Bu bölümde iki fonksiyon arasındaki toplama, çıkarma, çarpma ve bölme işlemleri sonucunda oluşan yeni fonksiyonun türevini bulma kurallarını inceleyeceğiz.
Bir fonksiyonun sabit bir sayı ile çarpımının türevi, fonksiyonun türevinin bu sayı ile çarpımına eşittir. Bir diğer ifadeyle, bir türev işleminin içindeki sabit bir sayı türev işleminin dışına alınabilir.
\( k \in \mathbb{R} \) ve \( f \) türevlenebilir bir fonksiyon olmak üzere,
\( [kf(x)]' = kf'(x) \)
\( \dfrac{d(3x^6)}{dx} = 3\dfrac{d(x^6)}{dx} \)
\( = 3(6x^5) = 18x^5 \)
\( \dfrac{d(-6\sqrt{x^3})}{dx} = -6\dfrac{d(\sqrt{x^3})}{dx} \)
\( = -6(\dfrac{3\sqrt{x}}{2}) = -9\sqrt{x} \)
\( k \in \mathbb{R} \) olmak üzere,
\( g(x) = kf(x) \)
\( g'(x) = (kf(x))' \)
\( g \) fonksiyonu için türevin limit tanımını yazalım.
\( g'(x) = \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{g(x + h) - g(x)}{h} \)
\( g \) fonksiyonu ifadelerini \( f \) cinsinden yazalım.
\( g(x + h) = kf(x + h) \)
\( g'(x) = \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{kf(x + h) - kf(x)}{h} \)
Payı \( k \) parantezine alalım.
\( = \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{k(f(x + h) - f(x))}{h} \)
Limitin sabit çarpım kuralını kullanarak \( k \) çarpanını limitin dışına alalım.
\( = k[\lim\limits_{h \to 0} \dfrac{f(x + h) - f(x)}{h}] \)
Parantez içindeki ifade \( f \) fonksiyonunun türevinin limit tanımıdır.
\( g'(x) = kf'(x) \)
Aşağıdaki ifadelerin sonucunu bulunuz.
(a) \( \dfrac{d}{dx}(\dfrac{5}{x^2}) \)
(b) \( \dfrac{d}{dx}(-\dfrac{4\sqrt{x^3}}{3}) \)
(c) \( \dfrac{d}{dt}(\dfrac{8}{9\sqrt[4]{t^3}}) \)
Çözümü GösterKuvvet fonksiyonunun türevini alırken değişkenin üssü terimin önüne katsayı olarak yazılır ve üs değerinden bir çıkarılır.
Bir fonksiyonun sabit bir sayı ile çarpımının türevi, fonksiyonun türevinin bu sayı ile çarpımına eşittir.
(a) seçeneği:
\( \dfrac{d}{dx}(\dfrac{5}{x^2}) = 5\dfrac{d}{dx}(x^{-2}) \)
\( = 5(-2x^{-2 - 1}) \)
\( = -10x^{-3} = -\dfrac{10}{x^3} \)
(b) seçeneği:
\( \dfrac{d}{dx}(-\dfrac{4\sqrt{x^3}}{3}) = -\dfrac{4}{3}\dfrac{d}{dx}(x^{\frac{3}{2}}) \)
\( = -\dfrac{4}{3}(\dfrac{3}{2}x^{\frac{3}{2}-1}) \)
\( = -2x^{\frac{1}{2}} = -2\sqrt{x} \)
(c) seçeneği:
\( \dfrac{d}{dt}(\dfrac{8}{9\sqrt[4]{t^3}}) = \dfrac{8}{9}\dfrac{d}{dt}(t^{-\frac{3}{4}}) \)
\( = \dfrac{8}{9}(-\dfrac{3}{4}t^{-\frac{3}{4} - 1}) \)
\( = -\dfrac{2}{3}t^{-\frac{7}{4}} = -\dfrac{2}{3\sqrt[4]{t^7}} \)
\( f(x) = 2x^4 \) olmak üzere,
\( f'(3) - f'(-2)f(-1) \) ifadesinin sonucu nedir?
Çözümü GösterSabit çarpım kuralını uygulayarak fonksiyonun türevini alalım.
\( f'(x) = (2x^4)' = 2(x^4)' \)
\( = 2(4x^3) = 8x^3 \)
Sorudaki fonksiyon değerlerini hesaplayalım.
\( f'(3) = 8(3)^3 = 216 \)
\( f'(-2) = 8(-2)^3 = -64 \)
\( f(-1) = 2(-1)^4 = 2 \)
Bu değerleri sorudaki ifadede yerine koyalım.
\( f'(3) - f'(-2)f(-1) = 216 - (-64)(2) \)
\( = 344 \) bulunur.
\( n \in \mathbb{Z} - \{ 0 \} \) olmak üzere,
\( f(x) = ax^n \) ve \( \lim\limits_{x \to 1} \dfrac{f(x) - 5}{x - 1} = 30 \) olarak veriliyor.
Buna göre \( a + n \) toplamı kaçtır?
Çözümü GösterVerilen limit ifadesinin paydası sıfır ve sonucu bir reel sayı olduğuna göre limiti tanımlı bir ifadedir. Buna göre ifadede \( \frac{0}{0} \) belirsizliği olmalı, dolayısıyla pay sıfır olmalıdır.
