BAŞLA
Soru: f(x)=x2-2x fonksiyonunun artan veya
azalan olduğu aralıkları bulunuz?
Çözüm:
:
Fonksiyonunun, artan veya azalan olduğu aralıkları
bulabilmek için, türevinin işaretini incelemeliyiz.

                                     -∞       1        +∞
f(x)=x2-2x ⇒ f’(x)= 2x-2
                             f’(x)        -        +
2x-2=0 ⇒ x=1 olur.
                             f(x)
                                     azalan       artan
mx + 1
Soru: ∀×∈R-{-2} için,            f(x)= x + 2
                                    fonksiyonu-
nun daima artan olabilmesi için, m ne olmalıdır?
Çözüm
:
Fonksiyonun daima artan olabilmesi için, f’(x)>0 ol-
malıdır.
        m.( x + 2) − 1.(mx + 1)   mx + 2m − mx − 1    2m − 1
 f’(x)=         ( x + 2) 2
                                =     ( x + 2) 2
                                                   = ( x + 2) 2

          2m − 1
Buradan;
         ( x + 2) 2
                    〉0   ⇒    2m − 1 〉 0   ⇒   m〉
                                                    1
                                                    2
                                                        bulunur.
Soru                     y
:           Y=f(x)


         -3 -2   -1      0   1   2   3    4   x




Şekilde, y=f(x) fonksiyonunun [-3,4] aralığındaki gra-
fiğini görmektesiniz.Bu grafiğe göre, f(x)’in türevinin
pozitif veya negatif olduğu aralıkları bulunuz?
Çözüm :

a) [-3,-1) aralığında,
   Fonksiyon azalan olduğundan,f ’(x)< 0 ‘dır.

b) (-1,3) aralığında,

  Fonksiyon artan olduğundan, f ‘(x) > 0’dır.

c) (3,4) aralığında,

   Fonksiyon azalan olduğundan, f ’(x)< 0 ‘dır
Soru
:
                    y

                                        Y=f’(x)



     -3   -2   -1       0   1   2   3   4         x



 Şekilde, y=f(x) fonksiyonunun, [-3,4] aralığında-
 ki türevinin grafiğini görmektesiniz. Grafiğe ba-
 karak, f(x)’in artan ve azalan olduğu aralıkları bu
 lunuz?
y
Çözüm                                                  Y=f’
:                                                      (x)
                          -3 -2   -1       0 1 2 3 4
a) [-3,-2) aralığında:                                        x

  f’(x) > 0 olduğundan, f(x) bu aralıkta artan’dır.

b) (-2,0) aralığında:

  f’(x) < 0 olduğundan, f(x) bu aralıkta azalan’dır.

c) (0,4] aralığında:

  x=3 noktası hariç, f’(x) > 0 olduğundan,f(x) bu aralıkta
  artan’dır.
B.Maksimum Ve Minimum
 Değerlerin Bulunması:
Soru
:
f(x)= x3-3x2+1 fonksiyonunun yerel maksimum ve yerel
minimum noktalarını bulunuz?

Cözüm
:
Önce, f(x)’in türevini alıp, türevin işaretini incelemeliyiz:
f’(x)= 3x2-6x = 0 ⇒                -∞     0         2        +∞
x1= 0 ve x2= 2                f’(x) +     0    -    0    +
x1= 0 ⇒ f(0)= 1
                               f(x)       1         -3
x2= 2 ⇒ f(2)= -3
Soru :y
                                       Şekilde, y=f(x) fonksiyo-
                                       nunun türevinin grafiğini
                                       görüyorsunuz. Bu grafiğe
+                               +x     bakarak, y=f(x) fonksiyo-
- -4   -2 –1 0       3        5 -      nunun, yerel maksimum ve
                              y=f ’(x) yerel minimum noktalarını
                                       bulunuz?
Cözüm
:                        -4           5
         f’(x)   -              +           -

         f(x)
C. İkinci Türevin Geometrik
            Anlamı
Soru
:
f:R →R, f(x)= x3+x2-2x fonksiyonunun, konveks ve konkav
olduğu aralıkları araştırınız?

