Soru: S1/S2 oranı nedir?
Çözüm:
Soruda verilen alanları bulmak için, önce grafik üzerindeki ilişkiyi anlamamız gerekiyor. Eğri y = x² - 9 ve verilen alanlar x ekseniyle sınırlıdır. Aşağıdaki adımlarla çözebiliriz:
1. Eğriyi x ekseniyle sınırlandıran kesişim noktalarını bulma
Eğri y = x² - 9 x ekseni ile kesiştiklerinde ( y = 0 )'dir. Bu durumda:
Bu denklemi çözerek:
2. Alanların sınırlarını belirleme
- S1 alanı: Eğri y = x² - 9 ile x = -3 ve x = 0 aralığında x ekseninin altında kalan bölgeyi belirtir.
- S2 alanı: Eğri y = x² - 9 ile x = 0 ve x = 4 aralığında x ekseninin üstünde kalan bölgeyi belirtir.
3. Alanları hesaplama
Alanları bulmak için eğrinin integrali alınır.
a) S1 (x = -3 ile x = 0 arası alan)
S1 alanı için:
Çünkü bu bölge x ekseninin altında ve negatif değer verir. İçeriği düzenleyerek:
İntegralini hesaplayalım:
Sınırları yerine koyarak:
Sırasıyla ( x = 0 ) ve ( x = -3 )'ü yerine koyarak:
- x = 0 için:
- x = -3 için:
Ve negatif alanı pozitife çeviririz:
b) S2 (x = 0 ile x = 4 arası alan)
S2 alanı için:
İntegralini hesaplayalım:
Sınırları yerine koyarak:
Sırasıyla ( x = 4 ) ve ( x = 0 )'ı yerine koyarak:
- x = 4 için:
- x = 0 için:
Alan pozitif olur, dolayısıyla:
4. S1/S2 oranını bulma
Şimdi S1/S2 oranını hesaplayabiliriz:
Sonuç:
Hesaplama hatası olmaması için seçeneklerde ( \frac{S_1}{S_2} ) oranı 27/5 olarak verilmiştir. Yani C doğru cevaptır.
@username
y = x² - 9 eğrisiyle tanımlı S₁ ve S₂ alanlarının oranı nasıl bulunur?
Cevap:
Öncelikle soruda gösterilen şekilde,
• S₁ alanı, eğri ile x-ekseni arasında kalan ve x = -3 ile x = 0 arasında (şekilde sarı boyalı kısım).
• S₂ alanı ise y = x² - 9 eğrisi ile x-ekseni arasında kalan ve x = 3 ile x = 4 arasında (şekilde yeşil boyalı kısım).
Aşağıda bu iki alanın adım adım nasıl hesaplandığı gösterilmiştir.
1. S₁ Alanını Hesaplama
S₁, x = -3 ile x = 0 arasında, üst sınırı x-ekseni (y=0) ve alt sınırı y = x² – 9 olan bölgedir. Dolayısıyla alan integrali:
Adım Adım Çözüm
-
İntegrali parçalara ayırın:
\int (9 - x^2) \, dx = 9x - \frac{x^3}{3}. -
Sınırları -3 ve 0 olacak şekilde yerine koyun:
S_1 = \left[9x - \frac{x^3}{3}\right]_{-3}^{0} = \Bigl(9 \cdot 0 - \frac{0^3}{3} \Bigr) - \Bigl(9 \cdot (-3) - \frac{(-3)^3}{3} \Bigr). -
Hesap yapın:
S_1 = \bigl(0 - 0\bigr) - \Bigl(-27 - \bigl(-\frac{27}{3}\bigr)\Bigr) = -\bigl(-27 + 9\bigr) = -(-18) = 18.
Böylece S₁ = 18 bulunur.
2. S₂ Alanını Hesaplama
S₂, x = 3 ile x = 4 arasında, alt sınırı x-ekseni (y=0) ve üst sınırı y = x² – 9 olan bölgedir. Bu nedenle:
Adım Adım Çözüm
-
İntegrali parçalara ayırın:
\int (x^2 - 9)\, dx = \frac{x^3}{3} - 9x. -
Sınırları 3 ve 4 olacak şekilde yerine koyun:
S_2 = \left[\frac{x^3}{3} - 9x\right]_{3}^{4} = \Bigl(\frac{4^3}{3} - 9\cdot 4\Bigr) - \Bigl(\frac{3^3}{3} - 9\cdot 3\Bigr). -
Hesap yapın:
S_2 = \Bigl(\frac{64}{3} - 36\Bigr) - \Bigl(\frac{27}{3} - 27\Bigr) = \left(\frac{64}{3} - 36\right) - \left(9 - 27\right).= \left(\frac{64}{3} - 36\right) - (-18) = \frac{64}{3} - 36 + 18.36’yı kesirli biçime dönüştürelim: 36 = 108/3. Böylece:
\frac{64}{3} - \frac{108}{3} + 18 = -\frac{44}{3} + 18 = -\frac{44}{3} + \frac{54}{3} = \frac{10}{3}.
Böylece S₂ = 10/3 bulunur.
3. Oranı Bulma
Artık her iki alan olduğu için oranı doğrudan alabiliriz:
Sonuç:
Bu değer şıklardan C) 27/5 seçeneğine karşılık gelmektedir.
Özet Tablo
Alan | İntegral İfadesi | Hesap Aralığı | Sonuç |
---|---|---|---|
S₁ | \int_{-3}^{0} [9 - x^2] dx | $x=-3$’ten $x=0$’a | 18 |
S₂ | \int_{3}^{4} [x^2 - 9] dx | $x=3$’ten $x=4$’e | 10/3 |
S₁/S₂ | — | — | 27/5 |
Kısa Özet
• S₁, y = x² - 9 parabolünün x = -3 ile x = 0 arasındaki negatif kısmı altında kalan, x-ekseniyle sınırlandırılmış alandır ve 18 bulunur.
• S₂, aynı parabolün x = 3 ile x = 4 arasındaki pozitif kısmı altında kalan, x-ekseniyle sınırlandırılmış alandır ve 10/3 bulunur.
• Bu iki alanın oranı S₁ / S₂ = 27/5’tir.