a, b ve c farklı birer gerçel sayı olmak üzere, baş katsayısı pozitif olan üçüncü dereceden bir P(x) polinomu için P(a)=P(b)=P(c)=0, P’(a)\cdot P’(b)>0 ve P!\left(\dfrac{a+c}{2}\right)-P!\left(\dfrac{b+c}{2}\right)<0 olduğuna göre aşağıdaki sıralamalardan hangisi doğru?
KULLANILAN KURAL / FORMÜL:
-
Birçokterimli (odd degree) polinomun reel farklı kökleri için işaret değişimi: Baş katsayısı pozitif üçüncü dereceli P(x) için köklerin sıralaması r1<r2<r3 ise
x<r_1:\;P(x)<0
r_1<x<r_2:\;P(x)>0
r_2<x<r_3:\;P(x)<0
x>r_3:\;P(x)>0
-
Basit kökte (tek katlı) kökten geçen grafiğin eğimi kökün iki yanındaki değerlerin işaret değişimine göre belirlenir.
ÇÖZÜM ADIMLARI:
Adım 1 — Kökleri sırala ve P(x) işaretlerini belirle
Üç farklı reel kök için bir sıralama yapalım:
r_1<r_2<r_3
x<r_1:\;P(x)<0
r_1<x<r_2:\;P(x)>0
r_2<x<r_3:\;P(x)<0
x>r_3:\;P(x)>0
Adım 2 — P’(a)\cdot P’(b)>0 koşulunun yorumu
Köklerde türev işaretleri sıralamaya göre şöyledir:
P'(r_1)>0
P'(r_2)<0
P'(r_3)>0
Bu nedenle iki farklı kökün türevlerinin aynı işarette olabilmesi için bu iki kökün dış kökler (r1 ve r3) olması gerekir.
Buna göre a ve b dış köklerdir; c ise ortadaki köktür.
Yani a ve b uçlar, c ortadadır. Bu durum şu iki sıralamadan birine karşılık gelir:
\text{(i)}\; a<c<b
\text{(ii)}\; b<c<a
Adım 3 — İkinci eşitsizliği kullanarak doğru sıralamayı belirle
İncele: ilk durum a<c<b
\dfrac{a+c}{2}\in (a,c)=(r_1,r_2)\Rightarrow P\!\left(\dfrac{a+c}{2}\right)>0
\dfrac{b+c}{2}\in (c,b)=(r_2,r_3)\Rightarrow P\!\left(\dfrac{b+c}{2}\right)<0
P\!\left(\dfrac{a+c}{2}\right)-P\!\left(\dfrac{b+c}{2}\right)>0-({\rm negatif})>0
Bu, verilen <0 koşulunu sağlamaz. Dolayısıyla (i) yanlış.
İncele: ikinci durum b<c<a
\dfrac{a+c}{2}\in (c,a)=(r_2,r_3)\Rightarrow P\!\left(\dfrac{a+c}{2}\right)<0
\dfrac{b+c}{2}\in (b,c)=(r_1,r_2)\Rightarrow P\!\left(\dfrac{b+c}{2}\right)>0
P\!\left(\dfrac{a+c}{2}\right)-P\!\left(\dfrac{b+c}{2}\right)<0-({\rm pozitif})<0
Bu, verilen koşulla tutarlıdır.
Dolayısıyla doğru sıralama:
b<c<a
CEVAP: D) b < c < a
TEMEL KAVRAMLAR:
- Köklerin işaret düzeni
- Tanım: Tek katlı reel köklerde polinom her kökte işaret değiştirir.
- Bu problemde: Üç köklü pozitif baş katsayılı üçüncü dereceden polinom için işaretlar (-, +, -, +) sırasıyla aralıklarda gerçekleşir.
- Türev işareti
- Tanım: Kökte türevin işareti grafiğin kökten geçiş yönünü gösterir.
- Bu problemde: Dış köklerde türev pozitif, ortadaki kökte türev negatiftir.
SIK YAPILAN HATALAR:
Köklerin işaretlerini karıştırmak
- Yanlış: Aralardaki işaretleri ters almak.
- Doğru: Baş katsayısı pozitifse en solda negatif, sonra pozitif, sonra negatif, en sağda pozitif olur.
- Neden yanlış: Her kök bir işaret değişimine neden olur; sıra karıştırılırsa yanlış sonuç çıkar.
- Düzeltme: Kökleri sıralayıp her aralığın işaretini adım adım yaz.
Başka soruların olursa sormaktan çekinme! 
Bu konuyla ilgili başka bir örnek ister misin?