\( f(1) - 5 = 0 \)
\( f(1) = 5 \)
Fonksiyonda \( x = 1 \) koyup \( a \) değerini bulalım.
\( f(1) = a(1)^n = 5 \Longrightarrow a = 5 \)
\( f(x) = 5x^n \)
Limiti verilen ifade aynı zamanda \( f \) fonksiyonunun \( x = 1 \) noktasındaki türevinin limit tanımıdır.
\( f'(1) = \lim\limits_{x \to 1} \dfrac{f(x) - f(1)}{x - 1} = 30 \)
Fonksiyonun türevini alalım.
\( f'(x) = 5nx^{n - 1} \)
\( x = 1 \) noktasındaki türev değerini limit değerine eşitleyelim.
\( f'(1) = 5n(1)^{n - 1} = 30 \)
\( n = 6 \)
Buna göre \( a + n = 5 + 6 = 11 \) bulunur.
İki fonksiyonun toplamının/farkının türevi, fonksiyonların türevlerinin toplamına/farkına eşittir.
\( f \) ve \( g \) türevlenebilir fonksiyonlar olmak üzere,
\( [f(x) + g(x)]' = f'(x) + g'(x) \)
\( [f(x) - g(x)]' = f'(x) - g'(x) \)
\( f(x) = 2x^4 \)
\( g(x) = 5x^2 \)
\( [f(x) + g(x)]' = f'(x) + g'(x) \)
\( = (2x^4)' + (5x^2)' = 8x^3 + 10x \)
\( (3x^5 - 2\sqrt{x^3})' = (3x^5)' - (2\sqrt{x^3})' \)
\( = 15x^4 - 3\sqrt{x} \)
\( k(x) = f(x) + g(x) \)
\( k \) fonksiyonu için türevin limit tanımını yazalım.
\( k'(x) = \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{k(x + h) - k(x)}{h} \)
\( k(x + h) = f(x + h) + g(x + h) \)
\( k'(x) = \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{[f(x + h) + g(x + h)] - [f(x) + g(x)]}{h} \)
Paydaki terimleri düzenleyelim.
\( = \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{[f(x + h) - f(x)] + [g(x + h) - g(x)]}{h} \)
Limit toplama kuralı ile ifadeyi iki limit ifadesinin toplamı şeklinde yazalım.
\( = \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{f(x + h) - f(x)}{h} + \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{g(x + h) - g(x)}{h} \)
İlk terim \( f \) fonksiyonunun, ikinci terim \( g \) fonksiyonunun türevinin limit tanımıdır.
\( k'(x) = f'(x) + g'(x) \)
Şu ana kadar gördüğümüz türev kurallarını kullanarak, polinom fonksiyonları dahil tüm \( ax^n \) formundaki ifadelerin toplamı ve farkından oluşan fonksiyonların türevini alabiliriz.
Aşağıdaki ifadelerin sonucunu bulunuz.
(a) \( \dfrac{d}{dx}(2x^3 - x^2 + \sqrt{3}x - 7) \)
(b) \( \dfrac{d}{dx}(-x^{72} - \dfrac{1}{3}x^{36} + 5x^{18}) \)
(c) \( \dfrac{d}{dx}(5x^5 - 4x^4 + 3x^3 - 2x^2 + x - 2) \)
Çözümü GösterKuvvet fonksiyonlarının türevini alırken değişkenin üssü terimin önüne katsayı olarak yazılır ve üs değerinden bir çıkarılır.
İki fonksiyonun toplamının/farkının türevi, fonksiyonların türevlerinin toplamına/farkına eşittir.
(a) seçeneği:
\( \dfrac{d}{dx}(2x^3 - x^2 + \sqrt{3}x - 7) \)
\( = 6x^2 - 2x + \sqrt{3} \)
(b) seçeneği:
\( \dfrac{d}{dx}(-x^{72} - \dfrac{1}{3}x^{36} + 5x^{18}) \)
\( = -72x^{71} - 12x^{35} + 90x^{17} \)
(c) seçeneği:
\( \dfrac{d}{dx}(5x^5 - 4x^4 + 3x^3 - 2x^2 + x - 2) \)
\( = 25x^4 - 16x^3 + 9x^2 - 4x + 1 \)
Aşağıdaki ifadelerin sonucunu bulunuz.
(a) \( \dfrac{d}{dx}(4x^{\frac{1}{2}} + 2x^{-3}) \)
(b) \( \dfrac{d}{dx}(3x^{\frac{4}{3}} - \dfrac{1}{2}x^2 + 5x^{\frac{2}{3}}) \)
(c) \( \dfrac{d}{dx}(\dfrac{1}{3}x^{\frac{1}{3}} + \dfrac{5}{6}x^{\frac{2}{5}} - \dfrac{1}{8}x^{\frac{4}{3}}) \)
Çözümü GösterKuvvet fonksiyonlarının türevini alırken değişkenin üssü terimin önüne katsayı olarak yazılır ve üs değerinden bir çıkarılır.
İki fonksiyonun toplamının/farkının türevi, fonksiyonların türevlerinin toplamına/farkına eşittir.
