Yıl 1 , Sayı 4 EŞİTSİZLİKLER ax bx c 0 ifadesinde eşitlik yerine , , , sembollerinden birini kullanarak 2 eşitsizlik oluşturabiliriz. y ax 2 bx c nin görüntü kümesinin işareti x 2 ‟nin katsayısı olan a‟ya ve deltaya b 2 4ac bağlıdır. Şubat 2013 Tablolarda varsa kökleri yerleştiririz, x 2 6 x 5 x 2 x 2 0 Örnek: köklerden aşağı inen çizgiye 0 anlamında o 2 x çizilmiş. Elde ettiğimiz tablolarda + ve – eşitsizliğini çözüm kümesini bulalım. bölgeler olduğu gibi 0 olan (köklerin olduğu) yerlerde vardır. Çözüm: a‟nın işareti: olur. Soruda Örnek: x 4 5 x 0 eşitsizliğini 0 denildiğinden – olan bölge cevap sağlayan kaç x tamsayısı vardır? olacaktır. Çözüm: x 4 0 x1 4,5 x 0 x2 5 x 2 6 x 5 0 x1 1, x2 5 a‟nın işaretleri x+4 için + ve 5-x için – x 2 x 2 0 b 2 4ac 7 reel kök yoktur. olup ikisinin çarpımı + – = – olur.O yüzden 2 x 0 x3 2 en sağdan başlarken – ile başlayıp her bölümde işaret değiştirdik. + bölge cevaptır Aradığımız tamsayılar 4, 3, 2, 1,0,1,2,3,4,5 olup toplamları 5‟tir. Soruda 0 yani eşitlik olduğundan paydayı 0 yapan kök hariç diğer kökleri dahil ederiz. Sonsuzlar hiçbir zaman dahil edilmez: 1, 2 5, NOT: Bazı kaynaklar paydayı sıfır yapan değeri tabloda o ile işaretlemeyebilir. Bu örnekteki gibi Örnek: 3x2 2 x 4 0 eşitliğinin çözüm kümesini bulalım. Çözüm: b2 4ac 4 48 44 0 olduğundan tabloda sayı yerleştirmeyeceğiz. a=3 olup işareti +‟dır. köklerde işaret değiştirmeden tablomuzu tamamlayacağız. 2 x x 1 4 5 0 eşitliğinin x 1 çözüm kümesini bulalım. Çözüm: Kökler 2 x 0 x1 2(çift katlı), Örnek: x 1 0 x2 1(tek katlı) Ç.K . 1,1 0,1 2, x a b x 2 xc fonksiyo- nun işaret tablosu 5 olur. Çift katlı köklerden geçişte işaret değiştirilmez. Aradığımız bölge – ve köklerin olduğu yerler. Ancak -1 paydanın kökü olan -1‟i Aradığımız bölge 0 olduğundan - ve kök almayacağız. olan yer, ancak böyle bölge yok:Ç.K:= a‟nın işareti ise Çözüm: Köklerimiz 0,-4,1,-1,2 olup a‟nın işareti - „dir. Aradığımız bölge – olan bölgedir: Örnek: f ( x) x 1 0 x3 1 4 Aradığımız bölge – olan iki bölgedir. Bunları ifade ederken dahil olup olmadığına dikkat ederiz. şeklinde ise a+b+c toplamı kaçtır? Çözüm: İşaret tablosuna göre x=7 çift katlı kök, x=-5 çift kat ve fonksiyonu tanımsız yapan değer x=3 tek katlı köktür. x a b x 2 NOT: A( x) B( x) 0 gibi iki veya daha fazla çarpan bulunan eşitsizliklerin çözümünde önce her bir çarpanın kökleri bulunur. Her bir çarpanın a’sının işareti bulunur. Bu işaret tablomuzun en sağındaki işaretimiz olacak. Çift katlı f ( x) Ç.K . 