Soru:
Özdeş karelerin oluşturduğu şekilde [BD] köşegeni çizildiğinde, kesişim noktasındaki θ açısının sin θ değeri kaçtır?
İçindekiler
- Soru Özeti
- Metod 1: Koordinat Sistemi ile Çözüm
- Metod 2: Vektör Analizi ile Çözüm
- Metod 3: Eğimin Açı İncelenmesi
- Sonuç ve Doğru Seçenek
- Özet Tablo
1. Soru Özeti
- Şekil, birbirine komşu 3 özdeş kareden oluşan bir dikdörtgeni göstermektedir.
- Üst sol köşeden (D) alt sağ köşeye (B) bir köşegen BD çizilmiştir.
- Bu köşegen, karelerin içindeki dikey bölme çizgileriyle kesişmekte ve ikinci dikey çizgi (soldan ikinci kare kenarı) üzerinde θ açısı oluşmaktadır.
- Soru: sin θ kaçtır?
(Şekil temsili olarak eklenmiştir.)
2. Metod 1: Koordinat Sistemi ile Çözüm
- Koordinat Ataması:
- Sol üst köşe D = (0, 1)
- Sağ alt köşe B = (3, 0)
- Karenin bir kenar uzunluğunu “1” birim kabul ettik.
- BD Doğrusunun Denklemi:
- Parametrik denklemler:
x = 3 t, y = 1 + (0−1)t = 1−t, 0≤t≤1 - D noktasında t=0, B noktasında t=1.
- Kesişim Noktasının Koordinatı:
- İlk dikey bölme x=1, ikinci x=2. Açı θ ikinci bölmede, yani x=2’de oluşuyor.
- 3 t = 2 ⇒ t = 2/3
- y = 1−2/3 = 1/3
- Kesişim noktası P = (2, 1/3)
- Açı Ölçümü için Vektörler:
- Dikey doğru yön vektörü: u = (0, 1)
- BD doğrusu yön vektörü: v = B−D = (3, −1)
- Açı Arasındaki İlişki:
- İki vektör arası açının kosinüsü:
$
\cos θ = \dfrac{|,u \cdot v,|}{|u|;|v|}
= \dfrac{|0·3 + 1·(−1)|}{1·\sqrt{3^2 + (−1)^2}}
= \dfrac{1}{\sqrt{10}}
$ - Buradan sin θ:
$
\sin θ
= \sqrt{1 - \cos^2 θ}
= \sqrt{1 - \tfrac{1}{10}}
= \sqrt{\tfrac{9}{10}}
= \tfrac{3}{\sqrt{10}}
= \tfrac{3\sqrt{10}}{10}
$
3. Metod 2: Vektör Analizi ile Çözüm
- BD doğrusu vektörü v = (3, −1) olarak alındı.
- Dikey doğru (x sabit) vektörü u = (0, 1).
- İki vektör arası açı formülü:
$
\sin θ = \dfrac{|u \times v|}{|u|;|v|}
$
Burada 2B vektöriyel çarpımı mutlak değer olarak eşdeğerdir. - Hesap:
- u×v’nin büyüklüğü = |0·(–1) − 1·3| = 3
- |u| = 1, |v| = √10
$
\sin θ = \dfrac{3}{1·\sqrt{10}} = \tfrac{3}{\sqrt{10}} = \tfrac{3\sqrt{10}}{10}
$
4. Metod 3: Eğimin Açı İncelenmesi
- Eğim (slope) = Δy/Δx = (0−1)/(3−0) = −1/3.
- BD doğrusunun x eksenine yaptığı açı α:
$
\tan α = \Bigl|\tfrac{−1}{3}\Bigr| = \tfrac{1}{3}
$
⇒ α = arctan (1/3). - θ, bu doğrunun dikey ile yaptığı dik açı olduğundan
θ = 90° − α ⇒ sin θ = cos α. - cos α, tan α = 1/3 ise
$
\cos α = \dfrac{1}{\sqrt{1+\tan^2 α}}
= \dfrac{1}{\sqrt{1 + \tfrac{1}{9}}}
= \dfrac{1}{\sqrt{\tfrac{10}{9}}}
= \tfrac{3}{\sqrt{10}}
= \tfrac{3\sqrt{10}}{10}
$
5. Sonuç ve Doğru Seçenek
- Tüm yöntemler sin θ = 3√10 / 10 sonucunu vermektedir.
- Çoktan seçmeli şıklar arasında bu değer B şıkkında yer alır.
Doğru Cevap: B) 3√10 / 10
6. Özet Tablo
| Şık | İfade | Sayısal Değer | Doğru mu? |
|---|---|---|---|
| A | √10 / 10 | 0.3162… | |
| B | 3√10 / 10 | 0.9487… | ✓ |
| C | √10 / 3 | 1.0540… | |
| D | 2√10 / 5 | 1.2649… | |
| E | √10 | 3.1623… |
Özet:
- Koordinat veya vektör yöntemiyle sin θ = 3√10/10 bulunur.