(a) seçeneği:
\( \dfrac{d}{dx}(4x^{\frac{1}{2}} + 2x^{-3}) \)
\( = 4 \cdot \dfrac{1}{2}x^{\frac{1}{2} - 1} + 2 \cdot (-3)x^{-3 - 1} \)
\( = 2x^{-\frac{1}{2}} - 6x^{-4} \)
(b) seçeneği:
\( \dfrac{d}{dx}(3x^{\frac{4}{3}} - \dfrac{1}{2}x^2 + 5x^{\frac{2}{3}}) \)
\( = 3 \cdot \dfrac{4}{3}x^{\frac{4}{3} - 1} - \dfrac{1}{2} \cdot 2x^{2 - 1} + 5 \cdot \dfrac{2}{3}x^{\frac{2}{3} - 1} \)
\( = 4x^{\frac{1}{3}} - x + \dfrac{10}{3}x^{-\frac{1}{3}} \)
(c) seçeneği:
\( \dfrac{d}{dx}(\dfrac{1}{3}x^{\frac{1}{3}} + \dfrac{5}{6}x^{\frac{2}{5}} - \dfrac{1}{8}x^{\frac{4}{3}}) \)
\( = \dfrac{1}{3} \cdot \dfrac{1}{3}x^{\frac{1}{3} - 1} + \dfrac{5}{6} \cdot \dfrac{2}{5}x^{\frac{2}{5} - 1} - \dfrac{1}{8} \cdot \dfrac{4}{3}x^{\frac{4}{3} - 1} \)
\( = \dfrac{1}{9}x^{-\frac{2}{3}} + \dfrac{1}{3}x^{-\frac{3}{5}} - \dfrac{1}{6}x^{\frac{1}{3}} \)
\( f(x) = 2x^3 - 3x - 6 \) olduğuna göre,
\( \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{f(x + h) - f(x)}{h} \) ifadesinin eşiti nedir?
Çözümü GösterVerilen limit ifadesi \( f \) fonksiyonunun türevinin limit tanımıdır.
\( f'(x) = \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{f(x + h) - f(x)}{h} \)
\( f'(x) = 6x^2 - 3 \)
\( f(x) = 2x^2 + 4x +1 \) olduğuna göre,
\( \lim\limits_{x \to -3} \dfrac{f(x) - f(-3)}{x + 3} \) ifadesi kaça eşittir?
Çözümü GösterVerilen limit ifadesi \( f \) fonksiyonunun \( x = -3 \) noktasındaki türevinin limit tanımıdır.
\( f'(-3) = \lim\limits_{x \to -3} \dfrac{f(x) - f(-3)}{x - (-3)} \)
Fonksiyonun türevini alalım.
\( f'(x) = 4x + 4 \)
\( f'(-3) \) değerini bulmak için \( x = -3 \) koyalım.
\( f'(-3) = 4(-3) + 4 = -8 \) bulunur.
Aşağıdaki ifadelerin sonucunu bulunuz.
(a) \( \dfrac{d}{dx}(\dfrac{\sqrt{2}}{x^2} - \dfrac{1}{3x^5} + 2\sqrt{3}x^3 - \dfrac{5}{4x^3}) \)
(b) \( \dfrac{d}{dx}(4\sqrt{x} - \dfrac{1}{2\sqrt{x}} - \dfrac{10\sqrt{5}}{3}\sqrt[5]{x^3} + \dfrac{8\sqrt{2}}{3}\sqrt[4]{x^3}) \)
(c) \( \dfrac{d}{dx}(\dfrac{1}{3\sqrt{x}} - \dfrac{4\sqrt{3}}{5\sqrt{x^3}} + \sqrt[7]{x^8} - \sqrt[8]{x^7} + 18) \)
Çözümü GösterKuvvet fonksiyonlarının türevini alırken değişkenin üssü terimin önüne katsayı olarak yazılır ve üs değerinden bir çıkarılır.
İki fonksiyonun toplamının/farkının türevi, fonksiyonların türevlerinin toplamına/farkına eşittir.
(a) seçeneği:
\( \dfrac{d}{dx}(\dfrac{\sqrt{2}}{x^2} - \dfrac{1}{3x^5} + 2\sqrt{3}x^3 - \dfrac{5}{4x^3}) \)
\( = \dfrac{d}{dx}(\sqrt{2}x^{-2} - \dfrac{1}{3}x^{-5} + 2\sqrt{3}x^3 - \dfrac{5}{4}x^{-3}) \)
\( = \sqrt{2} \cdot (-2)x^{-2 - 1} - \dfrac{1}{3} \cdot (-5)x^{-5 - 1} + 2\sqrt{3} \cdot 3x^{3 - 1} - \dfrac{5}{4} \cdot (-3)x^{-3 - 1} \)
\( = -2\sqrt{2}x^{-3} + \dfrac{5}{3}x^{-6} + 6\sqrt{3}x^2 + \dfrac{15}{4}x^{-4} \)
\( = -\dfrac{2\sqrt{2}}{x^3} + \dfrac{5}{3x^6} + 6\sqrt{3}x^2 + \dfrac{15}{4x^4} \)
(b) seçeneği:
\( \dfrac{d}{dx}(4\sqrt{x} - \dfrac{1}{2\sqrt{x}} - \dfrac{10\sqrt{5}}{3}\sqrt[5]{x^3} + \dfrac{8\sqrt{2}}{3}\sqrt[4]{x^3}) \)
\( = \dfrac{d}{dx}(4x^{\frac{1}{2}} - \dfrac{1}{2}x^{-\frac{1}{2}} - \dfrac{10\sqrt{5}}{3}x^{\frac{3}{5}} + \dfrac{8\sqrt{2}}{3}x^{\frac{3}{4}}) \)
