Bu sorunun cevabını açıkla
Soru:
Aşağıda ayrıt uzunlukları toplamı 8 santimetre olan bir küp verilmiştir.
Bu küpün bir ayrıtının santimetre cinsinden uzunluğunun -4 kuvvetinin değerini bulunuz.
Cevap:
1. Sorunun Anlaşılması
Bir küpün 3 eşit ayrıtı vardır ve bu ayrıtların uzunlukları eşittir.
Soruya göre, bu 3 ayrıtın uzunlukları toplamı 8 cm’dir.
Yani:
3 \times \text{bir ayrıtın uzunluğu} = 8
Buradan bir ayrıtın uzunluğunu bulabiliriz.
2. Bir Ayrıtın Uzunluğunu Bulma
Bir ayrıtın uzunluğu x cm ise:
3x = 8 \implies x = \frac{8}{3} \text{ cm}
3. -4 Kuvvetini Hesaplama
Soru, bu ayrıt uzunluğunun -4 kuvvetini soruyor.
Bir sayının negatif kuvveti, o sayının pozitif kuvvetinin tersidir.
Yani:
x^{-4} = \frac{1}{x^4}
Burada x = \frac{8}{3} olduğuna göre:
x^{-4} = \left(\frac{8}{3}\right)^{-4} = \left(\frac{3}{8}\right)^4
4. Hesaplama
\left(\frac{3}{8}\right)^4 = \frac{3^4}{8^4} = \frac{81}{4096}
Sonuç:
Bir ayrıtın uzunluğunun -4 kuvveti:
\boxed{\frac{81}{4096}}
Özet Tablosu
| Adım | İşlem | Sonuç |
|---|---|---|
| Ayrıt uzunlukları toplamı | 3x = 8 | x = \frac{8}{3} cm |
| Negatif kuvvet tanımı | x^{-4} = \frac{1}{x^4} | |
| Kuvvet hesaplama | \left(\frac{8}{3}\right)^{-4} = \left(\frac{3}{8}\right)^4 | \frac{81}{4096} |
Kısaca: Küpün bir ayrıtının uzunluğu \frac{8}{3} cm’dir ve bu uzunluğun -4 kuvveti \frac{81}{4096} olarak bulunur.
Aşağıda ayrıt uzunlukları toplamı 8 santimetre olan bir küp verilmiştir. Bu küpün bir ayrıtının santimetre cinsinden uzunluğunun -4. kuvvetinin değerini bulunuz.
İçindekiler
- Problem Tanımı
- Küpün Temel Özellikleri
- Ayrıt Uzunluğunun Hesaplanması
- Negatif Kuvvet Kavramı
- Adım Adım Hesaplama
- Özet Tablosu
- Sonuç
1. Problem Tanımı
Elimizde bir küpe ait ayrıt uzunlukları toplamı 8\, cm olarak verilmiştir. Bir küpün eşit uzunlukta 12 ayrıtı vardır.
Soru: Bir ayrıtın uzunluğu bulunduğunda bu uzunluğun $-4$’üncü kuvvetinin değeri nedir?
2. Küpün Temel Özellikleri
Küp geometrik cisim özellikleri:
- Ayrıt sayısı: 12
- Tüm ayrıt uzunlukları eşit: Bir tek a değeri
- Ayrıt uzunlukları toplamı: 12\,a
Bu bilgiler ışığında 12\,a = 8\, cm olmalıdır.
3. Ayrıt Uzunluğunun Hesaplanması
- Toplam eşitlik:
12 \, a = 8 - Ayrıt uzunluğu a için:
a = \frac{8}{12} = \frac{2}{3}\,\text{cm}
Sonuç: Küpün bir ayrıt uzunluğu \dfrac{2}{3} cm’dir.
4. Negatif Kuvvet Kavramı
Matematikte bir sayının negatif kuvveti şu anlama gelir:
- x^{-n} = \dfrac{1}{x^{n}}
- Örnek: 2^{-3} = \dfrac{1}{2^3} = \dfrac{1}{8}
Bu nedenle elimizdeki a^{-4} ifadesini hesaplamak için:
a^{-4} = \bigl(\tfrac{2}{3}\bigr)^{-4} = \bigl(\tfrac{3}{2}\bigr)^{4}
5. Adım Adım Hesaplama
-
Ayrıt uzunluğunu bulduk:
a = \frac{2}{3} -
Negatif dördüncü kuvvet formülü:
a^{-4} = \frac{1}{a^4} -
a^4 hesaplaması:
\Bigl(\tfrac{2}{3}\Bigr)^4 = \frac{2^4}{3^4} = \frac{16}{81} -
Tersini alarak negatif kuvveti elde etme:
a^{-4} = \frac{1}{\frac{16}{81}} = \frac{81}{16}
Sonuç:
\bigl(\tfrac{2}{3}\bigr)^{-4} = \frac{81}{16}
6. Özet Tablosu
| Adım | İşlem | Sonuç |
|---|---|---|
| 1. Toplam eşitlik | 12\,a = 8 | – |
| 2. Ayrıt uzunluğu | a = \dfrac{8}{12} = \dfrac{2}{3} | a = \tfrac{2}{3} |
| 3. Pozitif kuvvet | \bigl(\tfrac{2}{3}\bigr)^4 = \dfrac{16}{81} | – |
| 4. Negatif kuvvet | \bigl(\tfrac{2}{3}\bigr)^{-4} = \dfrac{81}{16} | =\dfrac{81}{16} |
7. Sonuç
Küpün bir ayrıt uzunluğunun $-4$’üncü kuvveti
\displaystyle \boxed{\frac{81}{16}}
Her adımda hem küpün geometrik özelliğini hem de negatif kuvvet kavramını kullandık. Böylece kolayca \tfrac{81}{16} sonucuna ulaştık.
