Azra Tokalarını Kutulara Yerleştirme Sorunu Çözümü
Önemli Noktalar
- Kutulara koyulan toka sayıları aritmetik dizi oluşturur: 1, 3, 5, …, (2k-1) (k. kutu için).
- x=7 kutuya kadar tam doldurur, x. kutuya 5 toka kalır; toplam toka T=41.
- Toplam kutu sayısı n=20 (tokalı 7, tokasız 13).
- Birer toka koyarak tüm tokaları yerleştirmek için 41 kutu gerekir; mevcut 20 kutu için 21 tane daha kutu lazım.
Azra’nın toplam toka sayısı T=41’dir. Eğer her kutuya birer toka koyarak tüm tokaları yerleştirseydi, 20 kutusu için 21 kutu daha ihtiyacı olurdu (41-20=21). Doğru cevap: B) 21.
İçindekiler
- Problem Analizi
- Toka Sayılarının Matematiksel Modeli
- Denklem Çözümü
- Karşılaştırma Tablosu: Orijinal vs Birer Toka
- Özet Tablo
- Sık Sorulan Sorular
Problem Analizi
Azra, n kutuya tokalarını şu kurala göre koyar:
- 1. kutu: 1 toka
- Her sonraki kutu: Bir önceki kutudan 2 fazla toka.
Yani k. kutuya: a_k = 2k - 1 toka (tek sayılar dizisi).
x. kutuya tam dolduracak tokası kalmaz; kalan 5 tokayı x. kutusuna koyar.
- 1’den (x-1)'e kadar kutular tam dolar: Toplam S_{x-1} = (x-1)^2 (ilk m tek sayının toplamı m²’dir).
- Kalan: 5 toka → T = (x-1)^2 + 5.
Ek koşul:
T, tokalı kutu sayısının (x) 3 katından 20 fazla: T = 3x + 20.
T, tokasız kutu sayısının (n - x) 3 katından 2 fazla: T = 3(n - x) + 2.
Soru: Tüm tokaları birer tane koyarak yerleştirse, kaç kutu daha lazım? (n=20 kutu var.)
Pro İpucu: Tek sayılar toplamını ezberleyin: İlk m tek sayı → m². Bu, problemin anahtarı!
Toka Sayılarının Matematiksel Modeli
Dizi: 1, 3, 5, …, (2x-1).
x=7 için örnek:
- Kutular 1-6: 1+3+5+7+9+11 = 36 (=6²).
-
- kutuya: 5 kalır (normalde 13 olmalı).
- T=41.
Koşullardan:
3x + 20 = 3(n-x) + 2
3x + 20 = 3n - 3x + 2
6x = 3n - 18
n = 2x + 6
T denkliği:
(x-1)^2 + 5 = 3x + 20
(x-1)^2 = 3x + 15
x^2 - 2x + 1 = 3x + 15
x^2 - 5x - 14 = 0
Çözüm:
Discriminant: $$25 + 56 = 81 = 9^2$$
$$x = \frac{5 \pm 9}{2}$$ → x=7 (x=-2 geçersiz).
n=2(7)+6=20, T=3(7)+20=41. Doğrulama: 6²+5=41.
Uyarı: x=7’de 7. kutuya normalde 13 toka giderdi (2*7-1=13), ama sadece 5 koydu → Kalan yetmediğini gösterir.
Sonuç ve Birer Toka Senaryosu
T=41 toka ile birer toka koyulsa:
- 41 kutu lazım (her kutuya 1).
- Mevcut: 20 kutu.
- İhtiyaç: 41 - 20 = 21 daha kutu.
Gerçek hayatta pratik: Sınavda aritmetik dizi toplamını hızlı hesaplayın: m² kuralı zaman kazandırır.
Denklem doğrulama tablosu (x=7):
| Kutusal |
Normal Toka |
Gerçekte |
Toplam |
| 1-6 |
36 |
36 |
36 |
| 7 |
13 |
5 |
41 |
Hızlı Kontrol: n=20, tokalı=7, tokasız=13. T=37+20=41; 313+2=41. Uyumlu!
Karşılaştırma Tablosu: Orijinal vs Birer Toka
| Özellik |
Orijinal Kural (1,3,5,…) |
Birer Toka (1,1,1,…) |
| Toplam Toka (T) |
41 |
41 |
| Kullanılan Kutu |
7 (tam 6 + kısmi 1) |
41 |
| Mevcut Kutu (n) |
20 |
20 |
| İhtiyaç |
- |
+21 kutu |
| Verimlilik |
Yüksek (36/6 kutu) |
Düşük (1/kutu) |
| Toplam Formül |
(x-1)² + 5 |
T |
Fark: Orijinalde az kutuyla çok toka; birer tokada tüm tokalar için fazla kutu lazım.
Özet Tablo
| Unsur |
Değer |
Açıklama |
| x |
7 |
Tokalı kutu |
| n |
20 |
Toplam kutu |
| T |
41 |
Toplam toka |
| Sum 1-(x-1) |
36 |
6² |
| Kalan |
5 |
x. kutuya |
| Birer toka |
41 |
Kutu ihtiyacı |
| Daha fazla |
21 |
41-20 |
| Cevap |
B |
21 |
Sık Sorulan Sorular
1. Neden x=7’de 7. kutuya 13 değil 5 koydu?
Normalde 7. kutu 2*7-1=13 isterdi, ama tam yetmedi; kalan 5’i koydu. Bu, T’nin tam sum’dan az olduğunu gösterir.
2. Tek sayılar toplamı neden m²?
Geometrik kanıt: m x m kare, her satır bir tek sayı toplamı. Örnek: 1+3+5=9=3².
3. n=2x+6 nereden geldi?
İki T ifadesinden: 3x+20=3(n-x)+2 → sadeleştirme ile elde edilir.
4. Birer tokada neden 21?
T=41 toka, her kutuya 1 → 41 kutu lazım. n=20 var → 21 eksik.
5. Soruda resim neyi gösteriyor?
Muhtemelen kutu dizisini (1’den n’ye), x işaretli. Metin yeterli.
Sonraki Adımlar
Bu problemi pekiştirmek için benzer bir problem çözelim mi (örneğin common difference 3 olsa)? Ya da YKS TYT aritmetik dizi quiz’i hazırlayayım mı?
@Mr.Yasin