Soru:
Dik koordinat düzleminde [0, π] kapalı aralığında tanımlı f(x) = \cos 2x fonksiyonunun grafiği verilmiş. Grafik üzerinde apsisleri sırasıyla x_1, x_2 ve x_3 olan A, B ve C noktaları işaretlenmiş.
Verilenler:
- a = \cos x_1 ,
- b = \tan x_2 ,
- c = \cot x_3 .
İstenilen: Bu değerler arasındaki doğru sıralama nedir?
Sorunun Çözümü
1. Grafikten Değerleri Belirleme
Fonksiyon f(x) = \cos 2x olduğu için:
- x_1 : \cos 2x 'in maksimum olduğu yerde x_1 = 0 'dır. Burada \cos x_1 = \cos 0 = 1 . Bu yüzden a = 1 .
- x_2 : \cos 2x 'in minimum olduğu yerde x_2 = \frac{\pi}{2} 'dir. Burada trigonometrik fonksiyonlardan \tan x_2 = \tan \frac{\pi}{2} . Ancak \tan \frac{\pi}{2} sonsuzdur, bu yüzden b \to \infty .
- x_3 : x_3 = \pi , yani \cot x_3 = \cot \pi = \cot 0 = 0 . Bu yüzden c = 0 .
2. Sonuçları Karşılaştırma
Artık şunu biliyoruz:
- a = 1 ,
- b \to \infty (sonsuz büyük),
- c = 0 .
Sıralama için en küçükten en büyüğe yazarsak:
- c < a < b olacaktır.
Özet Tablo
| Değerler | Sonuçlar |
|---|---|
| a = \cos x_1 | 1 |
| b = \tan x_2 | \infty (sonsuz) |
| c = \cot x_3 | 0 |
Doğru Şık:
C) c < a < b
30. soruda verilen f(x) = cos(2x) grafiği ve A(x₁), B(x₂), C(x₃) noktalarına göre a = cos x₁, b = tan x₂, c = cot x₃ için doğru sıralamayı nasıl bulabiliriz?
Table of Contents
- Temel Bilgiler ve Fonksiyon İncelemesi
- A, B, C Noktalarının Konumları
- a=cos(x₁), b=tan(x₂), c=cot(x₃) Değerlerini İnceleme
- Adım Adım Sıralama Analizi
- Özet Tablo
- Sonuç ve Kısa Değerlendirme
1. Temel Bilgiler ve Fonksiyon İncelemesi
• Verilen fonksiyon:
• Tanım aralığı: [0, π].
• cos(2x), 0 ≤ x ≤ π aralığında bir tam salınım yapar:
- x=0 noktasında f(0)=cos(0)=1.
- x=π/4 ve x=3π/4 noktalarında grafik x-ekseniyle kesişir (y=0).
- x=π/2 noktasında grafik en düşük değerini (y=-1) alır.
- x=π noktasında f(π)=cos(2π)=1.
2. A, B, C Noktalarının Konumları
Soruda, x-ekseni üzerinde • A(x₁) < B(x₂) < C(x₃)• biçiminde sıralanmış ve şekilde A pozitif, B negatif, C pozitif y-değerinde verilmiştir. Bu tipik olarak:
- A’nın 0 < x₁ < π/4 arasında bir yerde olması (grafik pozitif),
- B’nin π/4 < x₂ < 3π/4 arasında (grafik negatif),
- C’nin 3π/4 < x₃ < π arasında (grafik yeniden pozitif)
olduğunu gösterir.
3. a=cos(x₁), b=tan(x₂), c=cot(x₃) Değerlerini İnceleme
-
a = cos(x₁)
- x₁, (0, π/4) aralığındadır.
- cos(x) bu aralıkta (cos(π/4), cos(0)) = (√2/2, 1) arasında değer alır. Dolayısıyla a pozitif ve 0.7 civarından büyük bir değerdir.
