 + 4x2 – 5x + c belirsiz integrali bulunmuş olur. Đntegral verilen fonksuyonu türev kabul eden fonksiyon olduğu için şu integral listesini verebiliriz. 1. 2. 3. ∫ ∫ ∫ 1 adx = ax + c (a ∈ R) axn+1 axndx = n+1 + c (n ≠ –1) ax–1 dx = a. lnx + c cos ec2x dx = –cotx + c 1 1 − x2 dx = arc sinx + c = -arc cosx + c 4. ∫ (u + v)dx = ∫ u dx + 1 udx 21. 1 ∫ 1 + x 2 dx = arc tanx + c = –arc cotx + c 3 2 2 x +c 3 5. ∫ 6. ∫ exdx = ex + c 7. ∫ ax dx = ax .logae + c 8. ∫ 1 eax dx = a eax + c 9. ∫ 1 1 ax+b = a ln |ax + b| + c x dx = ∫ x 2 dx = ∫ 22. ∫ a .f(x) dx = a ∫ f(x)dx www.matematikclub.com Çözüm : ÖRNEK : ∫ (x3 4 A) x 4 1 3 + + x + 1) dx integrali nedir? x 43 B) x4+ lnx + 3 x4 + x + c x4 4 D) x3 3 + lnx + x 3 E) x3 (x2 – 3x + 5) dx = 3 – 3x2 2 + 5x + c bulunur. Ancak x = 0 için y = 4 olacağı için c = 4 dür. Đstenen integral : x3 3x2 y = 3 – 2 + 5x + 4 bulunur. 33 + lnx + 4 x4 + x + c C) ∫ y= Yanıt : A 33 + lnx + 4 x + x + c x4 4 ÖRNEK : +x+c ∫ 1 43 + x lnx + 3 x + x + c ex+5 dx integrali nedir? A) ex+5 .(x + 5) + c B) x . ex+5 + c C) ex + 5 + c D) ex (x + 5 E) ex .5 Çözüm : ∫ (x 3 + 1 + x 3 1 x + 1)dx = x4 3 = + ln x + x 4 4 4 3 (x 3 + x −1 + x 3 + x) dx ∫ Çözüm : ∫ +x+c ∫ e5 exdx = e5 ∫ exdx = e5 . ex + c = ex + 5 + c bulunur. Yanıt : C Yanıt : A ÖRNEK : 1 ∫ (x + 4 ex+5dx = ÖRNEK : 1 + x2 + 1 ) dx integralini bulunuz? ∫ (2sinx + 3cosx) dx integrali nedir? A) lu |x + 4| + ln (x2 + 1) + c A) –2cosx + 3sinx + c B) 2cosx + 3sinx + c B) lu |x + 4| + arc tanx + c C) –2cosx + 3x + c D) 2cosx + sinx + c C) lu |x + 4| + arc sinx + c E) –2cosx – sinx + c D) lu |x + 1| + x2 + 1 + c E) lu (x + 4) + arc cosx + c Çözüm : ∫ Çözüm : 1 1 (x + 4 + x2 + 1 ) dx = ∫ 1 x + 4 dx + ∫ 1 x2+1 dx = ln |x + 4| + arc tanx + c ∫ (2sinx + 3cosx) dx = ∫ 2sinx dx + ∫ 3cosx dx = –2cosx + 2sinx + c Yanıt : A Yanıt : B ÖRNEK : ÖRNEK : y = x2 – 3x + 5 fonksiyonunun x = 0 için 4 e eşit olan integrali nedir? x3 3x2 x3 3x2 A) 3 – 2 + 5x + 4 B) 3 – 2 + 5x + 16 x3 C) x3 – 3x2 + 5x + 4 D) 3 – 3x2 + 5x + 4 E) x3 – 3x2 + 5x + 8 ∫ 12x2 + 19 dx integrali nedir? 3x2 + 3 7 3 A) 4x + 3 arc cotx + c B) 4x – 7 arc cosx + c 7 C) 4x = 7arc cosx3 + cD) 4x + 3 arc tanx + c x E) 5x + 7 arc tan3 + c www.matematikclub.com Çözüm : Çözüm : 12x2 + 19 3x2 + 3 ifadesinde payı paydaya bölelim ve kesri basit biçime getirelim. 12x 2 + 19 2 ∓ 12x ∓ 12 +7 3x 2 + 3 12x2+19 7 → 3x2+3 = 4 + 3(x2+1) 4 cosx sin3x dx için u = sinx alınarak du = cosx dx bulunur. u4 ∫ cosx sin3xdx = ∫ u3du = 4 + c sin4x = 4 +c Yanıt : A O halde 12x2 + 19 ∫ 3x2 + 3 dx = = ∫ ∫ ∫ ÖRNEK : 7 (4 + 3(x2 + 1) ) dx 4dx + ∫ ∫ 1 7 3 . x2 + 1 dx 1 dx integrali nedir? x.lnx A) lnx(sinx) + c 7 = 4x + 3 arc tanx + c bulunur. B) ln(lnx)+ c 1 D) 2 lnx (lnx)2 C) ln x2 Yanıt : A E) ln (lnx2) Çözüm : 1 ĐNTEGRAL HESABINDA DEĞĐŞKEN DEĞĐŞTĐRME YÖNTEMĐ : Çarpanlardan biri diğerinin türevi ile ilgili olan bir çarpımın integralinde veya bir bölümün integralinde bölen ile bölünenden biri diğerinin türevi ile ilgili ise değişkeni değiştiririz. Örneğin; ∫ (2x + 3) (x2 + 3x + 4)2 dx integralinde ∫ ln x dx integralinde u = lnx değişimini uygulayalım. 