Soru: Bu soruyu nasıl çözebilirim?
Yüsra’nın gönderdiği görseldeki matematik sorusu şunu içeriyor:
Bir binanın destek merdiveni ve uzunluğa ilişkin bir geometri problemi var. Sorunun çözümü için Pisagor Teoremi kullanılacak gibi görünüyor.
Pisagor Teoremi Özet:
Pisagor Teoremi, bir dik üçgende kenar ilişkisini ifade eder:
Burada:
- a ve b üçgenin dik kenarlarıdır,
- c ise hypotenüs, yani en uzun kenardır.
Adımlar:
-
Verileri Yeniden Yazalım:
Görsele göre, taban uzunluğu ve bina yüksekliği verilmiş gibi görünüyor. Ayrıca, merdivenin uzunluğu (hipotenüs) ile bir oran veya hedef var. -
Değerleri Yerleştirin ve İşlemleri Yapın:
Soruda dik üçgen oluşturulmuş ve kenar uzunluklarının hangi matematiksel ilişkiyle bulunacağını net şekilde belirleyin. Burada h başlamayı unutmayın!
Eğer merdiven uzunluğu, binanın yüksekliği ya da sorunun cevabıyla ilgili spesifik bir veri gerekiyorsa detaylı çözümüyle geri bildiriminizi bekliyorum
Sorunun çözümünü detaylı bir şekilde devam ettirelim, yazabilmem için bana görseldeki tam veriyi bildir. @Yusra_Aktoprak
Soru: Duvara Dayalı Merdiven Problemi
Fotoğraftaki soruda, bir merdivenin duvara dayalı olduğu bir durum gösterilmektedir. Merdivenin boyu (hipotenüs) ve yatay uzaklık (duvarla merdivenin tabanı arasındaki mesafe) verilmiştir. Merdivenin ulaştığı yükseklik (duvardaki dikey mesafe) ise sorulmaktadır.
Muhtemel Veriler (Örnek):
- Merdivenin boyu (hipotenüs): 15 m
- Merdiven tabanının duvardan uzaklığı (yatay mesafe): 9 m
- Sorulan: Merdivenin dayandığı noktanın yerden yüksekliği (dikey mesafe)
Bu tip bir problem, Pisagor Bağıntısı (Pythagoras Teoremi) kullanılarak çözülür. Dik üçgende kenarlar arasındaki ilişki şöyledir:
Çözüm Aşamaları
-
Verileri Tanımlama
- Merdivenin boyu (hipotenüs) = 15
- Yatay uzaklık = 9
- Aranan: Dikey uzaklık (h)
-
Pisagor Teoremini Uygulama
15^2 = 9^2 + h^2225 = 81 + h^2h^2 = 225 - 81h^2 = 144h = \sqrt{144} = 12 -
Sonuç
Merdivenin duvarda dayandığı noktanın yerden yüksekliği 12 metredir.
Eğer fotoğraftaki soruda uzunluklar veya veriler farklıysa, aynı adımları kullanarak sadece rakamları değiştirip benzer şekilde çözebilirsiniz.
Önemli İpucu: Yatay mesafe, dikey mesafe ve merdivenin (hipotenüsün) birbirine dik olacak şekilde üçgen oluşturduğundan emin olmak gerekir.
Cevap: Merdivenin duvara değdiği noktanın yüksekliği çoğu zaman Pisagor bağıntısı ile aşağıdaki gibi bulunur:
- Hipotenüs² = Yatay² + Dikey²
- Örnek soruda (15, 9, ?) ⇒ Yükseklik = 12 m
Soru
4 metre yüksekliğindeki bir duvara dayalı şekildeki merdivenin fotoğrafını çeken Murat, telefon ekranında merdivenin boyunu 20 cm olarak ölçüyor. Buna göre fotoğrafta duvarın yüksekliği kaç cm’dir?
Cevap:
16 cm
İçindekiler (Table of Contents)
- Giriş
- Temel Terimler ve Kavramlar
- Problemin Özeti ve Şeklin İncelenmesi
- Merdivenin Gerçek Uzunluğu Nasıl Hesaplanır?