1,1 {2} Örnek: x x 4 1 x 2 0 x2 eşitsizliğini çözüm kümesini bulalım. x a xc 2 fonksiyonunda 0 x a çift katlı kök, a=7‟dir. b x 0 x b tek katlı kök, b=3‟tür. x c 0 x c çift katlı kök, c 5 c 5 O halde a+b+c= 7+3+5=15 olur. Matematik Bülteni/Şubat 2013 Eşitsizlik Sistemleri İki ya da daha fazla eşitsizliğin oluşturduğu sisteme eşitsizlik sistemi denir. Bir eşitsizlik sistemindeki eşitsizlikleri birlikte sağlayan x değerlerinin oluşturduğu kümeye eşitsizlik sisteminin çözüm kümesi denir. Eşitsizlik sistemlerini çözmek için her eşitsizliğin çözüm aralığı ayrı ayrı bulunur. Bu aralıkların kesişimi sistemin çözüm kümesi olur.Bir örnekle açıklayalım: Sayfa 2 Çözüm: İki reel kök var ise: 0 dır. FONKSİYONLAR A ve B boş olmayan iki küme f‟de A‟dan c b 0 x1 x2 0 ve 0 Bu bilgiler B‟ye tanımlanan bir bağıntı olsun. A‟nın a a her elemanı yalnız bir kez B‟nin b 4 ışığında 10 m, m 6 ve 0 yani 0 elemanıyla eşleniyorsa böyle bağıntılara a 1 fonksiyon denir. f : A B , x f ( x) y elde edilir. şeklinde gösterilir. Anlaşılması için en Buradan köklerin işaretleri verilen ifadeler güzel örnek çocuklar ile anneleri arasındaki için sonuçlar elde edilebilir. Ancak size eşlemedir. Yani A kümesi çocuklar ve B tavsiyem ezberlemek yerine yorum kümesi anneleri şeklinde tanımlanır. Püf yapmayı öğrenin. noktası bir çocuğun yalnız bir annesinin x 2 2 x 8 0 SORULAR Örnek: 2 sisteminin Ç.K.=? olabileceğidir. Öte yandan çocuklar x 8 x 7 0 x 2 8 x 77 kümesinin her elemanının karşı kümeyle 1. 0 eşitsizliğini sağlayan 2 Çözüm: x 2 eşleştiğini yani her çocuğun annesi x 2 2 x 8 0 x 4 x 2 0 x1 4, x2 2 olduğunu da unutmayalım. Buradaki A tamsayıların toplamı kaçtır? (1983/2) kümesine fonksiyonun tanım kümesi ve B x 2 8x 7 0 x 7 x 1 0 x1 7, x2 1 2. 4 katının 5 fazlası, kendisinin karesinden kümesine değer kümesi denir. A‟nın eşleştikleri elemanların kümesine görüntü büyük olan en büyük tam sayı kümesi denir ve f(A) ile gösterilir. aşağıdakilerden hangisidir? (1997/ÖYS) Tablomuzda her iki eşitsizliğin kesişim A)3 B)4 C)5 D)6 E)7 yeri çözüm kümesini verir: 2,1 x2 1 0 Örnek: x 4 x 2 0 eşitsizlik sisteminin 2 x x2 çözüm kümesini bulunuz. Çözüm: x 2 1 0 ise x1 1, x2 1 x4 x 2 0 x 2 x 2 1 0 x1 0, x2 0, x 1 0 için kök yoktur. x 2 36 x 6 0 eşitsizliğini x 36 sağlayan x tamsayı değerleri toplamı kaçtır? 3. 2 x 1 4. 0 ve 0 eşitsizlik x 1 x2 sisteminin çözüm aralığını bulunuz. (x>2) 2 2 x x2 x2 x 2 0 x 2 x 1 0 x1 2, x2 1 Bulduğumuz bu kökleri yazarak tablomuzu oluşturalım: Üç eşitsizliğin kesişimi ise 1,1 olur. NOT: ax2 bx c 0 eşitsizliği her reel sayı için sağlanıyorsa 0 ve a 0' dır. ax2 bx c 0 eşitsizliği her reel sayı için sağlanıyorsa 0 ve a 0' dır. Örnek: x2 4 x m 6 0 denkleminin kökleri x1 , x2 dir. 0 x1 x2 olduğuna göre m hangi aralıktadır? 