Çözüm :
Öncelikle, f’in ikinci türevini alıp, işaretini incelemeliyiz.
                                      - ∞       -1/3        +∞
f’(x)=3x2+2x-2               f’’(x)         -          +

                              f(x)
f’’(x)=6x+2 = 0

 x= -1/3
1. f: R→R, f(x)= x4+x3-2x fonksiyonunun, konveks ve
   konkav olduğu aralıkları ve varsa, dönüm noktalarını
   bulunuz?
Çözüm :
  f’(x)= 4x3+3x2-2           f’’(x)= 12x2+6x

               İkinci türevin kökleri:


                                          6x=0       x1= 0
 12x2+6x=0           6x(2x+1) = 0
                                         (2x+1)= 0      x2=-1
x -∞         -1/2              0             +∞
f’’(x)     +             -               +
f(x)
         konveks      konkav         konveks


               Dönüm           Dönüm
               noktası         noktası
2. f: R→R, f(x)=(x-2)4 fonksiyonunun, varsa, dönüm
   noktasını bulunuz?

Çözüm :
     f’(x)=4(x-2)3         ve       f’’(x)= 12(x-2)2

                12(x-2)2=0 ⇒ x1=x2=2

          x      - ∞            2             + ∞
        f’’(x)         +              +
         f(x)
                   konveks          konveks

                                ?
x=2 noktası, ikinci türevin kökü olduğu halde, dönüm
                              noktası değildir




   Türev bu noktada, işaret değiştirmemektedir!




  Yani; f’’(x0)=0 olması, x0 noktasının DÖNÜM noktası
                  olmasını gerektirmez!!!!
x 2 − 7 x + 10
1.   lim 2                limitinin değerini bulunuz?
     x →2 x − 3x + 2




Çözüm :
              x 2 − 7 x + 10   0
          lim 2              =     belirsizliği var
          x →2 x − 3x + 2      0




          x 2 − 7 x + 10       2x − 7   2.2 − 7   −3
      lim 2                lim
                         = x→2 2x − 3 = 2.2 − 3 = 1 = −3
      x →2 x − 3x + 2
x+1−1
2. lim         limitinin değerini bulunuz?
   x→0     x

Çözüm :
               x+1−1        0
         lim         =        belirsizliği var
         x→0     x          0

                               1
                            2 x +1               1
         x+1−1        lim              lim
   lim         =                     = x→ 0
                                              2 x+1
   x→0     x         x→0        1

                     1         1
               =   2 0 +1    = 2
1 + cos x
3. lim            limitinin değerini bulunuz?
   x→ π   sin x

Çözüm :
                 1 + cos x     0
            lim            =     belirsizliği var
            x→ π   sin x       0



                 1 + cos x           - sinx
            lim            =   lim
            x→ π   sin x       x→π    cosx



               − sinπ        0
                           =    =      0
               cosπ          −1
ln( x + 1)
4. lim x             limitinin değerini bulunuz?
   x→∞ e   + cos x

Çözüm :
          ln( x + 1)     ∞
     lim x           =     belirsizliği var
     x→∞ e   + cos x     ∞

                                 1
            ln( x + 1)                         0
       lim x               lim x + 1
                         = x→∞ x
       x→∞ e   + cos x         e - sinx       ∞


                          0
ln(sin x )
5. lim                  limitinin değerini bulunuz?
   x→0   ln(sin 2x )

Çözüm :
                 ln(sin x )     ∞
          lim               =     belirsizliği var
          x → 0 ln(sin 2x )
                                ∞


                      ln(sin x )        cosx/sinx
               lim               = lim
               x → 0 ln(sin 2x )   x→0 2cos2x/sin2x

                 cosx/sinx               Cosx.sin2x
         lim                   lim
                             = x→0
         x→0    2cos2x/sin2x             2cos2x.sinx
Cosx.sin2x           2sinx.cosx
      lim
      x→0   2cos2x.sinx