\( = 4 \cdot \dfrac{1}{2}x^{\frac{1}{2} - 1} - \dfrac{1}{2} \cdot (-\dfrac{1}{2})x^{-\frac{1}{2} - 1} - \dfrac{10\sqrt{5}}{3} \cdot \dfrac{3}{5}x^{\frac{3}{5} - 1} + \dfrac{8\sqrt{2}}{3} \cdot \dfrac{3}{4}x^{\frac{3}{4} - 1} \)
\( = 2x^{-\frac{1}{2}} + \dfrac{1}{4}x^{-\frac{3}{2}} - 2\sqrt{5}x^{-\frac{2}{5}} + 2\sqrt{2}x^{-\frac{1}{4}} \)
\( = \dfrac{2}{\sqrt{x}} + \dfrac{1}{4\sqrt{x^3}} - \dfrac{2\sqrt{5}}{\sqrt[5]{x^2}} + \dfrac{2\sqrt{2}}{\sqrt[4]{x}} \)
(c) seçeneği:
\( \dfrac{d}{dx}(\dfrac{1}{3\sqrt{x}} - \dfrac{4\sqrt{3}}{5\sqrt{x^3}} + \sqrt[7]{x^8} - \sqrt[8]{x^7} + 18) \)
\( = \dfrac{d}{dx}(\dfrac{1}{3}x^{-\frac{1}{2}} - \dfrac{4\sqrt{3}}{5}x^{-\frac{3}{2}} + x^{\frac{8}{7}} - x^{\frac{7}{8}} + 18) \)
Sabit fonksiyonların tüm noktalarda eğimi sabit ve sıfır olduğu için türevi de tüm noktalarda sabit ve sıfırdır.
\( = \dfrac{1}{3} \cdot (-\dfrac{1}{2})x^{-\frac{1}{2} - 1} - \dfrac{4\sqrt{3}}{5} \cdot (-\dfrac{3}{2})x^{-\frac{3}{2} - 1} + \dfrac{8}{7}x^{\frac{8}{7} - 1} - \dfrac{7}{8}x^{\frac{7}{8} - 1} + 0 \)
\( = -\dfrac{1}{6}x^{-\frac{3}{2}} + \dfrac{6\sqrt{3}}{5}x^{-\frac{5}{2}} + \dfrac{8}{7}x^{\frac{1}{7}} - \dfrac{7}{8}x^{-\frac{1}{8}} \)
\( = -\dfrac{1}{6\sqrt{x^3}} + \dfrac{6\sqrt{3}}{5\sqrt{x^5}} + \dfrac{8}{7}\sqrt[7]{x} - \dfrac{7}{8\sqrt[8]{x}} \)
Aşağıdaki ifadelerin sonucunu bulunuz.
(a) \( \dfrac{d}{dx}(x^{\sqrt{2} + 1} - \dfrac{1}{x} - \sqrt{3}x^{2\sqrt{3}}) \)
(b) \( \dfrac{d}{dx}(x^{\pi} + x^{\pi^{e}} - \pi^{e}) \)
(c) \( \dfrac{d}{dx}(x^{e^2 + 1} + \dfrac{2e}{5}x^{\frac{10}{e}} - 2\sqrt{x^e}) \)
Çözümü GösterKuvvet fonksiyonlarının türevini alırken değişkenin üssü terimin önüne katsayı olarak yazılır ve üs değerinden bir çıkarılır.
İki fonksiyonun toplamının/farkının türevi, fonksiyonların türevlerinin toplamına/farkına eşittir.
(a) seçeneği:
\( \dfrac{d}{dx}(x^{\sqrt{2} + 1} - \dfrac{1}{x} - \sqrt{3}x^{2\sqrt{3}}) \)
\( = \dfrac{d}{dx}(x^{\sqrt{2} + 1} - x^{-1} - \sqrt{3}x^{2\sqrt{3}}) \)
\( = (\sqrt{2} + 1)x^{\sqrt{2} + 1 - 1} - (-1)x^{-1 - 1} - \sqrt{3} \cdot 2\sqrt{3}x^{2\sqrt{3} - 1} \)
\( = (\sqrt{2} + 1)x^{\sqrt{2}} + x^{-2} - 6x^{2\sqrt{3} - 1} \)
\( = (\sqrt{2} + 1)x^{\sqrt{2}} + \dfrac{1}{x^2} - 6x^{2\sqrt{3} - 1} \)
(b) seçeneği:
\( \dfrac{d}{dx}(x^{\pi} + x^{\pi^{e}} - \pi^{e}) \)
Sabit fonksiyonların tüm noktalarda eğimi sabit ve sıfır olduğu için türevi de tüm noktalarda sabit ve sıfırdır.
\( = \pi x^{\pi - 1} + \pi^{e} x^{\pi^{e} - 1} - 0 \)
\( = \pi x^{\pi - 1} + \pi^{e} x^{\pi^{e} - 1} \)
(c) seçeneği:
\( \dfrac{d}{dx}(x^{e^2 + 1} + \dfrac{2e}{5}x^{\frac{10}{e}} - 2\sqrt{x^e}) \)
\( = \dfrac{d}{dx}(x^{e^2 + 1} + \dfrac{2e}{5}x^{\frac{10}{e}} - 2x^{\frac{e}{2}}) \)
\( = (e^2 + 1)x^{e^2 + 1 - 1} + \dfrac{2e}{5} \cdot \dfrac{10}{e}x^{\frac{10}{e} - 1} - 2 \cdot \dfrac{e}{2}x^{\frac{e}{2} - 1} \)
\( = (e^2 + 1)x^{e^2} + 4x^{\frac{10 - e}{e}} - ex^{\frac{e - 2}{2}} \)
Aşağıdaki ifadelerin sonucunu bulunuz.
