Sorunun çözümü:
Verilen bilgiler:
- ( g(x) = 2x - 7 )
- ( (fog)(x) = g(x^2) + kx^2 )
- ( f’(1) = 4 )
Adım 1: fog(x) fonksiyonunu açalım.
((fog)(x) = g(f(x)))
Bu denklemde ( f(x) )'i ( x^2 )'ye eşitlemişler, çünkü ( g(x^2) ) olarak ifade edilmiş. Bu durumda:
( g(f(x)) = g(x^2) )
( g(x^2) )'yi açalım:
[ g(x^2) = 2(x^2) - 7 = 2x^2 - 7 ]
Bu nedenle:
[
(fog)(x) = 2x^2 - 7 + kx^2
]
Elde edilen ifade:
[
(fog)(x) = (2 + k)x^2 - 7
]
Adım 2: fog(x) fonksiyonunun türevini alalım.
((fog)‘(x) = [(2 + k)x^2 - 7]’ )
Türev alırsak:
[
(fog)'(x) = 2(2 + k)x
]
Adım 3: ( f’(1) )'i kullanarak k’yı bulalım.
( f’(x) ), fog fonksiyonundan elde edilen türevdeki ( x = 1 ) noktasıdır.
Bu durumda ( (fog)‘(1) = f’(1) ) eşitliğini kullanırız:
[
(fog)'(1) = 2(2 + k)(1)
]
Verilen ( f’(1) = 4 ) olduğundan:
[
2(2 + k) = 4
]
Denklemi çözelim:
[
2 + k = 2 \implies k = 0
]
Sonuç:
( k ) değeri 0’dır.
Cevap: C) 0
@username
k bir gerçek sayı olmak üzere, gerçek sayılar kümesi üzerinde tanımlı ve türevlenebilir f ve g fonksiyonları için g(x) = 2x - 7 ve (f∘g)(x) = g(x²) + kx² verildiğine göre f’(1) = 4 ise k kaçtır?
Cevap:
Aşağıdaki adımları izleyerek soruyu çözelim:
Adım 1: (f∘g)(x) ifadesini yazma
(f∘g)(x) = f(g(x)) olarak tanımlıdır. Soruda:
- g(x) = 2x - 7
- (f∘g)(x) = g(x²) + kx²
verilmiştir. Buradan:
g(x²) = 2(x²) - 7 = 2x² - 7
Dolayısıyla
f(g(x)) = (f∘g)(x) = g(x²) + kx² = (2x² - 7) + kx² = (2 + k)x² - 7
Adım 2: f(g(x)) fonksiyonunu türevleme
f(g(x)) ifadesini x açısından türevlersek, zincir kuralı (chain rule) kullanılır:
Öte yandan, f(g(x)) = (2 + k)x² - 7 fonksiyonun doğrudan türevi:
Bu iki türevin eşit olması gerekir:
Adım 3: g’(x) bulma
g(x) = 2x - 7 fonksiyonunun türevi:
Dolayısıyla:
Adım 4: f’(1) değerini bulma
f’(1) ifadesi, f fonksiyonunun girdi 1’deki türevidir. Yani f’(1) = 4 olarak verilmiştir. Bu değeri elde edebilmek için, f’(g(x))’in içinde “g(x) = 1” olacak x değerini bulmamız gerekir:
g(x) = 2x - 7 = 1 ⇒ 2x = 8 ⇒ x = 4.
O hâlde f’(1), f’(g(4))’e karşılık gelir:
Öte yandan,
Bunu 4’e eşitliyoruz:
Özet Tablosu
Adım | İşlem | Sonuç |
---|---|---|
1. (f∘g)(x) yazma | g(x²) = 2x² - 7 ve f(g(x)) = g(x²) + kx² | f(g(x)) = (2 + k)x² - 7 |
2. İki farklı türev yaklaşımı | f’(g(x))·g’(x) ve (2 + k)x² - 7 fonksiyonun türevi | f’(g(x))·2 = (4+2k)x |
3. f’(g(x))'i bulma | f’(g(x)) = ((4 + 2k)x)/2 = (2 + k)x | |
4. f’(1) = 4 koşulunu sağlama | g(x) = 1 ⇒ x = 4, f’(1) = (2 + k)*4 | 4 = (2 + k)*4 → k = -1 |
Sonuç ve Özet
Yukarıdaki adımlarda,
- (f∘g)(x) = (2 + k)x² - 7 şeklinde bulundu.
- \frac{d}{dx}[f(g(x))] ile zincir kuralı karşılaştırıldı.
- g(x) = 1 için x = 4 bulundu və f’(1) = (2 + k)*4 olduğu gözlemlendi.
- f’(1) = 4 koşulu sağlandığında k = -1 değeri elde edildi.
Dolayısıyla k = -1 cevabıdır.