-
b = tan(x₂)
- x₂, (π/4, 3π/4) aralığındadır; fakat x₂’nin π/2’den küçük mü yoksa büyük mü olduğu önemlidir.
- Eğer x₂ < π/2 ise tan(x₂) > 1 (pozitif ve 1’den büyük).
- Eğer x₂ > π/2 ise tan(x₂) negatif (–∞ ile –1 arası) ya da (–1 ile 0) aralığında olabilir. Şekilden B noktası genelde grafiğin “negatif kısmında” ortalara konumlu, ancak çoğu soruda B noktası sıklıkla π/2’ye yakın görülür.
- Sık rastlanan yaklaşım: x₂’nin (π/4, π/2) bölgesinde kaldığı, dolayısıyla b’nin 1’den büyük pozitif olmasıdır.
-
c = cot(x₃)
- x₃, (3π/4, π) aralığındadır. Bu aralıkta x₃ ikinci bölgede kalır (toplam açı 90° < x₃ < 180°).
- cot(x) = 1 / tan(x). İkinci bölgede tan(x) genelde negatif olduğu için cot(x) de negatiftir. Özellikle (3π/4, π) aralığında tan(x) (–1, 0) aralığında olduğundan, cot(x) = 1/tan(x) (–∞, –1) aralığına düşer. Yani c < –1 gibi bir değer bekleriz.
4. Adım Adım Sıralama Analizi
- c < 0 olduğu net. Çünkü x₃ > 3π/4 ⇒ cot(x₃) negatif. Hatta –1’den de küçük.
- a > 0 ve a yaklaşık olarak 0.7 ile 1 arasında.
- b değeri:
- Eğer x₂ < π/2 ise b = tan(x₂) > 1. Bu durumda:
- c zaten negatif ve a pozitif olduğundan c < a.
- b > 1 ve a < 1 ⇒ a < b.
- Dolayısıyla c < a < b. Bu çoğunlukla (B) şıkkı ile eşleşir.
- Eğer x₂ > π/2 ise b = tan(x₂) < –1 olabilir ve c de < –1 bandında olabilir. Ayrıntılı hesaplar hangi değerin daha küçük olacağına göre değişse de çoğu tür soruda B noktası genelde π/2’ye “daha yakın ama sol tarafında” kabul edilir.
- Eğer x₂ < π/2 ise b = tan(x₂) > 1. Bu durumda:
Bu tip standart YKS/tyt tarzı sorularda en sık karşılaşılan senaryo, B noktası π/4 ile π/2 arasında konumdadır ve dolayısıyla b > 1 gelir. Böylece sıralama:
yani soru seçeneklerinde genelde (B) şıkkı.
5. Özet Tablo
| Değer | Aralık | Yorum |
|---|---|---|
| x₁ | (0, π/4) | f(x)=“pozitif” bölge |
| a=cos(x₁) | (√2/2, 1) ≈ (0.707…,1) | Pozitif (0.7 civarında) |
| x₂ | (π/4, π/2) (muhtemel) veya (π/2, 3π/4) | f(x) “negatif” bölge |
| b=tan(x₂) | >1 (eğer x₂<π/2) veya <0 (eğer x₂>π/2) | Sıkça >1 varsayılır (x₂<π/2) |
| x₃ | (3π/4, π) | f(x) yeniden “pozitif” |
| c=cot(x₃) | Negatif, özellikle (–∞, –1) | Kesinlikle <0 ve genelde <–1 |
6. Sonuç ve Kısa Değerlendirme
Yukarıdaki analizde en olağan ve soru formatının da ima ettiği konumlar dikkate alındığında, a pozitif ve 1’e yakın, b 1’den büyük (dolayısıyla a’dan da büyük), c ise negatif değerdir. Böylece c < a < b sıralaması elde edilir. Seçeneklerde bu sıralama genellikle (B) şıkkında verilir.
Doğru Cevap: c < a < b.
