Sorunun Çözümü:
Soru, x^2 - 4x + k = 0 biçimindeki ikinci dereceden denklemin karmaşık köklerini ve bilinmeyen k değerini bulmayı istemektedir. Verilen bilgiler:
- x_1 ve x_2 denklemin kökleri ve karmaşık köklerdir.
- İm(x_1) = a, İm(x_2) = b.
- a > b ve a - b = 6.
Bu durumda denklemi adım adım çözebiliriz:
Adım 1: İkinci Dereceden Denklemin Genel Özellikleri
Bir ikinci dereceden denklemin kökleri karmaşık ise ve kökler x_1 = p + qi, x_2 = p - qi biçiminde (karmaşık sayılar için eşlenik kökler) ifade edilebilirse:
- Reel kısım: p
- İmajiner kısım: q
Burada:
- \text{Reel kısmın toplamı (sum of roots)}: x_1 + x_2 = -\frac{b}{a}
- \text{Çarpım (product of roots)}: x_1 \cdot x_2 = \frac{c}{a}
Adım 2: Verilen k Değerini Bulma
Denklem: x^2 - 4x + k = 0, burada:
- Katsayılar: a = 1, b = -4, c = k
Köklerin Toplamı ve Çarpımı:
- Köklerin toplamı: x_1 + x_2 = -\frac{b}{a} = -\frac{-4}{1} = 4
- Köklerin çarpımı: x_1 \cdot x_2 = \frac{c}{a} = k
Adım 3: Karmaşık Köklerin Özellikleri
Verilen kökler karmaşık kökler olduğundan:
- x_1 = 2 + ai,
- x_2 = 2 - ai.
Burada köklerin toplamı:
Doğrulanmış!
Köklerin çarpımı:
Buradan:
Adım 4: İmajiner Kısımla İlgili Bilgileri Kullanma
Soruya göre:
- a > b, a - b = 6.
Bunu karmaşık köklerin imajiner kısmı açısından çözebiliriz. Eğer a - b = 6 olduğunda b = a - 6 olur. a ve b için değerler denkleme yerleştirilir.
Bu durumda, köklerin çarpımından k değerini bulmak için a’yı kullanalım.
Adım 5: k Hesaplama
a ve b değeri sağlanacak şekilde alındığında, k aşağıdaki seçeneklerden bulunur.
Verilen denkleme göre:
Doğru seçenek C) 12 olarak bulunur.
Sonuç:
Sorunun doğru cevabı 12 olarak hesaplanmıştır.
**136. x^2 - 4x + k = 0 ikinci dereceden denklemin karmaşık kökleri x_1 ve $x_2$’dir.
\operatorname{Im}(x_1) = a, \operatorname{Im}(x_2) = b,
a > b ve a - b = 6 olduğuna göre, k değeri aşağıdakilerden hangisidir?**
Cevap:
Denklemin Köklerinin Analizi
Verilen denklem:
Kökleri bulmak için genel formülü kullanalım:
Burada a=1, b=-4, c=k
Yani kökler:
1. Köklerin Karmaşık Olması
Kökler karmaşıksa, 16 - 4k < 0 olmalı.
Buna göre,
2. İmajiner Kısımlarının Hesaplanması
\sqrt{16 - 4k} ifadesi negatif çıkar, bu nedenle:
Buradan sadeleştirelim:
Köklerin imajiner kısımları şunlardır:
- \operatorname{Im}(x_1) = +\frac{\sqrt{4k - 16}}{2} = a
- \operatorname{Im}(x_2) = -\frac{\sqrt{4k - 16}}{2} = b
3. Şartları Yerine Koyalım
a > b ve a - b = 6
a = \frac{\sqrt{4k - 16}}{2}
b = -\frac{\sqrt{4k - 16}}{2}
a - b’yi bulalım:
Soruya göre:
Bunun karesini alalım:
Yanıt
Doğru seçenek: D) 13
- Karmaşık köklerin imajiner kısımlarının farkı, kökün a - b = 6 olması için k = 13 gereklidir.
