AYT Matematik · Türev

Artan-Azalan Fonksiyonlar ve Yerel Ekstremum

~10 dk okumaZorluk: Orta6 çözümlü soruAYT'de ~4 soru/yıl · Sınavda yüksek ağırlık

Bir fonksiyonun nerede yükseldiğini, nerede alçaldığını ve tepe/çukur noktalarını belirlemek, türevin en çok soru getiren uygulamasıdır. Anahtar tek bir fikirdir: 'nün işareti 'nin gidişatını, 'nün işaret değiştirmesi de yerel ekstremumları ele verir. Bu konuda kritik nokta, birinci türev testi ve işaret tablosunu eksiksiz işliyoruz.

1. Artanlık ve Azalanlık

Bir aralıkta türevin işareti, fonksiyonun o aralıktaki davranışını tam olarak belirler:

Sezgi: teğetin eğimidir. Eğim pozitifse grafik yukarı, negatifse aşağı gider. Bir aralığının her noktasında ise o aralıkta artan; her noktasında ise azalandır.

Dikkat: Artanlık/azalanlık daima bir aralık üzerinde tanımlıdır, tek bir noktada değil. "'de artan" demek anlamsızdır; doğrusu "'yi içeren bir aralıkta artan"dır.

2. Kritik Nokta

'nin tanım kümesindeki bir değeri, eğer

ise kritik noktadır. Fonksiyon yön değiştirebileceği için (artandan azalana ya da tersi) ekstremumlar yalnızca kritik noktalarda aranır. Çoğu polinomda kritik noktalar denkleminin kökleridir.

3. Birinci Türev Testi

Kritik nokta civarında 'nün işaretine bakılır:

etrafında işaretiSonuç
(artandan azalana) yerel maksimum
(azalandan artana) yerel minimum
İşaret değişmiyor ( veya )Ekstremum yok

Yani önemli olan olması değil, 'nün 'de işaret değiştirmesidir. Pratikte: 'yü çarpanlara ayır, köklerini sayı doğrusuna diz, her aralıkta işaretini belirle. Bu tabloya işaret tablosu denir.

4. İşaret Tablosu Örneği

için . Kökler ve :

Aralık
işareti
davranışıartanazalanartan

'de olduğundan yerel maksimum, 'de olduğundan yerel minimum vardır.

Örnek
Soru

fonksiyonunun artan/azalan aralıklarını ve yerel ekstremum değerlerini bulunuz.

  1. Türevi al ve çarpanlara ayır: .

  2. Kritik noktalar: ve .

  3. İşaret tablosu: ve aralıklarında (artan); aralığında (azalan).

  4. Ekstremum türü: 'de işareti (yerel maks), 'de (yerel min).

  5. Değerleri hesapla: ve .

Sonuç: Artan: , azalan: . Yerel maksimum , yerel minimum .
Örnek
Soru

fonksiyonunun yerel maksimum ve yerel minimum noktalarını bulunuz.

ikinci dereceden bir ifade çıkar; ortak çarpan 'ü ayırıp parantezi çarpanlara ayır.

  1. Türevi al: .

  2. Kritik noktalar: ve .

  3. İşaret tablosu: 'de , 'te , 'da .

  4. 'de işareti → yerel maksimum; 'te → yerel minimum.

  5. Değerler: ve .

Sonuç: Yerel maksimum ; yerel minimum . (Bu eğri, "Türevin Tanımı" konusundaki şekille aynıdır.)
Örnek
Soru

fonksiyonunun bütün yerel ekstremumlarını sınıflandırınız.

'te ortak çarpan 'i ayır; geriye iki kareler farkı kalır.

  1. Türevi al ve çarpanlara ayır: .

  2. Kritik noktalar: , , .

  3. İşaret tablosu (soldan sağa): 'de , 'da , 'de , 'da .

Aralık
azalanartanazalanartan
  1. : → yerel min; : → yerel maks; : → yerel min.

  2. Değerler: ve .

Sonuç: Yerel minimum ; yerel maksimum .
Örnek
Soru

fonksiyonunun noktasında yerel ekstremumu var mıdır?

olması ekstremum için yeterli değildir; işaret değişimine bak.

  1. Türev: .

  2. Kritik nokta: .

  3. İşaret incele: için . Yani hem hem aralığında .

  4. işaret değiştirmediğinden () ekstremum değildir; her yerde artandır. bir yatay büküm (dönüm) noktasıdır.

Sonuç: Ekstremum yoktur; yatay büküm noktasıdır.
Örnek
Soru

hangi değerler için fonksiyonu tüm gerçek sayılarda artandır?

Her yerde artan olması için her için olmalı. Bu, ikinci dereceden 'nün diskriminantına bağlıdır.

  1. Türev: .

  2. 'nin her yerde artan olması için her için gerekir. Baş katsayı olduğundan parabol yukarı açılır; koşul diskriminantın pozitif olmamasıdır.

  3. Diskriminant: .

  4. .

Sonuç: .

Çözümlü Sorular

Örnek
Soru

fonksiyonunun azalan olduğu aralığı bulunuz.

  1. Türevi al: .

  2. Kritik noktalar: ve .

  3. İşaret tablosu: ve aralıklarında (artan); aralığında (azalan).

  4. Azalan olduğu yer kökler arasındaki aralıktır.

Sonuç: yalnızca aralığında azalandır.
Örnek
Soru

fonksiyonunun yerel maksimum değeri ile yerel minimum değerinin farkını bulunuz.