      2.sinx.cos2x      2. cos 2 0    2. 1
lim                  =              =      =   1
x→0   2cos2x.sinx      2. cos(2.0 )   2. 1
1
   lim ⋅ e x limitinin değerini bulunuz?
6. x → ∞
         x

Çözüm :
            1
        lim ⋅ e x = 0 •
        x→∞ x
                          ∞

            1             ex ∞
        lim ⋅ e x =   lim   =
        x→∞ x         x→∞ x   ∞

            ex
                                   =∞ = ∞
                       ex       e∞
        lim    =   lim        =
        x→∞ x      x→∞ 1        1   1
7. lim x. sin
    x→∞
                 ( x)
                   2
                        limitinin değerini bulunuz?


Çözüm :
    lim x. sin ( x ) = ∞ •0
                 2
    x→∞


                           2
                      sin( )
                 lim       x = 0
                 x →∞    1         0
                         x
          2             −2         2
     sin( )                  ⋅ cos
          x       lim x
                           2
                                   x
lim         =                            = lim 2. cos(2 / x ) = 2
x →∞    1     x →∞             −1          x→ ∞

        x                      x 2
 1         1 
8.      lim         −       limitinin değerini bulunuz?
        x → 1 x − 1   ln x 

Çözüm :

           1         1 
     lim 
     x → 1 x − 1
                  −       =
                    ln x 
                               ∞- ∞



           1         1            ln x − x + 1       0
     lim         −       =   lim 
                                    ln x ⋅ ( x − 1)  =
                                                     
     x → 1 x − 1   ln x      x →1
                                                       0
1
     ln x − x + 1                        −1
lim                                     x
     ln x ⋅ ( x − 1)  =
                              lim
                                      1
                                                            =
x →1
                             x →1
                                        ⋅ ( x − 1) + ln x
                                      x

          1 −x
            x                             1− x              0
lim                         = lim                      =
x →1
       ( x − 1) + x. ln x     x → 1 ( x − 1) + x. ln x
                                                            0
               x


 Bu aşamada, L’Hospital kuralı bir kere daha uygulanır:
−1
lim
            1− x
                             lim    x2
x → 1 ( x − 1) + x. ln x
                         =                 =
                             x →1
                                    1 1
                                     + 2
                                    x x



     −1
     x2         −1    −1
lim      = lim      =
x→ x + 1
   1       x→ x + 1
              1       2
     x2
TÜREVİN UYGULAMALARI 03