5. BİR SAYI TUT Bir sayı tutmakla başladığımız oyunlar ilgi çekicidir. Bunlardan birinden bahsedeceğim. Önce 4 basamaklı bir sayı tutuyoruz. Sınırlama yok! Tek,çift,rakamları aynı-farklı.. Sonra bu sayıyı basamaklarının artış ve azalışına göre sıralayalım. Büyükten küçüğü çıkaralım: mesela sayımız 2165 olsun. Rakamlarını sıralayıp yeniden yazarsak:1256 olur. 2165-1256=909 aynı işlemi yeni sayılarımızla da yaptığımızda sonuç ya 0 veya 6174 çıkacaktır. Bu sayı Kaprekar sabiti dir. Bu işlemler en fazla 7 kez yapılabiliyor. Sonrasında 0 ya da Kaprekar sabitine ulaşıyoruz. Sizce bu sabit kaç yılında bulundu. Cevabı yazının sonuna bıraktım. Öte yandan 4 basamaklı sayılar haricinde 5 ve 6 basamaklı sayılar için de aynı işlemler yapıldı. Sonuçta ya 0 ya sabit bir sayı ya da kısır bir döngü elde ediliyor. Mesela 6 basamaklılar için 549945 sabit sayısı çıkıyor ama 5 basamaklılar için birden fazla sabit sayı çıkıyor. Kaç basamaklı bir sayı için en fazla kaç işlem yapıldığı ise araştırmaların merak konusu. Yukarıdaki fonksiyonu liste metodu ile yazalım: {(a,3),(b,3),(c,4),(d,6)} Örnek: A={1,2,3} ve B={a,1,3,4} için şu bağıntılardan fonksiyon olanları bulunuz: a) {(1,a),(2,4),(3,a)} c) {(1,1),(2,3),(3,4)} b) {(1,a),(2,1),(3,5)} d) {(1,b),(2,a)} Cevaplar: a) Fonksiyon b)Fonksiyon değil c)Fonksiyon d)Fonksiyon değil. Yukarıdaki fonksiyonlardan c şıkkındaki için f(1)=1 yani 1 elemanı 1 ile eşleşmiş f(2)=3 , 2 elemanı 3 ile eşleşmiş ve f(3)=4 ,3 elemanı 4 ile eşleşmiş deriz. Örnek: f : A B f ( x) 2 x 1 ve A={1,2,3,-5} olduğuna göre f(3)+f(-5)=? Çözüm: Fonksiyonun eşleştiği sayılar verilmemiş ama eşleşme kuralı verilmiş. Bu kural f ( x) 2 x 1 tir. Buradaki x değerine 3 verdiğimizde 3‟ün eşleştiği sayıyı buluruz: f (3) 2 3 1 7 elde ederiz. Benzer şekilde f (5) 9 olur. Cevap ise f (3) f (5) 7 (9) 2 ‟dir. Matematik Bülteni/Şubat 2013 Sayfa 3 bir elemanla eşleniyorsa bu fonksiyona sabit fonksiyon denir. fonksiyon mudur? Çözüm: Tanım kümesi ve değer kümesi Z f ( x) c şeklinde yani tamsayılar kümesidir. x‟e verdiğimiz gösterilir. Buradaki c bazı değerler için sonuçlar elde ediyoruz. herhangi bir reel sayı Mesela f(3)=2 ve f(5)=3 oluyor. Ancak olabilir. tüm tamsayılar için bir tamsayı elde Sabit fonksiyonun edemiyoruz. Mesela f(2)=3/2 olur ki iki grafiği f ( x) y c sayısı bir tamsayı ile eşleşmediğinden geçen bir doğrudur. fonksiyon değildir. Eğer sabit sayımız sıfır olursa özel olarak 2x 5 bu fonksiyona sıfır fonksiyon denir. Örnek: f : R {2} R f ( x) 3x c 3.