(a) \( \dfrac{d}{dt}(t^2 - xt + t^{x + 1}) \)
(b) \( \dfrac{d}{dz}(e^x - 3\sqrt{x} + 5y) \)
(c) \( \dfrac{d}{dw}(w^z + wz - \dfrac{1}{wz}) \)
Çözümü GösterKuvvet fonksiyonlarının türevini alırken değişkenin üssü terimin önüne katsayı olarak yazılır ve üs değerinden bir çıkarılır.
İki fonksiyonun toplamının/farkının türevi, fonksiyonların türevlerinin toplamına/farkına eşittir.
(a) seçeneği:
\( \dfrac{d}{dt}(t^2 - xt + t^{x + 1}) \)
İfadenin \( t \) değişkenine göre türevi istendiği için türev alırken \( x \) ifadeleri birer sabit olarak kabul edilir.
\( = 2t^{2 - 1} - xt^{1 - 1} + (x + 1)t^{x + 1 - 1} \)
\( = 2t - x + (x + 1)t^x \)
(b) seçeneği:
\( \dfrac{d}{dz}(e^x - 3\sqrt{x} + 5y) \)
İfadenin \( z \) değişkenine göre türevi istendiği için türev alırken \( x \) ve \( y \) ifadeleri birer sabit olarak kabul edilir.
Verilen ifade \( z \) değişkeni içermediği için tüm ifade sabit terim olarak kabul edilir.
Sabit fonksiyonların tüm noktalarda eğimi sabit ve sıfır olduğu için türevi de tüm noktalarda sabit ve sıfırdır.
\( = 0 \)
(c) seçeneği:
\( \dfrac{d}{dw}(w^z + wz - \dfrac{1}{wz}) \)
\( = \dfrac{d}{dw}(w^z + zw - \dfrac{1}{z}w^{-1}) \)
İfadenin \( w \) değişkenine göre türevi istendiği için türev alırken \( z \) ifadeleri birer sabit olarak kabul edilir.
\( = zw^{z - 1} + zw^{1 - 1} - \dfrac{1}{z} \cdot (-1)w^{-1 - 1} \)
\( = zw^{z - 1} + z + \dfrac{1}{z}w^{-2} \)
\( = zw^{z - 1} + z + \dfrac{1}{zw^2} \)
Aşağıdaki ifadelerin \( x \) değişkenine göre türevlerini bulunuz.
(a) \( y = \dfrac{x^{\frac{3}{2}} + x^{\frac{5}{3}}}{x^{\frac{1}{6}}} \)
(b) \( y = \dfrac{4\sqrt{x} - 2}{\sqrt{x^3}} \)
(c) \( y = \dfrac{(2 + 5\sqrt{x})^2}{10x} \)
Çözümü GösterKuvvet fonksiyonlarının türevini alırken değişkenin üssü terimin önüne katsayı olarak yazılır ve üs değerinden bir çıkarılır.
İki fonksiyonun toplamının/farkının türevi, fonksiyonların türevlerinin toplamına/farkına eşittir.
(a) seçeneği:
\( y = \dfrac{x^{\frac{3}{2}} + x^{\frac{5}{3}}}{x^{\frac{1}{6}}} \)
Verilen ifadenin türevini almadan önce ifadeyi düzenleyelim.
\( = \dfrac{x^{\frac{3}{2}}}{x^{\frac{1}{6}}} + \dfrac{x^{\frac{5}{3}}}{x^{\frac{1}{6}}} \)
\( = x^{\frac{3}{2} - \frac{1}{6}} + x^{\frac{5}{3} - \frac{1}{6}} \)
\( = x^{\frac{4}{3}} + x^{\frac{3}{2}} \)
\( y' = (x^{\frac{4}{3}} + x^{\frac{3}{2}})' \)
\( = \dfrac{4}{3}x^{\frac{4}{3} - 1} + \dfrac{3}{2}x^{\frac{3}{2} - 1} \)
\( = \dfrac{4}{3}x^{\frac{1}{3}} + \dfrac{3}{2}x^{\frac{1}{2}} \)
(b) seçeneği:
\( y = \dfrac{4\sqrt{x} - 2}{\sqrt{x^3}} \)
Verilen ifadenin türevini almadan önce ifadeyi düzenleyelim.
\( = \dfrac{4x^{\frac{1}{2}} - 2}{x^{\frac{3}{2}}} \)
\( = \dfrac{4x^{\frac{1}{2}}}{x^{\frac{3}{2}}} - \dfrac{2}{x^{\frac{3}{2}}} \)
\( = 4x^{\frac{1}{2} - \frac{3}{2}} - 2x^{-\frac{3}{2}} \)
\( = 4x^{-1} - 2x^{-\frac{3}{2}} \)
\( y' = (4x^{-1} - 2x^{-\frac{3}{2}})' \)
\( = 4 \cdot (-1)x^{-1 - 1} - 2 \cdot (-\dfrac{3}{2}) x^{-\frac{3}{2} - 1} \)
\( = -4x^{-2} + 3x^{-\frac{5}{2}} \)
\( = -\dfrac{4}{x^2} + \dfrac{3}{\sqrt{x^5}} \)
(c) seçeneği:
\( y = \dfrac{(2 + 5\sqrt{x})^2}{10x} \)
Verilen ifadenin türevini almadan önce ifadeyi düzenleyelim.
