AYT Matematik · Türev
Türevin Tanımı ve Temel Kuralları
Türev, bir fonksiyonun anlık değişim hızını ölçer; geometrik olarak bir noktadaki teğetin eğimini verir. Bu ilk konu, türevin limit tanımından temel kurallarına ve türevlenebilirlik–süreklilik ilişkisine kadar tüm zemini kurar. Türev serisinin geri kalanı bu temele dayanır.
1. Türevin Tanımı
fonksiyonunun noktasındaki türevi, ortalama değişim oranının ( için) limitidir:
Burada küçüldükçe, ile noktalarını birleştiren kesen doğru, noktasındaki teğet doğruya yaklaşır. Yani , grafiğe noktasında çizilen teğetin eğimidir.
Aynı limitin bir noktaya () sabitlenmiş hâli şöyle de yazılır:
Türevin İki Yüzü
| Yorum | Anlamı |
|---|---|
| Geometrik | , noktasındaki teğetin eğimidir |
| Fiziksel | Konum ise anlık hızı, ivmeyi verir |
| Analitik | , civarında 'nin anlık değişim hızıdır |
Türevin Gösterimleri
Aynı kavram için kullanılan eşdeğer gösterimler:
2. Bir Noktada Türevlenebilirlik
limitinin var ve sonlu olması için soldan ve sağdan türevlerin eşit olması gerekir:
Bu eşitlik bozulursa fonksiyon o noktada türevlenemez. Türevin olmadığı tipik durumlar: köşe/sivri uç ( in 'da), dikey teğet ( in 'da) ve süreksizlik.
3. Süreklilik ve Türevlenebilirlik
Aralarındaki yön tek taraflıdır:
Tersi doğru değildir: süreklilik türevlenebilirliği gerektirmez. fonksiyonu 'da süreklidir ama soldan türev , sağdan türev olduğundan türevlenemez.
Sık yapılan hata: "Süreklilik varsa türev de vardır" sanmak. Doğrusu: türev varsa süreklilik kesin vardır; ama süreklilik tek başına türevi garanti etmez.
4. Temel Türev Kuralları
Limit tanımını her seferinde uygulamak yerine, aşağıdaki kuralları doğrudan kullanırız (ayrıntılı işlenişi bir sonraki konuda):
| Kural | Formül |
|---|---|
| Sabit | |
| Kuvvet (üs) kuralı | |
| Sabitle çarpım | |
| Toplam – fark | |
| Çarpım kuralı | |
| Bölüm kuralı | |
| Zincir kuralı |
Sık Kullanılan Türevler
| Fonksiyon | Türevi |
|---|---|
fonksiyonunun türevini limit tanımını kullanarak bulunuz.
- Tanımı yaz: .
- Pay'ı aç: .
- Farkı al: .
- 'ye böl ve limiti al: .
fonksiyonunun grafiğine noktasında çizilen teğetin eğimini bulunuz.
Bir noktadaki teğetin eğimi, fonksiyonun o noktadaki türevine eşittir: . Önce 'i bul, sonra değerini yerine yaz.
- Teğetin eğimi, fonksiyonun o noktadaki türevidir: .
- Kuvvet, sabitle çarpım ve toplam kurallarıyla türevi al: .
- değerini yerine yaz: .
- Eğim sıfır olduğundan teğet yataydır; noktasında fonksiyon yerel maksimum yapar (bkz. Şekil 1).
fonksiyonu noktasında türevlenebilir mi?
Önce sürekliliği, sonra soldan ve sağdan türevlerin eşitliğini kontrol et.
- Süreklilik: Soldan değer , sağdan değer . Eşit, süreklidir.
- Soldan türev: için .
- Sağdan türev: için .
- Soldan ve sağdan türev eşit () olduğundan fonksiyon 'de türevlenebilirdir ve .
Çözümlü Sorular
fonksiyonunun türevini bulunuz.
-
Her terime kuvvet kuralını uygula: .