Örten Fonksiyon: Fonksiyonun değer şeklinde tanımlanıyor ise c değeri kaçtır? kümesinde açıkta eleman kalmıyorsa bu fonksiyona örten fonksiyon denir. Bunu Çözüm: Fonksiyonun tanım kümesine değer kümesinin tüm elemanlarının üzerini dikkat edelim. Burada R-{2} yani iki hariç örtmüş gibi düşünebilirsiniz. Aşağıdaki reel sayıların hepsi. Acaba ikinin şekilde bir örten fonksiyon görüyorsunuz: çıkarılmasından ne anlamalıyız? Bu 2 Örten fonksiyonu sayısını x yerine yazdığımızda bir şey elde f ( A) B şeklinde edemeyeceğiz anlamındadır. gösterebiliriz. Yani 22 5 9 f(A) görüntü kümesi ile ifadesinin f (2) 3 2 c 6 c değer kümesi aynı olan matematik dilinde bir şey ifade etmemesi fonksiyon. Örten “tanımsız” olmasıdır. Paydanın sıfır olması olmayan fonksiyonlara içine fonksiyon bir tanımsızlık durumudur. O halde 6-c=0 denir. Mesela şekildeki örten fonksiyonun ve c=6 bulunur. b elemanı da 2‟den farklı bir elemanla Örnek: f : Z Z f ( x) x 1 bir 2 eşleşseydi içine fonksiyon olacaktı. Çünkü 2 açıkta kalmış olacaktı. Çözüm: Nasıl ki f(1),f(2),f(3)..değerlerini 4.Birebir fonksiyon: Fonksiyonun tanım bulmak için x yerine 1,2,3.. yazıyoruz kümesindeki bir elemanı benzer şekilde f(x+5)‟i bulmak için de x değer kümesinde yine yerine x+5 yazarız: f ( x 5) 2 x 5 3 2 x 10 3 2 x 7 olur bir elemanla eşleniyorsa bu fonksiyona birebir Fonksiyon Çeşitleri fonksiyon denir. Örnek şekil. 1.Birim Fonksiyon: Matematiksel bir ifade ile şöyle Tanım kümesindeki her tanımlayabiliriz: elemanı değer x1 , x2 Aiçin f ( x1 ) f ( x2 ) iken kümesinde aynı x1 x2 ise f fonksiyonu bire birdir. Örten elemana eşleyen Örnek: f : R R , f ( x) 2x 3 f ( x 5) ? fonksiyona birim fonksiyon denir. f(x)=x şeklinde gösterilir. Birim fonksiyonun grafiği f ( x) y x ‟in fonksiyonda verdiğimiz şekilli örnek birebir fonksiyon değildir. Çünkü c ve d elemanları ayrı ayrı elemanlara gitmemiş. Örnek: Bu sayfada venn şemasıyla grafiği ile aynıdır: verilmiş fonksiyonların birebir örtenliğini Bu doğruya birinci inceleyelim. açıortay doğrusu da Cevap:1.Hem birebir hem örten. 2.Örten 3.Birebir. denir. 2.Sabit fonksiyon: Fonksiyonun tanım kü- Örnek: f : N N , f ( x) 2 x 3 mesindeki tüm elemanlar değer kümesinde fonksiyonun birebir, örten ve içine olup olmadığını inceleyiniz. Çözüm: Tanım kümesinden doğal sayılar seçtiğimizde her biri ayrı ayrı doğal sayıyla eşleştiğinden (x=0,1,2,3..verdiğimizde 3,5,7,9 buluyoruz.) birebirdir. Örten değildir,yani içinedir. Çünkü değer kümesinde en azından bir eleman boş kalmaktadır. Mesela 0 ile eşleşen eleman yoktur. Yani x yerine hangi doğal sayıyı yazarsak yazalım 0 elde edemeyiz. 5. Permütasyon Fonksiyon:Tanım ve değer kümesinin aynı olduğu birebir ve örten fonksiyonlara permütasyon fonksiyon denir. Şekilde verilen permütasyon fonksiyonun tanım kümelerini üst sıraya eşleştikleri elemanları da sırayla alta yazarak şöyle gösteririz: 1 234 f Yanif(1)=2,f(2)=4,f(3)=1,f(4)=3 2 41 3 6.Eşit fonksiyon: f : A B, f ( x) y ve g : A B, g ( x) y olmak üzere x Aiçin f ( x) g ( x) ise f ve g fonksiyonlarına eşit fonksiyon denir. f=g şeklinde gösterilir. Mesela A={0,3} B={2,83} kümelerinde f : A B, f ( x) 3x3 2 ve g : A B, g ( x ) 9 x 2 2 fonksiyonları eşit fonksiyondur. 