1 du = x dx 1 ∫ x ln x dx = ∫ 1 x dx lnx = du u = ln u + c O halde 1 ∫ x ln x dx = ln (lnx) + c x2 + 3x + 4 = u alınırsa du 2x + 3 = dx → (2x + 3) dx = du olur. ∫ bulunur. Yanıt : B Đntegral ∫ (2x + 3) (x2 + 3x + 472 dx = ∫ u2 du ÖRNEK : 1 = 3 u3 + c bulunur. n ≠ –1 için O halde ∫ (2x + 3) (x2 + 3x + 4)2 (x dx = 2 + 3x + 4 ) cosx . + c olur. ∫ (ax + b)n dx integrali nedir? A) (ax + b)n+1 + c a B) n+1 (ax + b) n+1 C) a(ax + b)n+1 + c 1 D) a(n+1) (ax + b) n+1 + c ÖRNEK : ∫ 3 3 E) (a + b) sin3x sin4x 4 +c cos3x C) 3 +c A) E) sin4x + c dx integrali nedir? sin3x 3 +c cos4x D) 4 B) Çözüm : ax + b = u dönüşümünü uygularsak 1 adx = du ♠ dx = a du 1 ∫ (ax + b)n dx = ∫ a un du 1 1 1 n n+1 + c bulunur. a ∫ u du = a . n+1 (ax + b) Yanıt : D www.matematikclub.com ÖRNEK : ÖRNEK : 1 ∫ 1 A) 2 arc sinx + c 1 B) 2 arc cot2x + c C) arc cos2x + c 1 E) 2 arc cot2x + c D) arc tan2x + c R2 x 1 x arcsin + sin 2(arcsin ) + c 2 R 2 R R2 x x B) +c arcsin + arccos 2 R R πR 2 C) +c 2 R2 x 1 x D) arcsin − arccos 2 R 2 R A) Çözüm : x E) R 2 arcsin r 2x = u , 2dx = du dönüşümünü uygulanırsa 1 1− u . 2 du 1 1 = ∫ du 2 2 1− u2 R 2 − x 2 dx integrali nedir? ∫ 1− 4x 2 dx integrali nedir? 1 = 2 arc sinu + 1 Çözüm : x = R sin θ değişken değişikliğini uygulayalım. O halde dx = R cos θ dθ dır. 1 1 1− 4x 2 dx = 2 arc sin2x + c bulunur. ∫ ∫ R 2 − R 2 sin 2 θ .Rcosθ dθ ∫ R 2 − x 2 dx = Yanıt : A = R2 = R2 = R2 ÖRNEK : 1− x ∫ 1+ x dx integralinde u = x dönüşümü yapı- 1+u 1 1+ u du B) ∫ du C) du 1−u 2 ∫ 1− u 1− x 1+ u u(1 + u) D) 2 ∫ du E) 2 ∫ du 1− u 1− u ∫ cos2 θ dθ 1 2 (1 + cos2q) dθ 1 1 = R2 2 (q + 2 sin2q) + c lırsa aşağıdaki integrallerden hangisi elde edilir? A) ∫ ∫ ∫ 1 − sin 2 θ cos θ dθ 1+ x bulunur. x x = R sin θ → θ = arc sin R olduğu için, ∫ R2 x 1 x R 2 − x 2 dx = 2 [arc sinR + 2 sin2 (arc sin R )] biçiminde yazılablir. Yanıt : A (1994 – ÖYS) KISMĐ (PARÇASAL) ĐNTEGRALLEME YÖNTEMĐ : Çözüm : x =u♠ ∫ 1 2 x dx = du buradan dx = 2u du bulunur. 1+ x 1− x dx = bulunur. Yanıt : E ∫ 1+u 1–u 2u du = 2 ∫ u(1+u) 1–u du Bir çarpımın türevini hatırlayınız. d(u.v) du dv dx = dx . v + dx . du d(u.v) = v.du + u.dv Her iki yanı integrallersek ∫ d(uv) = u.v= ∫ ∫ v. du + v. du + ∫ ∫ u . dv u . dv bulunur. Değişken değiştirmeyi şu biçimde yaparız. ∫ .u . dv = u . v – ∫ v.du ve bu integrallemeye kısmi integral metodu denir. www.matematikclub.com ÖRNEK : ∫ ÖRNEK : x ex dx integrali nedir? I= A) xex – ex + c B) xex + ex + c C) xex – x + c D) ex – xex + c B) ex (sinx – cosx) + c ex C) 2 (sinx – cosx) + c Çözüm : D) ex sinx – cosx + c x = u ve ex dx = dv döşünüşümünü yaparsak; E) ex (sinx + cosx) + c dx = du ve ex = v bulunur. u. dv = u . v – ∫ v . du formülünden, x . ex dx = x . ex – ∫ Çözüm : I = ex dx ∫ ex = u ve sinx dx = dv ise Yanıt : A ex dx = du ve –cosx = v olur. I= ∫ ex sinx dx = –ex cosx + Tekrar I= ÖRNEK : C) x2 sinx – 2xcosx + 2sinx + c Çözüm : x2 sinx dx integrali kısmi integralleme (iki kez) uygu- u= v . du dv = sinx dx ise du = 2xdx ve v = –cosx tir. ∫ ∫ x2 sinx dx = –x2 cosx + ∫ 2x . cosx dx 2x cosx dx ise 2dx = du sinx = v bulunur. Buradan x2 sinx dx = –x2 cosx + 2x . sinx – ∫ 2sinx dx = –x2 cosx + 2xsinx + 2cosx + c Yanıt : A ∫ I BASĐT KESĐRLERE AYIRMA YÖNTEMĐ : P(x) dx biçiminde olan integrallerde (P(x) ve Q(x) biQ(x) ∫ Basit kesirler payın derecesi paydanın derecesinden küçük olan kesirlere basit kesir deyimi kullanılır. P P p, a, b R ise (ax + b) , (ax + b)n birer basit kesir ya da Px + k b2 – 4ac < 0 ise (ax2 + bx + c)n bir basit kesir denir. P(x) bulunmuş olur. sinx – ex sin xdx Örneğin; 2 1 4x – 6 (6x – 1)2 , 12x + 1 , x2 + x + 1 birer basit kesirdir. 