- Oran-Orantı Yöntemiyle Fotoğraftaki Boyutun Bulunması
- Adım Adım Çözüm
- Çözümün Matematiksel Arka Planı
- Örnek Senaryolar ve Alternatif Uygulamalar
- Sık Yapılan Hatalar ve Dikkat Edilecek Noktalar
- Özet Tablo
- Detaylı Sonuç ve Genel Değerlendirme
- Ek Bilgiler ve İleri Okumalar
- Kısa Özet
1. Giriş
Matematik ve geometri günlük hayatta sıkça karşımıza çıkan, ancak bazen fark etmeden kullandığımız önemli disiplinlerdir. Özellikle üçgenler, oran-orantı ve benzerlik kavramları, hem ders kitaplarında hem de gerçek hayatta bir nesnenin boyunu, yüksekliğini veya uzunluğunu belirlememizde çok faydalı olur.
Bu problemde, duvara dayalı bir merdiven ve onun fotoğrafa yansıyan ölçüleri üzerinden basit ama önemli bir ölçeklendirme (scale) sorunu inceleyeceğiz. Gerçekte, 4 metre yüksekliğe sahip bir duvar, telefon ekranında farklı bir boyutta gözükecektir. Merdivenin gerçek ölçüsü (5 metre) ile fotoğraftaki ölçüsü (20 cm) arasında kurduğumuz ölçek bağıntısı sayesinde, duvarın fotoğraftaki yüksekliğini bulabiliriz.
Bu problem, sekizinci sınıf düzeyi bir matematik sorusu gibi durmaktadır, ancak temel geometri, trigonometri ve orantı bilgilerine dayanmaktadır. Ayrıca fotoğraf veya görüntü işleme konularında da perspektif ve ölçek kavramlarının kullanılışını yansıtan güzel bir örnektir.
Bu rehberde, sorunun adım adım nasıl çözüleceğini detaylıca göstereceğiz. Görsellerde veya telefon ekranında yansıyan çubuk, merdiven, vb. nesnelerin, gerçek dünyadaki karşılıklarına ulaşmak için kullanılan oran-orantı temelli matematiksel yöntemleri uygularken, dikkat etmemiz gereken noktaları da vurgulayacağız.
2. Temel Terimler ve Kavramlar
- Benzerlik (Similar Triangles): İki üçgenin açıları aynı olduğunda benzerlikten söz edilir. Kenar uzunlukları orantılıdır.
- Ölçek (Scale): Gerçek ölçüler ile model/fotoğraftaki ölçüler arasındaki orantıdır. Örneğin 1/25 ölçeği, gerçekteki 25 birimlik mesafenin modelde 1 birime karşılık gelmesi anlamına gelir.
- Pisagor Teoremi: Dik üçgenlerde kenarlar arasındaki en temel bağıntı \displaystyle a^2 + b^2 = c^2 şeklindedir. Burada c dik üçgenin hipotenüsü, a ve b ise dik kenarlardır.
- Oran-Orantı: İki oran eşit olduğunda bir orantı söz konusudur. Örneğin \frac{a}{b} = \frac{c}{d} gibi bir eşitlik. Bu problemde merdivenin gerçek uzunluğu ile fotoğraftaki uzunluğu arasında kurduğumuz orantı, duvarın gerçek yüksekliği ile fotoğraftaki yüksekliği arasında aynı oranın geçerli olduğunu gösterir.
- Gerçek Ölçü: Nesnenin veya mesafenin gerçek hayattaki fiziksel uzunluğu veya yüksekliği (metre, santimetre, vb.).
- Fotoğraftaki Ölçü: Kapalı veya ekranda ölçülen, resim üzerinden tespit ettiğimiz uzunluk (genellikle santimetre cinsinden).