  1. Türevi al: .

  2. Kritik noktalar: ve .

  3. İşaret: 'de , 'de , 'da . Demek ki yerel maks, yerel min.

  4. Değerler: ve .

  5. Fark: .

Sonuç: Yerel maksimum ile yerel minimum değerlerinin farkı 'dir.
Örnek
Soru

fonksiyonunun noktasında yerel ekstremumu olduğuna göre kaçtır?

  1. Türevi al: .

  2. kritik nokta olduğundan : .

  3. Çöz: .

  4. Doğrulama: ; 'de işaret , gerçekten yerel maksimum.

Sonuç: .
Örnek
Soru

fonksiyonunun kaç tane yerel ekstremum noktası vardır?

  1. Türevi al: .

  2. Kritik noktalar: ve (iki farklı kök).

  3. İşaret: 'de , 'te , 'da . Her iki kökte de işaret değişir.

  4. 'de (yerel maks), 'te (yerel min). Toplam iki ekstremum.

Sonuç: tane yerel ekstremum noktası vardır.
Örnek
Soru

fonksiyonunun azalan olduğu aralığı bulunuz.

  1. Çarpım kuralıyla türevi al: .

  2. her zaman, dolayısıyla işaret çarpanından gelir. Kökler: ve .

  3. İşaret: 'de , 'da , 'da .

  4. olan tek aralık 'dır.

Sonuç: yalnızca aralığında azalandır.
Örnek
Soru

fonksiyonunun kapalı aralığındaki mutlak (en küçük) minimum değerini bulunuz.

  1. Türevi al: .

  2. Aralık içindeki kritik noktalar: ve (ikisi de içinde).

  3. Uç noktalar ve kritik noktalarda değerleri hesapla:

  4. En küçük değer 'te elde edilir.

Sonuç: Mutlak minimum değeri 'tir.
Örnek
Soru

fonksiyonunun yerel ekstremumunun olmaması için hangi değerleri almalıdır?

  1. Türevi al: .

  2. Ekstremumun olmaması için 'nün işaret değiştirmemesi, yani 'ın her için sağlanması gerekir.

  3. her için doğru olmalı. 'nin en küçük değeri olduğundan koşul 'dır.

  4. olsaydı 'nün iki farklı kökü () olur ve işaret değişip ekstremum doğardı.

Sonuç: .

Sınav Tarzı Sorular

Aşağıdaki sorular, ÖSYM'nin AYT'de sorduğu çok kavramlı, dolaylı (5 şıklı) soru tarzına örnek olarak özgün biçimde hazırlanmıştır.

Çözümlü Sorular

Her soruyu önce kendin dene; takıldığında Çözüme Bak.

Soru 1Orta
fonksiyonu tüm gerçek sayılarda artandır. Buna göre 'nin alabileceği en büyük tam sayı değeri kaçtır?
  1. Türevi al: .
  2. Fonksiyonun her yerde artan olması için her için gerekir. Baş katsayı olduğundan parabol yukarı açılır; koşul olmasıdır.
  3. Diskriminant: .
  4. Düzenle: .
  5. .
  6. Çözüm aralığı olduğundan en büyük tam sayı değeri 'dir.
Sonuç:
Soru 2Orta
fonksiyonunun yerel maksimum ve yerel minimum noktalarının apsisleri sırasıyla ve 'tür. Buna göre fonksiyonun yerel maksimum değeri ile yerel minimum değerinin toplamı kaçtır?
  1. Türevi al: . Apsisler ve kritik noktalar olduğundan bunlar 'ın kökleridir.
  2. Kökler toplamı: .
  3. Kökler çarpımı: . Yani .
  4. Yerel maksimum değeri (): .
  5. Yerel minimum değeri (): .
  6. Toplam: .
Sonuç:
Soru 3Orta
fonksiyonunun yerel minimum değeri 'tür. Buna göre fonksiyonun yerel maksimum değeri kaçtır?
  1. Türevi al: . Kritik noktalar ve .
  2. İşaret tablosu: 'da , 'de , 'da . Buna göre yerel maksimum, yerel minimumdur.
  3. Yerel minimum değeri: .
  4. .
  5. Yerel maksimum değeri (): .
Sonuç:
Soru 4Zor
fonksiyonu aralığında yalnızca bir yerel ekstremuma sahiptir. Buna göre bu yerel ekstremum değeri kaçtır?
  1. Bölüm kuralı: .
  2. Pay çarpanla: . Kritik noktalar ve (payda tanımsız).
  3. aralığındaki kritik nokta 'tür. Çevresinde işaret: için pay , için pay ; , yani yerel minimum.
  4. Değer: .
Sonuç:
Soru 5Orta
fonksiyonunun yerel maksimum değeri 'dir. Buna göre kaçtır?
  1. Türev: . Kritik noktalar ve .
  2. İşaret tablosu: 'de , 'de , 'da . Buna göre yerel maksimum, yerel minimumdur.
  3. Yerel maksimum değeri: .
  4. Koşul: .
Sonuç:
Soru 6Orta
fonksiyonu kapalı aralığında tanımlıdır. Buna göre bu aralıktaki **mutlak maksimum** değeri kaçtır?
  1. Türev: . Kritik noktalar ve .
  2. Aralık içindeki kritik nokta yalnız ( aralık dışı).
  3. Uç noktalar ve kritik noktada değer: - - -
  4. En büyük değer 'de: .
Sonuç:
0/6 soru cevaplandı

Sık Yapılan Hatalar

Sınav İpucu