2x = u; cosx dx = dv alınırsa ∫ cosx + ex rer polinom) kullanılan bir yöntemde basit kesirlere ayırma yöntemidir. lanarak bulunur. x2; sinx dx = –ex Yanıt : C E) x2 cosx – 2xsinx + 2cosx + c ∫ ex cosx dx e kısmi integral uygularsak ∫ D) x2 cosx + gcosx + c u . dv = u. v– ex ex cosx dx Buradan, 1 I = 2 ex (sinx – cosx) + c 1 Yani ex sinx dx = 2 ex (sinx – cosx) + c bulunur. B) –x2 cosx + 2cosx + c ∫ ∫ ∫ ∫ I = –ex cosx + ex sinx – I bulunur. x2 sinx dx integrali nedir? A) –x2 cosx + 2xsinx + 2cosx + c ∫ Rx sinx dx integralini bulmak için kısmi integ- relleme metodunu uygulayalım. = x . ex – ex + c bulunur. ∫ ex sinx dx integrali neye eşittir? 1 A) 2 ex (sinx + cosx) + c E) x2 ex – xex + c ∫ ∫ ∫ Q(x) B(x) R(x) P(x) ise Q(x) ifadesi P(x) R(x) G(x) =B(x)+ Q(x) biçimine getirilir. Ayrı ayrı integrali alınır. Eğer payda çarpanlarına ayrılıyorsa, herbirinin paydası çarpanlardan biri olan bir ifadeye dönüştürülür. www.matematikclub.com ÖRNEK : ∫ Çözüm : 2x2 – 5 x2 – 1 A ) 2 x + ln C) 2 x + ln dx in integralini bulunuz. x +1 x −1 x − 1 B) 2x + ln x + 1 x − 1 x + 1 3 D) 2x + ln x + 1 x − 1 x+2 dx integralinde payda çarpanlarına ayx − 5x + 4 ∫ 3 2 rıldığı için ifade basit kesirlere ayrılır. 3 +c x+2 = x − 5x + 4 2 E) 2x + ln (x 2 − 1) 3 + c = x=2 A (x – 4) (x – 1) = x – 4 B + x–1 Ax – A + Bx – 4B den x2 – 6x + 1 x + 2 = (A + b) x – A – 4B eşitliğinden A+B=1 A =2 ⇒ − A − 4B = 2 B = −1 O halde Çözüm : 2x 2 – 5 2 ∓ 2x ± 2 –3 x2 – 1 2 2 = ln 1 = (a + b) x + a – b → a + b = 0 ve a – b = 1 den 1 1 2 − 2 x − 1 x + 1 1 1 –3 a = 2 ; b = – 2 ve x2–1 = –3 olur. 2 1 (x–4 – x – 1 ) dx = 2 ln (x – 4) → ln(x – 17 + c 2x2–5 3 → x2–1 = 2 – x2–1 dir. 1 a b ax + a + bx – b den x2 – 1 = x – 1 + x + 1 = x2 – 1 ( x − 4) 2 x −1 + c bulunur. Yanıt : A Eğer payda çarpanlarına ayrılmıyorsa; o zaman kendi basit kesir olur, değişken değiştirme metodu uygulanır. ÖRNEK : O halde, 2 x2 − 1 dx x2 −1 ∫ x+2 dx = ∫ x − 5x + 4 ∫ = ∫ 2 − 1 1 2 2 dx 3 − x − 1 x + 1 2 1 dx integrali nedir? + 2x + 2 A) arc tan(x + 2) + c B) arc tan(x – 1) + c 3 3 = 2x – 2 ln (x–1) + 2 ln (x+1) + c = 2x + ln ∫x x + 1 x − 1 3 C) arc tan(x + 1) + c D) arc cot (x + 1) + c E) arc sin(x + 1) + c bulunur. Yanıt : D Çözüm : x2 + 2x + 2 = 0 , ∆ = 4 – 8 yani ∆ < 0 olduğu için x2 + 2x + 2 çarpanlarına ayrılmaz. Değişken değiştirmeyi uygularız. ∫x ÖRNEK : ∫ 1 dx = + 2x + 2 ∫ 1 (x + 1)2 + 1 dx ∫ du u2 + 1 = arc tanu + c x = 1 = u ♠ dx = du x+2 dx integrali nedir? 2 x − 5x + 4 (x – 4)2 A) ln x – 1 (x = 4)2 C) ln x – 1 + c x–1 E) ln x – 4 + c 2 (x – 4) B) ln (x – 1)2 + c x–4 D) ln x – 1 ∫x 2 1 dx = + 2x + 2 = arc tan (x + 1) + c bulunur. Yanıt : C www.matematikclub.com SINIRLI ĐNTEGRAL (BELĐRLĐ ĐNTEGRAL) : Çözüm : 3 3 ∫ Belirli Đntegralin Temel Özellikleri : d dx 1. 1 x ∫a x3 (x2 + 2x – 2) dx = 3 + x2 – 2x 33 3 f(t) dt = f(x) 2. d dx ∫ 3. d dx ∫k(x) 4. b a h(x) a 1 3 =( + 32 – 6) – ( + 1 – 2) 2 38 = 12 + 3 = 3 bulunur. f(t) dt = f(h(x)) . h'(x) Yanıt : C h(x) f(t) dt = f(h(x)) . h'(x) – f(k(x)) . k'(x) ÖRNEK : d ( x3 ) in değeri nedir? x3 + 1 1 ∫ 1 c f(x) dx = c b a ∫ ∫ f(x) dx 0 A) ln2 B) ln3 C) ln4 D) ln5 E) ln6 a ∫a 5. f(x) dx = 0 Çözüm : x3 b a ∫ 6. 7. f(x) dx = – a b ∫ du ∫ u + 1 = lu |u + 1| + c f(x) dx d ( x3 ) = ln |x3 + 1| ∫ 3 0 x +1 1 a < b < c ise b a ∫ f(x)dx + = u ise c b ∫ f(x)dx = c a ∫ f(x)dx 1 0 = ln2 – ln1 = lu2 + c bulunur. Yanıt : A b b ∫a (f(x) + g(x) )dx = ∫a 8. 9. f(x)dx + b ∫a g(x)dx ÖRNEK : f(x) in [a, b] kapalı aralığında en büyük değeri M, en küçük değeri m ise π 4 ∫ b m(b − a) ≤ ∫ sin3x .cosx dx in eşiti nedir? 