TÜREVİN UYGULAMALARI 03

  • 1.
  • 4.
    Soru: f(x)=x2-2x fonksiyonununartan veya azalan olduğu aralıkları bulunuz? Çözüm: : Fonksiyonunun, artan veya azalan olduğu aralıkları bulabilmek için, türevinin işaretini incelemeliyiz. -∞ 1 +∞ f(x)=x2-2x ⇒ f’(x)= 2x-2 f’(x) - + 2x-2=0 ⇒ x=1 olur. f(x) azalan artan
  • 5.
    mx + 1 Soru:∀×∈R-{-2} için, f(x)= x + 2 fonksiyonu- nun daima artan olabilmesi için, m ne olmalıdır? Çözüm : Fonksiyonun daima artan olabilmesi için, f’(x)>0 ol- malıdır. m.( x + 2) − 1.(mx + 1) mx + 2m − mx − 1 2m − 1 f’(x)= ( x + 2) 2 = ( x + 2) 2 = ( x + 2) 2 2m − 1 Buradan; ( x + 2) 2 〉0 ⇒ 2m − 1 〉 0 ⇒ m〉 1 2 bulunur.
  • 6.
    Soru y : Y=f(x) -3 -2 -1 0 1 2 3 4 x Şekilde, y=f(x) fonksiyonunun [-3,4] aralığındaki gra- fiğini görmektesiniz.Bu grafiğe göre, f(x)’in türevinin pozitif veya negatif olduğu aralıkları bulunuz?
  • 7.
    Çözüm : a) [-3,-1)aralığında, Fonksiyon azalan olduğundan,f ’(x)< 0 ‘dır. b) (-1,3) aralığında, Fonksiyon artan olduğundan, f ‘(x) > 0’dır. c) (3,4) aralığında, Fonksiyon azalan olduğundan, f ’(x)< 0 ‘dır
  • 8.
    Soru : y Y=f’(x) -3 -2 -1 0 1 2 3 4 x Şekilde, y=f(x) fonksiyonunun, [-3,4] aralığında- ki türevinin grafiğini görmektesiniz. Grafiğe ba- karak, f(x)’in artan ve azalan olduğu aralıkları bu lunuz?
  • 9.
    y Çözüm Y=f’ : (x) -3 -2 -1 0 1 2 3 4 a) [-3,-2) aralığında: x f’(x) > 0 olduğundan, f(x) bu aralıkta artan’dır. b) (-2,0) aralığında: f’(x) < 0 olduğundan, f(x) bu aralıkta azalan’dır. c) (0,4] aralığında: x=3 noktası hariç, f’(x) > 0 olduğundan,f(x) bu aralıkta artan’dır.
  • 10.
    B.Maksimum Ve Minimum Değerlerin Bulunması:
  • 11.
    Soru : f(x)= x3-3x2+1 fonksiyonununyerel maksimum ve yerel minimum noktalarını bulunuz? Cözüm : Önce, f(x)’in türevini alıp, türevin işaretini incelemeliyiz: f’(x)= 3x2-6x = 0 ⇒ -∞ 0 2 +∞ x1= 0 ve x2= 2 f’(x) + 0 - 0 + x1= 0 ⇒ f(0)= 1 f(x) 1 -3 x2= 2 ⇒ f(2)= -3
  • 12.
    Soru :y Şekilde, y=f(x) fonksiyo- nunun türevinin grafiğini görüyorsunuz. Bu grafiğe + +x bakarak, y=f(x) fonksiyo- - -4 -2 –1 0 3 5 - nunun, yerel maksimum ve y=f ’(x) yerel minimum noktalarını bulunuz? Cözüm : -4 5 f’(x) - + - f(x)
  • 13.
    C. İkinci TürevinGeometrik Anlamı
  • 14.
    Soru : f:R →R, f(x)=x3+x2-2x fonksiyonunun, konveks ve konkav olduğu aralıkları araştırınız? Çözüm : Öncelikle, f’in ikinci türevini alıp, işaretini incelemeliyiz. - ∞ -1/3 +∞ f’(x)=3x2+2x-2 f’’(x) - + f(x) f’’(x)=6x+2 = 0 x= -1/3
  • 15.
    1. f: R→R,f(x)= x4+x3-2x fonksiyonunun, konveks ve konkav olduğu aralıkları ve varsa, dönüm noktalarını bulunuz? Çözüm : f’(x)= 4x3+3x2-2 f’’(x)= 12x2+6x İkinci türevin kökleri: 6x=0 x1= 0 12x2+6x=0 6x(2x+1) = 0 (2x+1)= 0 x2=-1