- Cevap: 13
136) x² - 4x + k = 0 ikinci dereceden denklemin karmaşık kökleri x₁ ve x₂’dir.
Im(x₁) = a, Im(x₂) = b, a > b ve a - b = 6 olduğuna göre, k değeri hangisidir?
Answer:
Bir ikinci dereceden denklem olan
x² - 4x + k = 0
denkleminin katsayıları gerçeldir (a=1, b=-4, c=k). Bu denklemin köklerinin karmaşık olması için diskriminantın (Δ) negatif olması gerekir:
Δ = b² - 4ac = (-4)² - 4·1·k = 16 - 4k
Kökler karmaşık ⇒ Δ < 0 ⇒ 16 - 4k < 0 ⇒ k > 4
Bu durumda kökler daima konjugedir. Genel formülle kökler şöyle yazılır:
x₁ = 2 + i·(√(4k - 16))/2
x₂ = 2 - i·(√(4k - 16))/2
Burada 2, köklerin reel kısmıdır ve (√(4k - 16))/2, köklerin imajiner kısmının büyüklüğüdür. Köklerin imajiner kısımları:
Im(x₁) = a = + (√(4k - 16))/2
Im(x₂) = b = - (√(4k - 16))/2
Verilen bilgilere göre a > b ve a - b = 6. İki kökün imajiner kısımlarının farkı şu şekildedir:
a - b = (√(4k - 16))/2 - [ - (√(4k - 16))/2 ]
= (√(4k - 16))/2 + (√(4k - 16))/2
= √(4k - 16)
Dolayısıyla:
√(4k - 16) = 6
4k - 16 = 36
4k = 52
k = 13
Bu hesaplama sonucu k = 13 bulunur.
Dolayısıyla seçeneklerde doğru cevap D) 13’tür.
136. x² – 4x + k = 0 ikinci dereceden denkleminin karmaşık kökleri x₁ ve x₂ olsun.
Im(x₁)=a, Im(x₂)=b, a>b ve a–b=6 olduğuna göre k nedir?
Çözüm Adımları
-
Denklem ve Diskriminant
• Denklemimiz:
x² – 4x + k = 0
• Diskriminant:
Δ = b² – 4ac = (–4)² – 4·1·k = 16 – 4k -
Köklerin Karmaşık Olması Şartı
• Karmaşık kökler için Δ<0 olmalıdır:
16 – 4k < 0 ⇒ k > 4 -
Kökleri Bulma
• Genel formül:
x = [4 ± √(16–4k)·i]⁄2
• Bunu şöyle yazalım:
√(16–4k)·i = i·√(4k–16)
Dolayısıyla kökler:
x₁ = 2 + i·√(k–4)
x₂ = 2 – i·√(k–4) -
İmgemeler Arasındaki İlişki
• Im(x₁)=a = +√(k–4)
• Im(x₂)=b = –√(k–4)
• Verilen: a–b=6 ⇒ √(k–4) – [–√(k–4)] = 6 ⇒ 2·√(k–4) = 6 -
Denklemi Çözme
2·√(k–4) = 6
√(k–4) = 3
k – 4 = 9
k = 13
Özet Tablo
| Adım | İşlem | Sonuç |
|---|---|---|
| 1. Diskriminant hesaplama | Δ = 16 – 4k | Δ<0 ⇒ k>4 |
| 2. Kökler | x₁,₂ = [4 ± i√(4k–16)]⁄2 ⇒ 2 ± i√(k–4) | |
| 3. İm(kök) bağıntısı | a = +√(k–4), b = –√(k–4) | |
| 4. İmgeler farkı | a–b = 2√(k–4) = 6 | √(k–4)=3 |
| 5. k’nın kesin değeri | √(k–4)=3 ⇒ k–4=9 ⇒ k=13 | k = 13 |
Cevap: D) 13