1 1 1 1 A) 14 B) 15 C) 16 D) 17 f(x)dx ≤ M(b − a ) 0 a eşitsizliği yazılabilir. 10. [a, b] kapalı aralığında bulunan en az bir c sayısı için m≤ f(c) ≤ M den Çözüm : ∫ sin3x cosx dx integralinde ∫ u3 b ∫ a f(x) dx = (b–a) . f(c) dir. Yani f(x) dx b – a = f(c) dir. π 4 ∫ (Đntegral için ortalama değer teoremi) sinx = u ise cosx dx = du u4 du = 4 + c sin3x . cosx dx = 0 4 2 π sin 4 sin 0 2 4 = + = 4 4 4 3 (x2 + 2x – 2) dx integralinin değeri kaçtır? 1 A) 12 sin4x 4 π 4 4 4 ÖRNEK : ∫ 1 E) 18 37 B) 3 38 C) 3 D) 13 40 E) 3 bulunur. Yanıt : C +0 1 = 16 www.matematikclub.com Çözüm : ÖRNEK : Temel teoremden a g (x) ∫ x4–1 9 1 x3 dx = 8 5 A) 2 B) 2 C) 3 ve a > 1 ise a kaçtır? 7 D) 2 E) 4 d dx ∫ f (x) ( f(t)) dt = g'x . f(g(x)) – h'(x) (f(h(x))) olduğu için 2x 2 Çözüm : a a 4 x −1 1 dx = ∫ x − 3 dx 3 x x 1 ∫ 1 = x2 1 + 2 2x 2 a = 1 1 2 1 1 a + 2 − 1+ 1 2 a 9 eşiti 8 olduğu için, 1 9 1 2 9 1 2 (a2 + a2 – 2) = 8 ♠ (a – a ) = 4 1 3 a – a = 2 ♠ a = 2 bulunur. d dx ∫ x+3 (t2+2) dt = 4x . [(2x)2+2] + 1 [(x+3)2+2] = 4x (4x2+2) + (x2+6x+11) = 16x3 + x2 + 14x + 11 bulunur. Yanıt : E ĐNTEGRALĐN GEOMETRĐK ANLAMI : y=f(x) y Yanıt : A x ∆x x1 x2 x3 x 4 ..... b a ÖRNEK : a=x o x d F(x) = dx 2 A) 1 B) 3 ∫ t+1 t2+2 dt ise F(1) kaçtır? 3 4 5 C) 2 D) 5 E) 2 5 xK = a + k∆x x2 = a + 2∆x . x3 = a + 3∆x . ..................... xn = a + n . ∆x = b b x ∫ ∫ a x1 = a + ∆x Dikdörtgenlerin alanları toplamı yaklaşık olarak eğri altında kalan alanı verir. Çözüm : d dx b=x n f(t) dt = F(x) olduğu için, d F(x) = dx ∫ 5 b ∫ x t+1 x+1 t2+2 dt = x2+2 1+1 2 F(1) = 3 = 3 f(x) dx ≅ ∆x.f(x1) + ∆x.f(x2) + ... + ∆x.f(xn–1) a n =1 f(x)dx ≅ bx ∑ f(x k ) k =a a n bölme sayısı sonsuza yaklaştıkça bu toplam integrali verecektir. n b Yanıt : B ∫ a f(x) dx = lim nÆ• b–a n ∑ k=1 f(x k ) b ∫ Buna göre a f(x) dx ın anlamı y = f(x) fonksiyonunda x = a, x = b sınırları, x ekseni ve eğrisinin sınırladığı y = f(x) alanıdır. ÖRNEK : 2x 2 d dx ∫ x+3 y y=f(x) (t2+2) dt nin eşiti nedir? A) 16x3 + 8x2 + 14x + 11 b f(x) dx a B) 16x3 + 6x2 + 14x + 11 C) 16x3 + 2x2 + 14x + 11 D) 16x3 + 11 E) 16x3 + x2 + 14x + 11 a b x www.matematikclub.com Not: Eğrinin x ekseni ile sınırladığı alanlardan x ekseninin üzerinde bulunanlar (+), x ekseninin altında bulunan alanlar ise (–) işaretlidir. Đki Eğri ile x = a ve =x = b sınırları arasında kalan bölgenin alanı : a) Şekildeki gibi ise, y y y=f(x) y=g(x) A1 + a b x c A2 – a y=f(x) b (f(x) – g(x)) dx b a ∫ Şekildeki x b a f(x) dx ın değeri A1 ve A2 alanlarının far- kına eşittir. b) Eğer y = f(x) ve y = g(x) fonksiyonları kesişiyorsa Eğriler ve kesişme noktaları ile sınırlanan bölgenin alanını bulmak için kesişme noktaları bulunur. Bu noktaların apx2 ∫ sisleri x1, x2 ise istenen alan ÖRNEK : ( f(x) − g(x)dx x1 in integrali ile bulunur. y y y=f(x) 15 A (-2,0) (3,0) B C(5,0) 4 y=g(x) x2 (f(x) – g(x)) dx x1 x x1 Şekilde y = f(x) grafiği verilmiştir. x– ekseninin AB yayı ile sınırladığı bölgenin alanı 15 birimkare ve BC yayının sınırladığı bölgenin alanı 4 birimkare olduğuna gö5 Eğer y = f(x) ile y = g(x) fonksiyonları ikiden fazla noktada kesişirse örneğin A, B, C gibi noktalarda kesişsinler. (Şekilde verildiği gibi) ∫ re, −2 x y=f(x) x2 y f(x) dx değeri kaçtır? A) 83 B) 67 A C) 60 D) 19 C B y = f(x) y = g(x) E) 11 (ÖYS – 1989) 0 Çözüm : x x x3 2 Bu eğrilerin sınırladığı