\( = \dfrac{2^2 + 20\sqrt{x} + (5\sqrt{x})^2}{10x} \)
\( = \dfrac{4}{10x} + \dfrac{20\sqrt{x}}{10x} + \dfrac{25x}{10x} \)
\( = \dfrac{2}{5}x^{-1} + 2x^{-\frac{1}{2}} + \dfrac{5}{2} \)
\( y' = (\dfrac{2}{5}x^{-1} + 2x^{-\frac{1}{2}} + \dfrac{5}{2})' \)
Sabit fonksiyonların tüm noktalarda eğimi sabit ve sıfır olduğu için türevi de tüm noktalarda sabit ve sıfırdır.
\( = \dfrac{2}{5} \cdot (-1)x^{-1 - 1} + 2 \cdot (-\dfrac{1}{2})x^{-\frac{1}{2} - 1} + 0 \)
\( = -\dfrac{2}{5}x^{-2} - x^{-\frac{3}{2}} \)
\( = -\dfrac{2}{5x^2} - \dfrac{1}{\sqrt{x^3}} \)
Aşağıdaki ifadelerin \( x \) değişkenine göre türevlerini bulunuz.
(a) \( y = \dfrac{(3x + \sqrt{x})(4 + 2\sqrt{x})}{x\sqrt{x}} \)
(b) \( y = \dfrac{(3x + 1)(2x + 4)}{2\sqrt{x^5}} \)
(c) \( y = \dfrac{(x^{\frac{1}{3}} - x^{\frac{1}{4}})(x^{\frac{1}{3}} + x^{\frac{1}{4}})}{x^{\frac{1}{2}}} \)
Çözümü GösterKuvvet fonksiyonlarının türevini alırken değişkenin üssü terimin önüne katsayı olarak yazılır ve üs değerinden bir çıkarılır.
İki fonksiyonun toplamının/farkının türevi, fonksiyonların türevlerinin toplamına/farkına eşittir.
(a) seçeneği:
\( y = \dfrac{(3x + \sqrt{x})(4 + 2\sqrt{x})}{x\sqrt{x}} \)
Verilen ifadenin türevini almadan önce ifadeyi düzenleyelim.
\( = \dfrac{12x + 6x\sqrt{x} + 4\sqrt{x} + 2x}{x\sqrt{x}} \)
\( = \dfrac{14x + 6x\sqrt{x} + 4\sqrt{x}}{x\sqrt{x}} \)
\( = \dfrac{14}{\sqrt{x}} + 6 + \dfrac{4}{x} \)
\( = 14x^{-\frac{1}{2}} + 6 + 4x^{-1} \)
\( y' = (14x^{-\frac{1}{2}} + 6 + 4x^{-1})' \)
Sabit fonksiyonların tüm noktalarda eğimi sabit ve sıfır olduğu için türevi de tüm noktalarda sabit ve sıfırdır.
\( = 14 \cdot (-\dfrac{1}{2})x^{-\frac{1}{2} - 1} + 0 + 4 \cdot (-1)x^{-1 - 1} \)
\( = -7x^{-\frac{3}{2}} - 4x^{-2} \)
\( = -\dfrac{7}{\sqrt{x^3}} - \dfrac{4}{x^2} \)
(b) seçeneği:
\( y = \dfrac{(3x + 1)(2x + 4)}{2\sqrt{x^5}} \)
Verilen ifadenin türevini almadan önce ifadeyi düzenleyelim.
\( = \dfrac{6x^2 + 12x + 2x + 4}{2x^{\frac{5}{2}}} \)
\( = \dfrac{6x^2 + 14x + 4}{2x^{\frac{5}{2}}} \)
\( = \dfrac{6x^2}{2x^{\frac{5}{2}}} + \dfrac{14x}{2x^{\frac{5}{2}}} + \dfrac{4}{2x^{\frac{5}{2}}} \)
\( = 3x^{2 - \frac{5}{2}} + 7x^{1 - \frac{5}{2}} + 2x^{-\frac{5}{2}} \)
\( = 3x^{-\frac{1}{2}} + 7x^{-\frac{3}{2}} + 2x^{-\frac{5}{2}} \)
\( y' = (3x^{-\frac{1}{2}} + 7x^{-\frac{3}{2}} + 2x^{-\frac{5}{2}})' \)
\( = 3 \cdot (-\dfrac{1}{2})x^{-\frac{1}{2} - 1} + 7 \cdot (-\dfrac{3}{2})x^{-\frac{3}{2} - 1} + 2 \cdot (-\dfrac{5}{2})x^{-\frac{5}{2} - 1} \)
\( = -\dfrac{3}{2}x^{-\frac{3}{2}} - \dfrac{21}{2}x^{-\frac{5}{2}} - 5x^{-\frac{7}{2}} \)
\( = -\dfrac{3}{2\sqrt{x^3}} - \dfrac{21}{2\sqrt{x^5}} - \dfrac{5}{\sqrt{x^7}} \)
(c) seçeneği:
\( y = \dfrac{(x^{\frac{1}{3}} - x^{\frac{1}{4}})(x^{\frac{1}{3}} + x^{\frac{1}{4}})}{x^{\frac{1}{2}}} \)
Verilen ifadenin türevini almadan önce ifadeyi düzenleyelim.