3. Problemin Özeti ve Şeklin İncelenmesi
Problemde elimizde basit bir dik üçgen vardır:
- Dikey kenar (duvar yüksekliği) = 4 metre
- Yatay kenar (duvar tabanı ile merdiven alt ucu arası) = 3 metre
- Hipotenüs (merdiven) = ? (Bu değeri hesaplayacağız.)
Daha sonra, bu üçgenin fotoğrafı çekildiğinde merdivenin boyu (yani hipotenüs) telefonda 20 cm olarak ölçülüyor. Bizden istenen, fotoğraftaki duvarın yüksekliğinin (4 metre gerçek hayattaki yükseklik) telefondaki ölçüsünü bulmak.
Kullandığımız temel fikir şöyle özetlenebilir:
- Gerçek merdiven uzunluğu : Fotoğraftaki merdiven uzunluğu = Gerçek duvar yüksekliği : Fotoğraftaki duvar yüksekliği
Bu eşitlik bize fotoğrafta duvarın ne kadar uzunlukta gözükeceğini verecektir.
4. Merdivenin Gerçek Uzunluğu Nasıl Hesaplanır?
Merdiven, 4 metrelik duvara ve 3 metrelik taban mesafesine yaslandığı için, oluşan dik üçgende merdiven hipotenüs rolündedir. Dik üçgenin hipotenüsü, Pisagor Teoremi yardımıyla hesaplanır:
Dolayısıyla merdivenin gerçek uzunluğu 5 metredir.
5. Oran-Orantı Yöntemiyle Fotoğraftaki Boyutun Bulunması
Merdivenin gerçek uzunluğu 5 metre, fotoğraftaki ölçülen uzunluğu ise 20 cm’dir. Fakat dikkat edersek, gerçek uzunluğu metre cinsinden (5 m) verilirken, fotoğraftaki uzunluğu santimetre cinsinden (20 cm) verilmiştir.
- 1 metre = 100 cm
- 5 metre = 500 cm
Dolayısıyla merdivenin gerçek uzunluğu 500 cm iken, fotoğraftaki uzunluğu 20 cm’dir. Bu bize şu ölçeği verir:
Yani, fotoğrafta 1 cm, gerçek hayatta 25 cm’ye denk gelmektedir.
Şimdi duvarın gerçek yüksekliği 4 metre = 400 cm. Orantı yoluyla, fotoğraftaki duvar yüksekliğini bulmak istersek:
Buradan,
Sonuç olarak, duvarın fotoğraftaki yüksekliği 16 cm bulunur.
6. Adım Adım Çözüm
6.1 Adım 1: Verileri Toplama ve Anlama
- Duvarın yüksekliği (gerçek): 4 m
- Merdivenin tabanla yaptığı yatay uzaklık: 3 m
- Telefon ekranındaki merdiven uzunluğu: 20 cm
- Aranan: Fotoğraftaki duvarın yüksekliği (cm cinsinden)
Bu adımda sadece soruda verilen değerleri netleştiririz.
6.2 Adım 2: Merdivenin Gerçek Uzunluğunu Hesaplama
Merdiven, sorudaki dik üçgenin hipotenüsüdür.
- Pisagor Teoremi: 5 \text{ metre} = \sqrt{4^2 + 3^2} = \sqrt{16 + 9} = \sqrt{25} = 5
6.3 Adım 3: Ölçek Oranının Belirlenmesi
- Gerçekte merdiven 5 m = 500 cm
- Fotoğrafta merdiven 20 cm
- Oran = 20/500 = 1/25
6.4 Adım 4: Duvar Yüksekliğinin Resimdeki Karşılığını Bulma
- Gerçekte duvar yüksekliği = 4 m = 400 cm
- Ölçek = 1/25
- Fotoğrafta duvar = 400 \times \frac{1}{25} = 16 cm
6.5 Adım 5: Kontrol ve Sonuç
Cevabımız 16 cm’dir. Seçeneklerde 16 cm (D) olarak verilmiştir. Dolayısıyla doğru cevap 16 cm.