bölgenin alanını bulmak için f(x) – g(x) farkı bulunur. [x1, x2] ve [x2 x3] aralıklarında f(x) – g(x) in 5 ∫ −2 x1 f(x) dx = 15 – 4 = 11 bulunur. integrallerinin mutlak değerleri alınır, toplanır. Yanıt : E x2 Eğer y = f(x) fonksiyonunun grafiğinin y ekseni ile sınırladığı bölgenin alanı aranırsa bu bölgenin alanı A= ∫ x3 ( f(x) − g(x))dx + x1 ∫ ( f(x) − g(x))dx x2 d ∫ x dy ile hesaplanır. c y d c y=f(x) ÖRNEK : d x. dy c x y x2 y = 4x = 3 parabolü ile y=x + 3 doğrusunun sınırdalığı alanı kaç br2 dir? A) 125 125 B) 4 B A A 0 1 125 C) 6 125 D) 7 3 5 123 E) 4 x www.matematikclub.com Çözüm : Çözüm : f(x) = x2 – 4x + 3 ile g(x) = x + 3 ise Eğri x eksenini kesmez. +2 f(x) – g(x) = x2 – 5x dir. Bu ifadenin kökleri x1 = 0, x2 = 5 tir. ∫ x +4 Buna göre alan; −2 dx dir. 5 5 1 dx = ∫ dx in teğetine ∫ 2 2 4 x +4 x +1 2 O halde aranılan bölgenin alanı : 5 A= ∫ 0 A= (x 2 ) − 5x dx x 3 5x 2 − 3 2 5 integralidir. x 2 = u dünüşümünü uygulayalım. 1 2 x = du ♠ dx = 2 du 5 1 5 2du 5 dx = ∫ = ∫ 2 2 4 4 u +1 2 x +1 2 125 125 = − −0 3 2 0 125 125 = − = 6 6 5 2 bulunur. Yanıt : C = 5 x arctan 2 2 +2 −2 5 = 2 (arc tan1 – arc tan(–1)) 5 p p 5 p 5 = 2 (4 – (– 4) ) = 2 . 2 = 4 π bulunur. ÖRNEK : Yanıt : A y 2 = x ve y = x2 parabollerinin sınırladığı bölgenin alanı kaç birim karedir? y A 0 x x1 ÖZEL TANIMLI FONKSĐYONLARDA ĐNTEGRAL : 1 A) 2 1 B) 3 1 C) 4 1 D) 5 1 E) 6 Çözüm : Bu iki eğrinin kesişme noktalarını bulalım. y2 = x ∅ y1 = y1 – y2 = Bir aralıkla fonksiyonun integralinden sözedebilmek için fonksiyon 0 aralıkta sürekli olması gerekir. û f(x) ô fonksiyonu f(x) Z de süreksizdir. Verilen aralık parçalara ayrılarak sürekli aralıklar bulunur. Bunların integrali alınır. x , y2 = x2 x – x2 dir. ÖRNEK : Bu ifadenin kökleri x1 = 0 ve x2 = 4 1 dir. O halde içteki alanı şu integralle bulunur. 1 1 ∫ ( y 1 − y 2 )dx = ∫ 0 0 1 1 2 2 x − x dx = ∫ 0 ( ∫ ) 1 x − x 2 dx dır. 1 2 x 3 − x 3 û x ô dx in değeri kaçtır? A) 4 B) 5 1 = 0 1 1 − 2 3 = C) 6 D) 7 E) 8 1 6 Çözüm : bulunur. Yanıt : E 2 ∫ 4 ∫ 3 û x ô dx = 1 4 ∫ û x ô dx + 2 ∫ û x ô dx + 3 û x ô dx 1 (Aralıklarda [| x|] in değerleri alınır.) ÖRNEK : 5 y= eğrisi ile x = –2 ve x = 2 doğrularının x x2 + 4 ekseninin sınırladığı bölgenin alanı ne kadar birim karedir? 5 4 2 5 5 A) 4 π B) 5 π C) 3 π D) 3 π E) 2 π 2 = ∫ 3 4 2 1dx + ∫ 2dx + ∫ 3dx = x 1 2 3 3 + 2x 1 2 = (2–1) + (6–4) + (12–9) = 1 + 2 + 3 = 6 Yanıt : C 4 + 3x 3 www.matematikclub.com ĐNTEGRALĐN HACĐM HESAPLARINA ÖRNEK : UYGULANMASI : 5 ∫ 0 [ab] aralığında sürekli bir f(x) fonksiyonu verilsin. x=a, x = b ve x ekseni ile eğrinin sınırladığı bölgenin x ekseni etrafında dönmesinden oluşan cismin hacmi Vx ise sgn (x2 – 4) dx kaçtır? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 y y=f(x) : b Vx =š y 2dx a x x2 – 4 = 0 → x1 = –2; x2 = +2 dir. 5 2 0 [0, 5] olduğu için sgn (x2 – 4) = 5 ∫ 2 sgn (x2 – 4) dx + ∫ 2 sgn (x2 – 4) dx veya 2 Vx = 0 ∫ –1 dx + 2 b a a y ekseni y = c ve y = d ile sınırlanan y = f(x) eğrisinin sınırladığı bölgenin y ekseni etrafında dönmesinden oluşan cismin hacmi Vy ise 5 ∫ sgn (x2 – 4) dx = ∫ b π ∫ y 2dx = π ∫ [f(x)] 2 dx 0 5 b a ∫ 1 dx d 0 2 π ∫ x 2dy 5 +x 0 –x 2 Vy = = (–2 + 0) + (5 – 2) =1 y Not : Alan sorulursa mutlak değerler toplamı alınır. Örneğin, yukarıdaki örnekte alan +2 +3 = 5 tir. d Yanıt : A c c y=f(x) d Vy =š x 2dy c x ( x = f–1 (y) dir. Yanı f(x) denkleminden x'i y cinsinden bulursak istenen x değeri