  • 16.
    x -∞ -1/2 0 +∞ f’’(x) + - + f(x) konveks konkav konveks Dönüm Dönüm noktası noktası
  • 17.
    2. f: R→R,f(x)=(x-2)4 fonksiyonunun, varsa, dönüm noktasını bulunuz? Çözüm : f’(x)=4(x-2)3 ve f’’(x)= 12(x-2)2 12(x-2)2=0 ⇒ x1=x2=2 x - ∞ 2 + ∞ f’’(x) + + f(x) konveks konveks ?
  • 18.
    x=2 noktası, ikincitürevin kökü olduğu halde, dönüm noktası değildir Türev bu noktada, işaret değiştirmemektedir! Yani; f’’(x0)=0 olması, x0 noktasının DÖNÜM noktası olmasını gerektirmez!!!!
  • 19.
    x 2 −7 x + 10 1. lim 2 limitinin değerini bulunuz? x →2 x − 3x + 2 Çözüm : x 2 − 7 x + 10 0 lim 2 = belirsizliği var x →2 x − 3x + 2 0 x 2 − 7 x + 10 2x − 7 2.2 − 7 −3 lim 2 lim = x→2 2x − 3 = 2.2 − 3 = 1 = −3 x →2 x − 3x + 2
  • 20.
    x+1−1 2. lim limitinin değerini bulunuz? x→0 x Çözüm : x+1−1 0 lim = belirsizliği var x→0 x 0 1 2 x +1 1 x+1−1 lim lim lim = = x→ 0 2 x+1 x→0 x x→0 1 1 1 = 2 0 +1 = 2
  • 21.
    1 + cosx 3. lim limitinin değerini bulunuz? x→ π sin x Çözüm : 1 + cos x 0 lim = belirsizliği var x→ π sin x 0 1 + cos x - sinx lim = lim x→ π sin x x→π cosx − sinπ 0 = = 0 cosπ −1
  • 22.
    ln( x +1) 4. lim x limitinin değerini bulunuz? x→∞ e + cos x Çözüm : ln( x + 1) ∞ lim x = belirsizliği var x→∞ e + cos x ∞ 1 ln( x + 1) 0 lim x lim x + 1 = x→∞ x x→∞ e + cos x e - sinx ∞ 0
  • 23.
    ln(sin x ) 5.lim limitinin değerini bulunuz? x→0 ln(sin 2x ) Çözüm : ln(sin x ) ∞ lim = belirsizliği var x → 0 ln(sin 2x ) ∞ ln(sin x ) cosx/sinx lim = lim x → 0 ln(sin 2x ) x→0 2cos2x/sin2x cosx/sinx Cosx.sin2x lim lim = x→0 x→0 2cos2x/sin2x 2cos2x.sinx
  • 24.
    Cosx.sin2x 2sinx.cosx lim x→0 2cos2x.sinx 2.sinx.cos2x 2. cos 2 0 2. 1 lim = = = 1 x→0 2cos2x.sinx 2. cos(2.0 ) 2. 1
  • 25.
    1 lim ⋅ e x limitinin değerini bulunuz? 6. x → ∞ x Çözüm : 1 lim ⋅ e x = 0 • x→∞ x ∞ 1 ex ∞ lim ⋅ e x = lim = x→∞ x x→∞ x ∞ ex =∞ = ∞ ex e∞ lim = lim = x→∞ x x→∞ 1 1 1
  • 26.
    7. lim x.sin x→∞ ( x) 2 limitinin değerini bulunuz? Çözüm : lim x. sin ( x ) = ∞ •0 2 x→∞ 2 sin( ) lim x = 0 x →∞ 1 0 x 2 −2 2 sin( ) ⋅ cos x lim x 2 x lim = = lim 2. cos(2 / x ) = 2 x →∞ 1 x →∞ −1 x→ ∞ x x 2
  • 27.
     1 1  8. lim  −  limitinin değerini bulunuz? x → 1 x − 1 ln x  Çözüm :  1 1  lim  x → 1 x − 1 −  = ln x  ∞- ∞  1 1   ln x − x + 1  0 lim  −  = lim   ln x ⋅ ( x − 1)  =  x → 1 x − 1 ln x  x →1   0
  • 28.
    1  ln x − x + 1  −1 lim  x  ln x ⋅ ( x − 1)  =  lim 1 = x →1   x →1 ⋅ ( x − 1) + ln x x 1 −x x 1− x 0 lim = lim = x →1 ( x − 1) + x. ln x x → 1 ( x − 1) + x. ln x 0 x Bu aşamada, L’Hospital kuralı bir kere daha uygulanır:
  • 29.
    −1 lim 1− x lim x2 x → 1 ( x − 1) + x. ln x = = x →1 1 1 + 2 x x −1 x2 −1 −1 lim = lim = x→ x + 1 1 x→ x + 1 1 2 x2