7.Tek ve Çift Fonksiyon: f : A R, f ( x) f ( x) fonksiyonuna çift fonksiyon; f : A R, f ( x) f ( x) fonks iyonuna tek fonksiyon denir. Çift fonksiyonların grafikleri y eksenine göre tek fonksiyonların ki ise orijine göre simetriktir. Örnek: f ( x) x 2 2 x fonksiyonu inceleyelim. Çözüm: Teklik ve çiftlik f ( x) ile f ( x) arasındaki ilişkidir. Bu iki fonksiyon eşit ise çift , ters işaretlilerse tek demektir. Önce f ( x) değerini bulup f(x) ile karşılaştıralım: f ( x) x 2 x x 2 2 x olur. 2 Bulduğumuz x 2 2 x ile f(x) eşit olduğundan fonksiyon çift fonksiyondur. Unutmadan bir fonksiyon ille de tek veya çift olmak zorunda değildir. Matematik Bülteni/Şubat 2013 8.Parçalı Fonksiyon: Tanım kümesinin alt kümelerinde farklı birer kuralla tanımlanan fonksiyona parçalı fonksiyon denir. Alt aralıkların bölündüğü noktalara parçalı fonksiyonun kritik noktaları denir. x5 2 x, Örnek: f ( x) x 3, x 5 Faktöriyel Kavramı: 1‟den n‟ye kadar olan ardışık doğal sayıların çarpımına n faktöriyel denir ve n! ile gösterilir. 0! 1 2! 1 2 2 4! 1 2 3 4 24 1! 1 3! 1 2 3 6 5! 1 2 3 4 5 120 Şimdi öğrendiğimiz sayma yöntemleri ve faktöriyel kavramlarıyla ilgili örnekler parçalı fonksiyonun kritik noktası x=5‟tir. çözelim: Örnek: 4 farklı kalem ile 6 farklı silgi Beşten büyük veya eşit durumlarda arasından bir kalem veya bir silgi kaç farklı hesaplamalarımız 2x ile olacaktır. Diğer şekilde seçilebilir? yani beşten küçük durumlarda x+3 ile Çözüm: 4 kalem arasından 1 kalem seçimi olacak. Yani f(10) sorulsa mesela 2x yani 4 değişik yolla olur.6 silgi arasından 1 silgi cevap 20 olacaktır. Öte yandan f(4) ise 7 seçimi 8 değişik şekilde olur.Bu iki yoldan olacaktır. yalnız biri istendiği için toplama yapılarak Fonksiyonlarda Dört İşlem 4+6=10 elde edilir. A B olmak üzere f : A R ve Örnek: 4 farklı kalem ile 6 farklı silgi g:BR arasından bir kalem ve bir silgi kaç farklı 1. f g : A B R, f g ( x) f ( x) g( x) şekilde seçilebilir? 2. f g : A B R, f g ( x) f ( x) g ( x) Çözüm: 4 kalem arasından 1 kalem seçimi 4 değişik yolla olur.6 silgi arasından 1 silgi 3. f g : A B R, f g ( x) f ( x) g ( x) seçimi 8 değişik şekilde olur.Bu iki yolun 4. Her x A B için g ( x) 0 olmak üzere, ikisi birden istendiği için çarpma yapılarak 4.6=24 elde edilir. f f f ( x) Örnek: A,B ve C şehirlerinden A‟dan : A B R, ( x) g ( x) g g B‟ye 3,B‟den C‟ye 4 farklı yol 5. c R olmak üzere bulunuyor.B şehrine uğramak şartıyla c f : A B R, c f ( x) c f ( x) ‟tir. A‟dan C‟ye kaç farklı yolla gidilebilir? Örnek: R‟den R‟ye tanımlı f ( x) 2 x 1 ve Çözüm: A‟dan B‟ye 3 farklı