bulunur. ÖRNEK : 6 ∫ 2 |x – 4| dx ın değeri kaçtır? A) 10 B) 8 C) 6 D) 4 E) 2 y = x2 parabolünün x = 0, x = 1 doğruları ile x ekseninin sınırladığı bölgenin alanı x ekseni etrafında dönmesinden oluşan cismin kaç birim küptür? p p p p p A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6 Çözüm : x – 4 = 0 → x = 4 tür. 6 ∫ 4 2 4 = 6 |x − 4|dx = ∫ |x − 4|dx + ∫ |x − 4|dx 2 ∫ = − 4 6 + 2 x2 − 4x 2 4 1 V x = π∫ x 4dx = π = 16 4 36 16 − + 16 − − + 8 + − 24 − − 16 2 2 2 3 = 16 − 6 + (−6 + 8) = 2 + 2 = 4 2 Yanıt : D y=x 2 0 6 4 y V x = π∫ y 2dx 4 x2 + 4x 2 Çözüm : 1 (−x + 4)dx + ∫ (x − 4)dx 2 ÖRNEK : bulunur. 0 x5 5 p = 5 br3 bulunur. Yanıt : D 1 x 0 www.matematikclub.com ÖRNEK : ÖRNEK : y= x2 + 1 parabolünün y = 1 ve y = 3 doğrularının y ekseni (x ≥ 0) ile oluşan alanın y ekseni etrafında dönmesinden oluşan cismin hacmi kaç birim küptür? 3p 2p A) π B) 2π C) 3π D) 2 E) 3 y = 4x – x2 fonksiyonunun y = 3 doğrusunun üzerinde sınırlanan bölgesinin y = 3 doğrusu etrafında dönmesinden oluşan cismin hacmi ne kadardır? 16 17p A) 3π B) 5 π C) 5 D) 6π E) 7π Çözüm : Çözüm : 3 y 3 y = 3 doğrusu y = 4x – x2 , eğrisini A ve B noktalarında kesiyorsa 3 = 4x – x2 → x1 = 1, x2 = 3 bulu- 1 nur. V y = π ∫ x 2dy ve y=x 2+1 1 fonksiyondan x2 = y – 1 dir. x ¦2 3 2 y V y = π ∫ ( y − 1)dy = π − y 2 1 y M A B c 4 1 2 3 x y=4x-x |MC| = y – 3 den MC = 4x – x2 – 3 olur. 3 Aranılan hacim 1 3 3 1 1 V x = π∫ |MC|2 dx = π∫ (− x 2 + 4x − 3)2 dx 9 1 3 1 π − 3 − − 1 = π + = 2 π 2 2 2 2 3 V = π∫ (x 4 − 8 x 3 + 22x 2 − 24x + 19)dx bulunur. 1 Yanıt : B x5 22 3 = π − 2 x4 + x − 12 x 2 + 19 x 5 3 3 = 1 16 π 5 bulunur. Yanıt : B ÖRNEK : ÖRNEK : y2 = x ve x = 1 doğrusu ile sınırlanan bölgenin x = 1 doğrusu etrafında dönmesinden oluşan cismin hacmi kaç birim küptür? 12 13 14 16 A) 5 π B) 5 π C) 5 π D) 5 π E) 4π y = sinx eğrisinin x ekseninin üzerinde [0, π] ile sınırlanan bölgenin x ekseni etrafında dönmesinden oluşan cismin hacmi kaçtır? p2 p2 p2 p2 A) π2 B) 3 C) 2 D) 4 E) 5 Çözüm : Çözüm : y = sinx grafiğinde istenilen hacim y =π 0 1 (1 − cos 2x)dx = 2 1 1 x − sin 2x 2 2 Yanıt : C 1 (x,y) M A 2 y =x C x 0 0 kesişme noktaları ise x=1 M(x, y) ise |MC| = 1 – x y=sinα π = π∫ y A(1, 1) B(1, –1) dir. V x = π ∫ sin 2 x dx π |MC| = 1 – x A ve B π = 0 š 2 š x –1 +1 +1 −1 −1 B V = π ∫ (1− x) 2 dy = π ∫ (1− y 2 ) 2 dy π π2 (π − 0 ) = 2 2 +1 bulunur. π ∫ −1 2y 2 y 5 (1− 2 y 2 + y 4 )dy = π y = + 3 5 2 1 2 1 π 1 − + − −1− − 3 5 3 5 36 12 = π= π br 3 bulunur. 15 5 Yanıt : A +1 −1 www.matematikclub.com KONU TESTĐ – 1 ∫ 1. A) B) C) D) E) 3 6. x. ex dx in eşiti nedir? B) x ex – ex + c D) x. ex + c 1 dx in integrali nedir? x lnx ∫ A) x lnx + c B) ln (lnx) + c 1 C) ln x2 + c D) 2 (lnx) 2 + c E) lnx + xlnx + c + 2x – 3 lnx0 + 5x + c 7. 2. ∫ A) x ex + ex + c 1 C) 2 (x ex – ex) + c 1 E) 2 x2 ex + c 2 2 x + 2 x − 3x + 5 dx integrali neye eşittir? x2 x2 + 2x – 3lnx + 5x + c 2 x2 + 2 – 3lnx + 5x + c 2 x3 + 2x 2 – 3lnx + 5x + c 3 x3 + 2x – lnx + 5x + c 3 x2 5. 1 dx ifadesinin tanımlı olduğu aralıkta eşi3x + 2 ti nedir? 1 A) 3 ln |3x + 2| + c B) 3 ln |3x + 2| + c 1 1 C) 2 ln |3x + 2| + c D) 2ln (3x + 2) ∫ ∫ x2 x3–1 dx integralinde u = x3 – 1 yapılsa integral hangi biçime dünüşür? 1 1 1 ∫ 2 1 A) 3 u du B) 3 u du C) ∫ 2 1 D) 3 ∫ u2 du dönüşümü u 1 2 du 1 2 u du E) 2 ∫ E) ln |3x + 2| + c 3. ∫ cos (5x + 4) dx in belirsiz integrali neye eşittir? 