Paydaki ifadede kare farkı özdeşliğini kullanalım.
\( = \dfrac{(x^{\frac{1}{3}})^2 - (x^{\frac{1}{4}})^2}{x^{\frac{1}{2}}} \)
\( = \dfrac{x^{\frac{2}{3}} - x^{\frac{1}{2}}}{x^{\frac{1}{2}}} \)
\( = \dfrac{x^{\frac{2}{3}}}{x^{\frac{1}{2}}} - \dfrac{x^{\frac{1}{2}}}{x^{\frac{1}{2}}} \)
\( = x^{\frac{2}{3} - \frac{1}{2}} - 1 \)
\( = x^{\frac{1}{6}} - 1 \)
\( y' = (x^{\frac{1}{6}} - 1)' \)
Sabit fonksiyonların tüm noktalarda eğimi sabit ve sıfır olduğu için türevi de tüm noktalarda sabit ve sıfırdır.
\( = \dfrac{1}{6}x^{\frac{1}{6} - 1} - 0 \)
\( = \dfrac{1}{6}x^{-\frac{5}{6}} \)
\( = \dfrac{1}{6x^{\frac{5}{6}}} \)
Aşağıdaki ifadelerin \( x \) değişkenine göre türevlerini bulunuz.
(a) \( y = \dfrac{\sqrt[7]{x^4} - 2x^2\sqrt{x}}{4x} \)
(b) \( y = \dfrac{1}{2\sqrt{x}}(\dfrac{3}{5x} - 4) \)
(c) \( y = 3x^3\sqrt{x}(\dfrac{3}{x^2} - \dfrac{6}{\sqrt{x}}) \)
Çözümü GösterKuvvet fonksiyonlarının türevini alırken değişkenin üssü terimin önüne katsayı olarak yazılır ve üs değerinden bir çıkarılır.
İki fonksiyonun toplamının/farkının türevi, fonksiyonların türevlerinin toplamına/farkına eşittir.
(a) seçeneği:
\( y = \dfrac{\sqrt[7]{x^4} - 2x^2\sqrt{x}}{4x} \)
Verilen ifadenin türevini almadan önce ifadeyi düzenleyelim.
\( = \dfrac{x^{\frac{4}{7}} - 2x^{\frac{5}{2}}}{4x} \)
\( = \dfrac{x^{\frac{4}{7}}}{4x} - \dfrac{2x^{\frac{5}{2}}}{4x} \)
\( = \dfrac{1}{4}x^{\frac{4}{7} - 1} - \dfrac{1}{2}x^{\frac{5}{2} - 1} \)
\( = \dfrac{1}{4}x^{-\frac{3}{7}} - \dfrac{1}{2}x^{\frac{3}{2}} \)
\( y' = (\dfrac{1}{4}x^{-\frac{3}{7}} - \dfrac{1}{2}x^{\frac{3}{2}})' \)
\( = \dfrac{1}{4} \cdot (-\dfrac{3}{7})x^{-\frac{3}{7} - 1} - \dfrac{1}{2} \cdot \dfrac{3}{2}x^{\frac{3}{2} - 1} \)
\( = -\dfrac{3}{28}x^{-\frac{10}{7}} - \dfrac{3}{4}x^{\frac{1}{2}} \)
\( = -\dfrac{3}{28\sqrt[7]{x^{10}}} - \dfrac{3}{4}\sqrt{x} \)
(b) seçeneği:
\( y = \dfrac{1}{2\sqrt{x}}(\dfrac{3}{5x} - 4) \)
Verilen ifadenin türevini almadan önce ifadeyi düzenleyelim.
\( = \dfrac{1}{2}x^{-\frac{1}{2}}(\dfrac{3}{5}x^{-1} - 4) \)
\( = \dfrac{3}{10}x^{-\frac{1}{2} - 1} - 2x^{-\frac{1}{2}} \)
\( = \dfrac{3}{10}x^{-\frac{3}{2}} - 2x^{-\frac{1}{2}} \)
\( y' = (\dfrac{3}{10}x^{-\frac{3}{2}} - 2x^{-\frac{1}{2}})' \)
\( = \dfrac{3}{10} \cdot (-\dfrac{3}{2})x^{-\frac{3}{2} - 1} - 2 \cdot (-\dfrac{1}{2})x^{-\frac{1}{2} - 1} \)
\( = -\dfrac{9}{20}x^{-\frac{5}{2}} + x^{-\frac{3}{2}} \)
\( = -\dfrac{9}{20\sqrt{x^5}} + \dfrac{1}{\sqrt{x^3}} \)
(c) seçeneği:
\( y = 3x^3\sqrt{x}(\dfrac{3}{x^2} - \dfrac{6}{\sqrt{x}}) \)
Verilen ifadenin türevini almadan önce ifadeyi düzenleyelim.
