Buna göre, f fonksiyonunun değer kümesinden rastgele seçilen bir elemanın görüntü kümesinde olma olasılığı kaçtır?
Cevap:
1. Adım: Fonksiyonun Tanımı ve Verilenler
- Fonksiyon:f(x) = x^2 - 4x + 1
- Tanım Kümesi (Domain): [-7, 3]
- Verilen Kodomin (Değer Kümesi): [-81, 162]
- Aranan: Bu kodominden rastgele seçilen bir sayının gerçek görüntü kümesine (range) ait olma olasılığı.
2. Fonksiyonun En Küçük ve En Büyük Değerlerini Bulma
Bu fonksiyon, a=1 > 0 olduğundan yukarı doğru açılan bir paraboldur. Minimum değer tepe noktasında, maksimum değer ise uç noktalarda (tanım kümesinin uçlarında) ortaya çıkar.
-
Tepe Noktası (Minimum Değer)
- Tepe noktasının x değeri, -\frac{b}{2a} formülüyle bulunur.
Burada a = 1 ve b = -4 olduğundan:x_{\text{tepe}} = -\frac{-4}{2 \cdot 1} = \frac{4}{2} = 2 - Tepe noktasındaki fonksiyon değeri:f(2) = 2^2 - 4 \cdot 2 + 1 = 4 - 8 + 1 = -3
- Dolayısıyla minimum değer = -3.
- Tepe noktasının x değeri, -\frac{b}{2a} formülüyle bulunur.
-
Uç Noktaları Kontrol Etme
- x = -7 içinf(-7) = (-7)^2 - 4(-7) + 1 = 49 + 28 + 1 = 78
- x = 3 içinf(3) = 3^2 - 4 \cdot 3 + 1 = 9 - 12 + 1 = -2
- Bu değerlere bakıldığında, fonksiyonun maksimum değeri = 78 (çünkü 78, -2’den büyüktür).
- x = -7 için
3. Fonksiyonun Gerçek Görüntü Kümesi (Range)
- Minimum değer: -3
- Maksimum değer: 78
- Dolayısıyla gerçek görüntü kümesi:
$$\text{Range} = [-3, , 78]$$
4. Olasılık Hesabı
- Kodomin (değer kümesi): [-81, 162]
- Kodomin uzunluğu:
$$162 - (-81) = 162 + 81 = 243$$ - Gerçek görüntü kümesi uzunluğu:
$$78 - (-3) = 78 + 3 = 81$$ - İstenen olasılık, görüntü kümesinden seçilen bir sayının (kodomin içinden seçildiğinde) gerçekten fonksiyonun görüntü kümesine düşme olasılığıdır:\frac{\text{Görüntü Kümesi Uzunluğu}}{\text{Kodomin Uzunluğu}} = \frac{81}{243} = \frac{1}{3}.
5. Özet Tablo
Aşama | İşlem / Sonuç |
---|---|
Tanım Kümesi | [-7, 3] |
Kodomin (Verilen Değer Kümesi) | [-81, 162] |
Minimum Değer (Tepe Noktası) | f(2) = -3 |
Maksimum Değer (Uç Noktalarda) | f(-7) = 78 |
Gerçek Görüntü Kümesi | [-3, 78] |
Kodomin Uzunluğu | 162 - (-81) = 243 |
Görüntü Kümesi Uzunluğu | 78 - (-3) = 81 |
Olasılık | 81 / 243 = 1/3 |
6. Kısa Özet
Fonksiyon f(x) = x^2 - 4x + 1 çoklukla bir paraboldür ve tanım kümesi [-7,3] olduğunda görüntü kümesi [-3,78] aralığıdır. Kodomin ise [-81,162] olarak verilmiştir. Kodomin içinden rastgele seçilen bir sayının fonksiyonun gerçek görüntü kümesinde olma olasılığı, bu iki aralığın uzunluklarının oranı olan 81/243 = 1/3 olarak bulunur.