1 A) 5 sin (5x + 4) + c 8. A) 1 dx tanımlı olduğu aralıkta integrali ne1 + 4x2 dir? A) arc sin(1 + 2x) + c B) arc tan(1 + 2x) + c C) 1 + 4x + c 1 D) 2 arc tan2x + c 1 E) 3 arc tan 3x + c ∫ sin t dt C) – ∫ cos2t dt D) 5 cos(5x + 4) + c 1 E) 4 sin(5x + 4) + c ∫ 1 – 4x2 dx in tanımlı olduğu değerler için 2 x = cost değişimi yapılsa integral hangi biçimde olur? B) 5 sin (5x + 4) + c 1 C) 5 cos (5x + ) + c 4. ∫ B) ∫ sint. cost dt D) – ∫ sin2 + dt E) sin2 + dt 9. ∫ cos2 dx in eşiti hangisi olabilir? 1 1 A) 2 (x + 2 sin2x) + c 1 1 B) 2 (x + 2 cos2x) + c 1 1 C) 2 (x – 2 sin2x) + c 1 1 D) 2 (x – 2 cos2x) + c 1 E) x – 2 sin2x + c www.matematikclub.com 10. 2x + 3 dx in tanımlı olduğu değerler için eşiti 2x + 1 nedir? ∫ A) x + ln |2x + 1| + c C) x + ln |2x + 3| 14. B) x – ln |2x + 1| + c 1 D) x – 2 ln |2x + 3| E) ln x . |x + 1| + c 15. 11. 4x – 3 dx ifadesinin tanımlı olduğu de2x2 – 3x – 2 ğerler için eşiti nedir? (2x + 1)2 A) ln x – 2 + c ∫ B) ln | (2x + 1) (x – 2) | + c |2x + 1| C) ln |x – 2| + c 1 D) ln (2x + 1) + 2 ln |x – 2| + c E) ln ((2x + 1)2 . |x – 2| ) + c dx ın tanımlı olduğu aralıkta eşiti hangi6 (3x–1)2 sidir? 1 1 A) 18(1 – 3x) + c B) 18(3x – 1) + c –1 1 C) 6(3x – 1) + c D) 6(3x – 1) + c (3x–1)–3 E) +c 18 ∫ ∫ lnx dx in eşiti hangisi olabilir? A) xlnx + c C) (x – 1) lnx + c E) x ln0x + lnx + c 16. ∫ B) x(lnx – 1) + c D) x.(lnx + 1) + c 3 x2.ex dx ifadesinin eşiti hangisi olabilir? 1 3 A) 3 ex + c 3 C) ex + c 1 3 B) 3x2 . ex + c 1 3 D) 6 ex + c E) (ex)3 + c sin x 12. ∫ x dx ifadesinin tanımlı olduğu değerler için eşiti nedir? A) cos x + c 1 C) 2 sin x + c B) –2cos x + c 17. D) 2cos x + c E) 2sin 2 x + c 13. ∫ x dx ın eşiti hangisi olabilir? 1+4x2 1 A) arc tan 2x + c B) 2 arc tan 2x + c 2 1 1 C) 4 1+ 4x D) 8 ln (1+4x2) + c 2 1 E) 8 1+ 4x + c ∫ 1 dx ın eşiti hangisi olabilir? ex+e–x ex–e–x A) ex+e–x + c B) arc tan ex + c C) arc tan ex + c ex D) ex–e–x + c 2 ex E) ex+e–x + c 18. ∫ A) B) C) D) x dx tanımlı olduğu aralıkta eşiti nedir? 4x + 2 1 1 4 x – 8 ln |4x + 2| + c 1 8 ln (4x + 2) + c 1 1 4 x + 8 ln(4x + 2) + c 1 4 ln (2x + 1) + c E) x(4x + 1) = c www.matematikclub.com 3 KONU TESTĐ – 2 ∫ 6. 3 ∫ 1. 1 ûx + 2ô dx ın değeri nedir? A) 7 B) 8 3x 2dx C) 9 D) 10 E) 11 1 ifadesinin eşiti nedir? 26 28 A) 8 B) 25 C) 26 D) 3 E) 3 2 ∫ 7. x 2. d dx ∫ 5 t2.e3tdt nin eşiti hangisidir? 1 A) 3 x2e3x B) x2 e3x D) x2 e4x E) x e3x 0 3x2 dx x3 + 16 ın değeri nedir? 2 A) ln 16 3 B) 2ln 2 5 D) ln 4 E) ln 216 3 C) ln 2 C) xe3x 2 6 ∫ 8. π 3 ∫ 3. 0 0 |x–3| dx ifadesinin değeri nedir? 15 13 A) 2 B) 2 C) 2 D) 7 (1+tan2x) dx in eşiti nedir? 2 A) 2 B) 2 C) 3 D) 1 E) 0 2 ∫ 9. +5 ∫ 4. 1 E) 32 x3dx in değeri nedir? 1 2 A) 0 B) 3 C) 3 D) 1 4 − x2 0 ın değeri nedir? 3 B) π C) 4 A) 2 −5 5 D) 4 5 E) 2 E) 2 ln 5 ∫ ln 8 10. ∫ 5. ln 5 exdx A) 1 B) 2 in değeri nedir? C) 3 D) 4 E) 5 1 x ex dx ın değeri nedir? A) 5.(ln5–1) B) 4 ln5 D) 2 ln5 E) ln5 C) 3 ln5 www.matematikclub.com 3 6 ∫ 11. ∫ sgn (x2–9) dx ın eşiti nedir? 0 A) 6 B) 4 C) 2 D) 0 16. E) –1 (Sgn x + 3x) dx 1 A) 2 ∫ 13. C) 28 D) 36 E) 0 ∫ 1 3 4 B) 27 π 6 ∫ 12. (x2 + 6x – 3) dx ın değeri kaçtır? A) 26 1 3 − 0 4 B) 3 17. ın eşiti nedir? 4 D) – 3 C) 2 E) 0 0 tanx dx integrali nedir? 3 A) ln 3 2 B) ln 2 D) ln 3 3 E) ln 2 C) 2 ln3 16 − x 2 0 dx neye eşittir? A) 4π B) 8π C) 2π D) 4 E) 8 ln 5 ∫ 18. 25 ∫ 14. 4 2x + x 2x A) 40 e–x dx ın değeri nedir? 3 3 5 A) 1 B) 10 C) 5 D) lu 2 ln 2 2 E) 5 dx değeri kaçtır? B) 44 C) 42 D) 66 23 E) 4 2 ∫ 19. 