yol ve B‟den C‟ye 4 g ( x) 3x 2 için 2 f g (3) ? farklı yol sonuçta 3.4=12 farklı yol Çözüm: 2 f g (3) 2 f (3) g (3) 2 5 11 kullanılır. Örnek: 5,6,7 rakamları ile üç basamaklı o hal de cevabımı 21 olur. kaç tane doğal sayı yazılabilir? BİR FONKSİYONUN TERSİ Çözüm: PERMÜTASYON-KOMBİNASYON- Elimizde her bir basamak için birer kutu BİNOM-OLASILIK ve İSTATİSTİK olduğunu düşünelim.Bu kutulara hangi rakamları koyabileceğimizi PERMÜTASYON yazalım.Mesela birler basamağı kutusuna Toplama Yoluyla Sayma: Bir olayın oluşumu için birden fazla seçenek varsa ve 5,6,7 rakamları gelebilir.Yani üç rakam yerleştirebiliriz.Peki onlar basamağını bu olayın oluşumu için bu seçeneklerden belirten kutumuza?5,6,7 rakamlarından bir ve yalnız biri aynı anda kullanılabiliistediğimizi koyabiliriz.Dolayısıyla buraya yorsa, olay bu seçeneklerin toplamı kadar değişik şekilde oluşur. Bu genelde “veya” da üç rakam yerleştirebiliriz.Benzer şekilde yüzler basamağını temsil eden kutumuza geçen sorulardadır. da üç rakam yerleştirebiliriz.İşte bu üç Çarpma Yoluyla Sayma: Bir olaylar kutunun aynı anda olmasını istiyoruz ki üç dizisinde birinci olay n1 değişik biçimde basamaklı sayı oluşsun.Dolayısıyla bunu izleyen ikinci olay n2 değişik şekilde 3.3.3=27 tane doğal sayı yazabiliriz. ve bu şekilde işleme devam edildiğinde r. Basamak sayısı farklı olsaydı nasıl olay nr değişik şekilde oluşuyorsa olayın düşünürdük?Soruda tam sayı adedi tamamı n1 n2 ... nr çarpımı kadar değişik istenseydi?Ya da rakamlarının aynı olmaması.. şekilde oluşur. Genelde “ve” geçen sorulardır. Sayfa 4 Örnek: İlk altı doğal sayı kullanılarak rakamları farklı üç basamaklı kaç tane doğal sayı yazılabilir? Çözüm: İlk altı doğal sayımız 0,1,2,3,4,5 olduğuna göre bu rakamları kullanacağız.Her bir basamak için bir kutu düşünerek kutuların üzerine kullanabileceğimiz rakam adetlerini yazacağız.Hepsini aynı anda istediği için bu değerleri çarpacağız. Yüzler basamağına 0 gelemeyeceği için diğer 5 rakamı kullanırız.Onlar basamağına 0,1,2,3,4,5 rakamlarından sıfır hariç birini yüzlere kullandığımız için bunlardan birini elersek geriye 5 rakam kalır.Birler basamağına da 4 rakam kalır.Cevabımız 5.5.4=100 tane olur. Editörler: Orhan GÖKÇE (Mat.Öğrt.), Melike SİPAHİ (Mat.Öğrt.),Rukiye DURAN (Mat.Klb.Bşk.),Selma KARAKUŞ (Mat.Klb.Bşk.Yrd.),İsmail CANAYAKIN (Mat.Klb.Üyesi) Bu çalışma Türk Telekom Anadolu Lisesi Matematik Kulübünün bir eseridir. Çalışmaya her türlü katkınızı ve görüşlerinizi belirtmek için kulup üyelerimizle görüşmeniz gerekir. İletişim için (0 354 ) 415 71 12 telefon numarasını arayabilirsiniz. Email adresimiz: [email protected] Çalışmamızdaki her türlü bilgiyi kaynak belirtmek şartıyla kullanabilirsiniz.