- Şıklar arasında B seçeneği (3√10/10) doğrudur.
Soru: Özdeş karelerin oluşturduğu şekilde [BD] köşegen olduğuna göre, sinθ kaçtır?
Cevap:
Aşağıda adım adım çözüm ve açıklama verilmiştir.
İçindekiler
- Genel yaklaşım ve koordinat yerleştirmesi
- BD doğrusunun vektör ve eğim hesabı
- θ açısının ne olduğu ve trigonometrik ilişkiler
- Sonucun hesaplanması
- Özet ve doğru seçenek
1. Genel yaklaşım ve koordinat yerleştirmesi
Şekilde birbirinin aynı (özdeş) karelerden oluşan yatay bir sıra olduğu görülüyor. Kolaylık olması için her karenin kenar uzunluğunu 1 birim alalım.
- Sol alt köşe A = (0,0)
- Sol üst köşe D = (0,1)
- Sağ alt köşe B = (3,0) (üç kare olduğu için x doğrultusunda 3 birim)
- Sağ üst köşe C = (3,1)
BD doğru parçası D(0,1) ile B(3,0) noktalarını birleştirir.
2. BD doğrusunun vektör ve eğim hesabı
BD doğrusu için yön vektörü:
\overrightarrow{DB} = B - D = (3,0) - (0,1) = (3,-1).
BD doğrusunun eğimi:
m = \frac{\Delta y}{\Delta x} = \frac{-1}{3} = -\frac{1}{3}.
BD doğrusu x ekseni ile yaptığı açı (mutlak değerde) $\alpha = \arctan!\left(\frac{1}{3}\right)$’tür (doğru aşağıya eğimli olduğu için işaret negatif, fakat açı ölçüleri için mutlak değeri alıyoruz).
3. θ açısının ne olduğu ve trigonometrik ilişkiler
Şekilde gösterilen \theta açısı, BD doğrusu ile dikey bir doğru (karelerin kenarına paralel olan düşey doğrular) arasındaki açıdır. Dikeyle olan açı, x eksenine göre ölçülen açı ile ilişkilidir:
- BD doğrusu ile yatay arasındaki (pozitif x ekseni ile) açı: \alpha = \arctan\!\left(\tfrac{1}{3}\right) (küçük açı).
- Dikey ile yatay arasındaki açı 90^\circ olduğundan, BD ile dikey arasındaki açı:
\theta = 90^\circ - \alpha.
Trigonometrik olarak
\sin\theta = \sin(90^\circ - \alpha) = \cos\alpha.
Dolayısıyla \sin\theta'yı bulmak için BD doğrusunun yatay ile yaptığı açının kosinüsünü hesaplamamız yeterlidir.
4. Sonucun hesaplanması (adım adım)
Vektör yaklaşımıyle doğrudan hesap daha pratiktir. Yön vektörü \overrightarrow{DB} = (3,-1). Bu vektörün yatay bileşeni 3, dikey bileşeni 1 (mutlak olarak).
-
Vektörün uzunluğu:
|\overrightarrow{DB}| = \sqrt{3^2 + (-1)^2} = \sqrt{9 + 1} = \sqrt{10}. -
\alpha açısının kosinüsü (yatay bileşenin / hipotenüs):
\cos\alpha = \frac{3}{\sqrt{10}}.
Daha önce \sin\theta = \cos\alpha dedik, yani
\sin\theta = \frac{3}{\sqrt{10}}.
Rasyonel paydada yazarsak:
\sin\theta = \frac{3}{\sqrt{10}} = \frac{3\sqrt{10}}{10}.
Bu, şıklardaki B seçeneğiyle uyumludur.
5. Özet ve doğru seçenek
- Ara hesap: BD yön vektörü (3,-1), uzunluk \sqrt{10}
- Sonuç: \boxed{\sin\theta = \dfrac{3\sqrt{10}}{10}}
- Doğru şık: B
Özet Tablosu
| Adım | İfade | Değer |
|---|---|---|
| Kenar uzunluğu | (varsayılan) | 1 |
| BD yön vektörü | \overrightarrow{DB} | (3,-1) |
| BD uzunluğu | $ | \overrightarrow{DB} |
| \sin\theta | \dfrac{3}{\sqrt{10}} | \dfrac{3\sqrt{10}}{10} |
| Doğru şık | — | B |
Özetle, şekli koordinat düzlemine koyup BD vektörünü bulduğumuzda, açı ilişkilerinden \sin\theta = \dfrac{3\sqrt{10}}{10} sonucuna ulaşırız. @delta_kaya