1 ∫ 15. ( 4x 3 + 4) 0 x 4 + 4x dx değeri nedir? 5 5 A) 4 D) ( |x| + sgn3x) dx integrali nedir? 9 A) 4 B) 6 C) 8 D) 2 E) –3 −2 10 5 3 B) 25 5 6 3 E) 25 6 5 C) 6 3 ∫ 20. 1 ( |x+2| + ûx + 2ô ) dx integrali neye eşittir? 15 A) 12 B) 13 C) 2 D) 15 E) 16 www.matematikclub.com ln 8 ∫ 1 ∫ 21. 0 (x2+3) (x2+3)2+1 dx in integralinin değeri nedir? 17 A) ln 10 10 D) ln 17 1 17 B) 3 ln 10 1 17 E) 2 ln 5 26. ln 3 ex dx ın değeri kaçtır? A) 3 B) 4 C) 5 D) 6 E) 8 17 C) ln 10 π 3 ∫ 27. x ∫ 22. f(x) = 7 x3 A) x4+4 2x2 D) x4+4 t +4 (1 + tan2x) dx in eşiti nedir? 1 A) 3 t3 4 0 3 B) 3 3 C) 2 D) 3 E) 3 dt f'(x) ın eşiti nedir? x3 x3 B) x3+4 C) 3x3+4 3x2 E) 3x4+4x +1 ∫ 28. (x3 + x) dx integrali nedir? 1 1 1 A) 4 B) 2 C) 0 D) – 2 −1 1 E) – 4 2 ∫ 23. 5x dx integrali nedir? A) 24 log5e B) 24 0 D) 8 ln5 C) ln24 E) 9 ln5 3 ∫ 29. 2 û3x + 2ô neye eşittir? A) 16 B) 12 C) 10 D) 8 e5 ∫ 24. e 1 dx değeri nedir? x lnx A) ln5 5 B) ln e 1 D) ln5 E) 0 C) ln (ln5) e7 ∫ 30. e2 dx ın eşiti nedir? x A) 7 B) 6 1 2 ∫ 25. 0 A) 3 1 1− x 2 dx in değeri nedir? B) 6 C) 2 D) 4 E) 0 C) 5 D) 3 E) 2 E) 4 www.matematikclub.com 5. KONU TESTĐ – 3 1. y = x2 – 3x + 2 eğrisi ile y = 2 doğrusunun sınırladığı bölgenin alanı ne kadardır? 96 A) 5 32 B) 3 y=x -4x+3 y=3 8 D) 3 4 A) 3 5 B) 3 C) 2 A 0 B x 16 C) 3 y y = x – 1 doğrusunun sınırlıdığı bölgenin alanı ne kadardır? y 2 y = x – x2 eğrisi ile +1 x -1 1 D) 3 2 E) 3 E) 32 y 6. 2. Yandaki şekilde y=f(x) fonksiyonu-nun grafiği verilmiştir. AB yayı ile sınırlanan bölgenin alanı 6 br2 BC yayının sınırladığı alan 4 br2 dir. x = 3 doğrusunın sınırladığı bölgenin alanı ne kadardır? y y=f(x) 2 6 br A -2 B 2 2 4 br C 2 3 br D x 3 x 6 3 y2 = x + 1 parabolü ile 16 A) 3 8 B) 3 32 C) 3 64 E) 3 D) 8 6 ∫ −2 f(x) dx ın değeri kaçtır? A) 13 B) 12 C) 9 D) 7 E) 5 7. 3. y = ex ve y = e–x aralıkları şekilde verilmiştir. Taralı bölgenin alanı ne kadardır? y y = ex y=e -x -3 A) 2(e3 – 1) D) e3+e2+2 e3 0 4. x2 (x–3)2 y = 9 – ve y = eğrilerinin sınırladığı bölgenin alanı ne kadardır? 16 A) 3 B) 4 73 A) 3 56 D) 3 1 E) e3 + e3 – 3 y 8 C) 3 2 y=(x-3) 9 x 3 2 y=9-x 4 D) 3 y 5 2 3 x x 3 e3+1 C) e3 B) (e3 – 1)2 x2 + y2 = 25 çemberi x = 2 ve x = 3 doğrularının sınırladığı bölgenin x ekseni etrafında oluşan cismin hacmi ne kadardır? 8. Şekilde x = y – y2 parabolü ile y = x + 1 doğrusu verilmiştir. Bu eğri ile doğrunun sınırladığı bölgenin alanı ne kadardır? 4 A) 3 E) 1 74 B) 3 28 E) 3 B) 1 5 C) 3 58 C) 3 π x=y-y x y 2 1 y=x+1 x D) 2 7 E) 3 www.matematikclub.com 9. y = x2 – x eğrisi x = 1 ve x = 2 doğruları ile sınırlanan bölgenin x ekseni etrafında dönmesinden oluşan cismin hacmi ne kadardır? 12. y A x = 1 x 2 0 y = tanx fonksiyonunda π 4 y=tanx doğrusunun eğri ile sınır- lanan bölgenin alanı ne kadardır? š 4 2 A) ln 2 C) ln 2 š 2 B 182 A) 15 29 D) 30 41 B) 5 π 16 E) 15 31 C) 30 π D) ln 13. 10. y2 Şekilde x = parabolü ile x = 1 doğrusunun sınırladığı taralı bölgenin y ekseni etrafında dönmesinden oluşan cismin hacmi ne kadardır? A) 11. π 3 y = cosx B) 2π 3 C) π grafiğinin [0 y -1 D) π 2 x=y 1 1 3π 2 E) 2 x π 6 ,] aralığında sınırlanan bölgesinin x ekseni etrafında dönmesinden oluşan cismin hacmi ne kadardır? A) π2 6 B) π2 2 C) π2 4 D) π2 E) π2 3 B) ln 2 π E) ln 4 π 2 y = ûxô fonksiyonunun gösterdiği grafiğin x = 1 ve x = 2 doğruları ile sınırlanan bölgenin x ekseni etrafında dönmesinden oluşan cismin hacmi kaç birim küptür? A) π B) π 2 C) 2π D) 1 E) 2