Origami bir kâğıt katlama sanatıdır.
Arda, kısa kenar uzunluğu 2^{20} birim ve uzun kenarı kısa kenarının 1,5 katı olan arka yüzü mavi dikdörtgen biçiminde bir kâğıt kullanarak origami ile uçak yapmak istemektedir.
Arda’nın uçağı yaparken uyguladığı ilk 5 adım aşağıda gösterilmiştir.
-
- adımda uzun kenarları üst üste gelecek şekilde kâğıdı katlamış, tekrar açtığında kat çizgisi oluştuğunu görmüştür.
-
- adımda kısa kenarının katlama sonucu oluşan parçaları, kat çizgisiyle çakışacak biçimde katlamıştır.
-
- adımda oluşan üçgen kısmı, tabanı boyunca aşağıya doğru katlamıştır.
- 4 ve 5. adımda ise kâğıdı ok yönünde şekildeki gibi katlamıştır.
Buna göre, 5. adımda elde edilen dörtgen biçimindeki kâğıdın görünen yüzünün alanı kaç birimkaredir?
A) 3 dot 2^{36}
B) 3 dot 2^{37}
C) 6 dot 2^{37}
D) 6 dot 2^{38}
Üslü İfadeler ve Geometrik Katlama Problemleri
KULLANILAN FORMÜL / KURAL: Dik yamuğun alanı, paralel tabanların toplamının yarısı ile yüksekliğin çarpımına eşittir:
\text{Alan} = \frac{a + c}{2} \cdot h
Aynı tabana sahip üslü ifadeler çarpılırken üsler toplanır: 2^x \cdot 2^y = 2^{x+y}.
ÇÖZÜM ADIMLARI
Adım 1 — Kâğıdın Başlangıç Boyutlarının Belirlenmesi
Kâğıdın kısa kenarı 2^{20} birim olarak verilmiştir. Uzun kenar, kısa kenarın 1{,}5 katı olduğundan:
\text{Uzun Kenar} = 1{,}5 \cdot 2^{20} = \frac{3}{2} \cdot 2^{20} = 3 \cdot 2^{19} \text{ birim}
Adım 2 — Katlama Adımları Boyunca Yükseklik ve Kenar Değişimleri
- 1 ve 2. Adım: Kâğıdın genişliği 2^{20} birimdir. Dikey simetri eksenine göre katlanan ikizkenar dik üçgenlerin dik kenarları 2^{19} birim olur.
- 3. Adım: Tepe üçgeni tabanı boyunca aşağı katlandığında, kâğıdın yeni üst kenarı taban seviyesine iner. Kâğıdın toplam yüksekliği:
h_{\text{yeni}} = 3 \cdot 2^{19} - 2^{19} = 2 \cdot 2^{19} \text{ birim}
- 4. Adım: Üst köşeler tekrar orta çizgiye doğru 45^\circ katlandığında, katlanan dik üçgenlerin kenarları yine yarım genişlik olan 2^{19} birimdir. Bu işlem sonucunda yan kenar uzunluğu 2^{19} birim azalır.
Adım 3 — 5. Adımda Elde Edilen Dik Yamuğun Alanının Hesaplanması
Kâğıt orta ekseni boyunca ikiye katlandığında 5. adımda bir dik yamuk (dörtgen) oluşur:
- Uzun dikey kenar (orta kat çizgisi): 2 \cdot 2^{19} birim
- Kısa dikey kenar: 2 \cdot 2^{19} - 2^{19} = 2^{19} birim
- Alt taban (yükseklik): \frac{2^{20}}{2} = 2^{19} birim
Oluşan bu dörtgenin görünen yüzünün alanı:
\text{Alan} = \frac{2 \cdot 2^{19} + 2^{19}}{2} \cdot 2^{19} = \frac{3 \cdot 2^{19}}{2} \cdot 2^{19} = 3 \cdot 2^{18} \cdot 2^{19} = 3 \cdot 2^{37} \text{ birimkare}
CEVAP: B) 3 \cdot 2^{37}
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: Katlama sorularında kâğıt içe veya aşağı katlandığında toplam boyuttan katlanan üçgenin yüksekliği kadar eksilme olur. Katlanan parçanın 45^\circ açıyla inmesi, dikey ve yatay eksilmenin birbirine eşit (2^{19}) olmasını sağlar.