-
türevi: ; türevi: ; sabit türevi: .
-
Topla: .
fonksiyonunun noktasındaki türev değerini bulunuz.
-
Terimleri üs olarak yaz: .
-
Türevi al: .
-
yerine yaz: .
fonksiyonunun noktasındaki türevini, tanımıyla bulunuz.
-
Değerleri yerleştir: , dolayısıyla limit .
-
Payı çarpanlara ayır: .
-
Sadeleştir: .
fonksiyonunun türevini çarpım kuralıyla bulunuz.
-
Çarpanları seç: , ; türevleri , .
-
Çarpım kuralı: .
-
Düzenle: .
Bir cismin konumu (metre, saniye) ile veriliyor. Cismin saniyedeki anlık hızını bulunuz.
-
Anlık hız, konumun türevidir: .
-
Türevi al: .
-
yerine yaz: .
fonksiyonunun türevini bölüm kuralıyla bulunuz.
-
Pay ve paydayı belirle: , ; türevleri , .
-
Bölüm kuralı: .
-
Payı sadeleştir: .
fonksiyonunun noktasında türevlenebilir olması için ve değerlerini bulunuz.
-
Süreklilik koşulu (): soldan , sağdan . Eşitle: .
-
Türev eşitliği koşulu: soldan türev , sağdan türev () . Eşitle: .
-
değerini süreklilik denklemine koy: .
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.
- Verilen limit, türevin tanımıdır: .
- için olur.
- .
- Teğetin eğimi, o noktadaki türev değeridir: .
- .
- .
- Limiti türev tanımına benzetmek için pay ve paydayı düzenleyelim: .
- dersek iken olur: .
- .
- Süreklilik: olduğundan , 'de süreklidir.
- Soldan türev: için , dolayısıyla .
- Sağdan türev: için , dolayısıyla .
- olduğundan 'de türev yoktur (grafikte sivri nokta).
- Kuvvet kuralıyla türev alalım: .
- yazalım: .
- .
- Paralel doğruların eğimleri eşittir; doğrusunun eğimi 'tir.
- olduğundan .
- için ; teğet noktası .
- Türevlenebilirlik için önce türevler eşleşmeli: soldan , sağdan . Buradan .
- Türevlenebilen fonksiyon sürekli de olmalıdır: .
- için bulunur.
- .
- Anlık hız, konumun türevidir: .
- için: .
- Çarpanlara ayıralım: veya .
- Paydayı çarpanlarına ayır: .
- İfadeyi türev tanımına uygun parçala: .
- için ilk çarpan tanım gereği 'e, ikinci çarpan 'ya gider.
- Böylece .
- **Süreklilik** (): soldan , sağdan . Eşitle: .
- **Türev eşitliği:** soldan türev ; sağdan türev . Eşitle: .
- İki bağıntıyı çöz: , dolayısıyla .
- İstenen: .
- için , yani ve ; buradan .
- için , yani ve ; buradan .
- Soldan ve sağdan türev farklı olduğundan , 'de türevlenemez (köşe noktası).
- İstenen fark: .
- Payı, ekleyip çıkararak iki türev tanımına böl: .
- İlk parça: .
- İkinci parça: .
- Toplam: .
- **Süreklilik** (): soldan , sağdan . Eşitle: .
- **Türev eşitliği:** soldan türev ; sağdan türev . Eşitle: .
- Bulunanlar: , (her iki koşul da sağlanır).
- İstenen çarpım: .
- Çarpım kuralı: .
- koy: .
- Hesapla: .
Sık Yapılan Hatalar
- Limit tanımında 'yi sadeleştirmeden koymak: belirsizliği çıkar. Önce payı çarpanlarına ayırıp ile sadeleştir.
- Süreklilik ⇒ türevlenebilirlik sanmak. (Doğrusu tam tersi yönde geçerlidir.)
- Köşe noktalarında ( gibi) türevin var olduğunu sanmak; orada soldan ve sağdan türev farklıdır.