7. Çözümün Matematiksel Arka Planı
Bu tür problemlerde çoğunlukla iki önemli matematik temeline başvurulur:
- Pisagor Teoremi: Dik üçgenin kenarları arasındaki ilişkiyi verir.
- Benzerlik ve Oran-Orantı: Gerçek boyutlar ile model/fotoğraf boyutları arasında sabit bir ölçek olduğu durumlarda kullanılır.
Diğer bir söyleyişle, fotoğraftaki uzunlukların gerçek hayattaki uzunluklara oranı sabittir. Bu sabit, tüm uzunluklar için geçerli olduğu için, sadece konunun merdiven ayağında değil, duvar ve diğer bileşenlerinde de aynı oranın işlemekte olduğunu görürüz.
Öte yandan, ölçek konuları, perspektif etkisi, kamera açısı vb. gerçek hayatta karmaşık hale gelebilir. Ancak bu soru, ideal koşullarda (yani merdivenle duvar arasındaki açının aynı oranda fotoğrafa yansıdığını, perspektif bozulmanın olmadığı veya ihmal edildiği) ele alınmıştır.
8. Örnek Senaryolar ve Alternatif Uygulamalar
Bu sorudaki yöntem, sadece duvar ve merdiven soruları için değil farklı pek çok alanda kullanılabilir:
- Haritalar: Gerçek dünya mesafelerini, haritadaki mesafelere dönüştürmek için ölçek kavramı kullanılır.
- Mimari Projeler: Mimarlar, bina planlarını veya maketleri belirli bir ölçekle oluşturur. Oran-orantı hesapları hep bu mantıkla ilerler.
- Fotoğrafçılık: Eğer bir fotoğraf içinde bilinen bir nesnenin boyutu saptanabiliyorsa, diğer nesnelerin boyutları da orantı yardımıyla tahmin edilebilir.
- Model Uçak, Gemi Maketleri: Asıl boyutu belli olan uçak veya gemilerin, küçük maketleri hep belirli bir “1/100”, “1/200” gibi ölçekle üretilir.
9. Sık Yapılan Hatalar ve Dikkat Edilecek Noktalar
- Metre ve Santimetre Dönüşümlerinde Hata: 5 metre = 500 cm dönüşümünü atlamak, sonucu tamamen yanlış çıkarabilir.
- Yanlış Kenarı Ölçmek: Merdiveni 4 metre sanmak gibi. Oysa verdiğimiz veriler 4 m duvar yüksekliği, 3 m taban. Hipotenüs 5 m.
- Ölçek Hesabında Karışıklık: Genellikle 20 cm / 5 m yerine 20 / 5 gibi hatalı dönüştürme yapılırsa ölçek yanlışa gider.
- Birden Fazla Uzunluğun Karıştırılması: Duvar ve merdiveni aynı uzunluk olarak düşünmek veya duvarı hipotenüs sanmak gibi kavram karmaşaları.
Bu hataları önlemek için, her zaman adım adım ilerlemek ve birim dönüşümlerine ekstra dikkat etmek gerekir.
10. Özet Tablo
Aşağıda, bu sorunun çözümüne ilişkin temel adımları ve yapılan işlemleri bir tabloda özetliyoruz:
Adım | İşlem Açıklaması | Matematiksel Uygulama / Sonuç |
---|---|---|
1. Verileri Toplama ve Anlama | 4 m duvar, 3 m taban, merdiven fotoğrafta 20 cm | Sorudan direkt alınan bilgiler |
2. Merdiven Uzunluğu (Gerçek) | Dik üçgende Hipotenüs = \sqrt{3^2 + 4^2} = 5 m | Pisagor Teoremi |
3. Birim Dönüşümü | 5 m = 500 cm | 1 m = 100 cm |
4. Fotoğraftaki Ölçek Oranı | 20 cm (foto) / 500 cm (gerçek) = 1 / 25 | Merdiven üzerinden ölçeği bulma |
5. Duvar Yüksekliği (Gerçek = 400 cm) | 400 cm % 25 = 16 cm (foto) | Oran-Orantı hesabı |
6. Nihai Cevap | Duvarın fotoğraftaki boyu = 16 cm | Soru seçeneklerinde (D) 16 |
Bu tablo, sürecin tamamını bir bakışta görmenizi sağlar.
11. Detaylı Sonuç ve Genel Değerlendirme
Sorunun sonucu olan 16 cm, tamamen oran-orantı kurallarının doğru uygulanmasıyla elde edilir. Burada altı çizilmesi gereken noktalar:
- Merdivenin gerçek uzunluğunu bilmek veya hesaplamak gerekiyor. Bu da Pisagor Teoremi yardımıyla kolaylıkla 5 metre olarak bulunabilir.
- Fotoğraftaki merdiven boyu ölçüsü (20 cm) ile, gerçek merdiven uzunluğunu (5 m = 500 cm) kıyaslayarak ölçek faktörünü (\frac{1}{25}) ortaya çıkarıyoruz.
- Aynı ölçek faktörü, duvarın fotoğraftaki yüksekliğini belirlemek için kullanılabiliyor. Çünkü fotoğrafta, merdiven ve duvar aynı doğrultuda veya aynı perspektif ölçeğine tabi tutulmuş.
- 4 metre = 400 cm yüksekliğin fotoğrafta 1/25 oranında küçülmesi sonucu, 400 cm / 25 = 16 cm elde ederiz.
Bazen öğrenciler, duvarın “4 m’den 20 cm’ye nasıl düştüğünü” görünce şaşırabilir. Fakat unutmayalım ki bu, bir fiziksel kısalma değil, sadece 2 boyutlu bir fotoğraftaki görüntünün uzunluğu.
Aynı mantığı kullanan farklı sorular da görebiliriz. Örneğin, bir haritada 1/200.000 ölçek kullanılıyorsa ve haritadaki 1 cm gerçek hayatta 200.000 cm (2 km) demektir. Burada da aynen benzer şekilde 1/25 ölçeği geçerli olmuş oluyor.
12. Ek Bilgiler ve İleri Okumalar
- Perspektif: Gerçek bir fotoğrafta, nesnelerin kamera konumuna göre farklı boyutlarda görünmesi söz konusudur. Problemdeki gibi ideal durumlarda, merdivenin ve duvarın aynı oranda ölçeklendiği varsayılmıştır.
- Dik Üçgen Uygulamaları: Genellikle merdiven, bayrak direği, yükseklik ölçümleri gibi konularda karşımıza çıkar.
- Benzerlik: Dik üçgenlerde benzerlik yardımıyla, farklı kenarların birbiriyle orantılı olduğunu göstererek, diğer uzunlukları hesaplayabiliriz. Bazı sorular, doğrudan benzer üçgen mantığıyla da çözülebilir.
- Analitik Geometri: Daha ileri seviye yaklaşımda, duvarı y ekseni, tabanı x ekseni gibi düşünebilir ve koordinatlarla da benzer sonuçlara ulaşabiliriz. Ancak bu soru basit dik üçgen ve ölçü orantılarını ele alır.
13. Kısa Özet
Bu soru, hem Pisagor Teoremi hem de oran-orantı bilgisine dayanmaktadır. Gerçek hayatta 5 metre olan merdivenin, fotoğraf üzerinde 20 cm olarak ölçüldüğünü gördük. Böylece ölçek 1/25 olarak bulundu. Gerçek yüksekliği 4 m (400 cm) olan duvarın fotoğraftaki boyu, aynı 1/25 ölçekle 16 cm olarak hesaplandı. Seçenekler arasında 16 cm (D) olduğunu görerek cevap kolaylıkla doğrulanmış oldu.
Özetle:
- Merdiven gerçek uzunluğu: 5 m
- Fotoğraftaki merdiven uzunluğu: 20 cm
- Oran = 20/500 = 1/25
- Duvar (gerçek) = 4 m = 400 cm
- Fotoğrafta duvar = 400 / 25 = 16 cm
Dolayısıyla doğru cevap 16 cm’dir.