\( = 3\sqrt{x^7}(\dfrac{3}{x^2} - \dfrac{6}{\sqrt{x}}) \)
\( = 3x^{\frac{7}{2}}(3x^{-2} - 6x^{-\frac{1}{2}}) \)
\( = 9x^{\frac{7}{2} - 2} - 18x^{\frac{7}{2} - {\frac{1}{2}}} \)
\( = 9x^{\frac{3}{2}} - 18x^3 \)
\( y' = (9x^{\frac{3}{2}} - 18x^3)' \)
\( = 9 \cdot \dfrac{3}{2}x^{\frac{3}{2} - 1} - 18 \cdot 3x^{3 - 1} \)
\( = \dfrac{27}{2}x^{\frac{1}{2}} - 54x^2 \)
\( = \dfrac{27}{2}\sqrt{x} - 54x^2 \)
\( f(x) = (x - \dfrac{1}{x})^3 \)
olduğuna göre, \( f \) fonksiyonunun türevini bulun.
Çözümü Göster\( f(x) = (x - \dfrac{1}{x})^3 \)
Parantez küpü ifadesinin açılımını yazalım.
\( f(x) = x^3 - 3x^2\dfrac{1}{x} + 3x\dfrac{1}{x^2} - \dfrac{1}{x^3} \)
\( = x^3 - 3x + \dfrac{3}{x} - \dfrac{1}{x^3} \)
\( = x^3 - 3x + 3x^{-1} - x^{-3} \)
Fonksiyonun türevini alalım.
\( f'(x) = (x^3 - 3x + 3x^{-1} - x^{-3})' \)
\( = 3x^2 - 3 - 3x^{-2} + 3x^{-4} \)
\( f'(x) = 3x^2 - 3 - \dfrac{3}{x^2} + \dfrac{3}{x^4} \)
\( f(x) = 3(x - 2)(x + 2)(2x - 1) \)
olduğuna göre, \( f'(2) \) değerini bulun.
Çözümü Göster\( f(x) = 3(x - 2)(x + 2)(2x - 1) \)
Parantezleri genişleterek fonksiyonu açık haliyle yazalım.
\( f(x) = (3x^2 - 12)(2x - 1) \)
\( = 6x^3 - 3x^2 - 24x + 12 \)
Fonksiyonun türevini alalım.
\( f'(x) = (6x^3 - 3x^2 - 24x + 12)' \)
\( = 18x^2 - 6x - 24 \)
Türev fonksiyonunda \( x = 2 \) yazarak \( f'(2) \) değerini bulalım.
\( f'(2) = 18(2)^2 - 6(2) - 24 = 36 \) bulunur.
\( f(t) = at^3 - b\sqrt[5]{t^2} + \dfrac{c}{\sqrt[3]{t}} \) olduğuna göre, \( \dfrac{d f(t)}{dt} \) ifadesini bulun.
Çözümü Göster\( \frac{d f(t)}{dt} \) ifadesi \( f \) fonksiyonunun \( t \) değişkenine göre türevidir.
Fonksiyonun terimlerini üslü ifade şeklinde yazalım.
\( f \) fonksiyonu \( t \) değişkenine bağlı bir fonksiyon olarak tanımlandığı için \( a \), \( b \) ve \( c \) ifadelerini sabit birer değer olarak düşünebiliriz.
\( f(t) = at^3 - bt^{\frac{2}{5}} + ct^{-\frac{1}{3}} \)
Fonksiyonun türevini alalım.
\( f'(t) = 3at^2 - \dfrac{2}{5}bt^{\frac{2}{5} - 1} + (-\dfrac{1}{3})ct^{-\frac{1}{3} - 1} \)
\( = 3at^2 - \dfrac{2}{5}bt^{-\frac{3}{5}} - \dfrac{1}{3}ct^{-\frac{4}{3}} \)
\( = 3at^2 - \dfrac{2b}{5\sqrt[5]{t^3}} - \dfrac{c}{3\sqrt[3]{t^4}} \)
\( f(x) = \dfrac{2x^2(\sqrt{x} - \frac{3}{\sqrt{x}})}{\sqrt[3]{x^2}} \)
olduğuna göre, \( f \) fonksiyonunun türevini bulun.
Çözümü Göster\( f \) fonksiyonunu türev toplama ve çıkarma kurallarını kullanabileceğimiz şekilde üslü ifadelerin toplamı/farkı formuna getirelim.
\( f(x) = \dfrac{2x^2\sqrt{x} - 2x^2\frac{3}{\sqrt{x}}}{\sqrt[3]{x^2}} \)
\( = \dfrac{2x^2x^{\frac{1}{2}} - 6x^2x^{-\frac{1}{2}}}{x^{\frac{2}{3}}} \)
\( = \dfrac{2x^{2 + \frac{1}{2}} - 6x^{2 -\frac{1}{2}}}{x^{\frac{2}{3}}} \)
\( = \dfrac{2x^{\frac{5}{2}} - 6x^{\frac{3}{2}}}{x^{\frac{2}{3}}} \)
Kesirli ifadeyi iki kesirin farkı şeklinde yazalım.
\( = \dfrac{2x^{\frac{5}{2}}}{x^{\frac{2}{3}}} - \dfrac{6x^{\frac{3}{2}}}{x^{\frac{2}{3}}} \)
\( = 2x^{\frac{5}{2} - \frac{2}{3}} - 6x^{\frac{3}{2} - \frac{2}{3}} \)
\( = 2x^{\frac{11}{6}} - 6x^{\frac{5}{6}} \)
Fonksiyonun türevini alalım.
\( f'(x) = 2 \cdot \dfrac{11}{6}x^{\frac{11}{6} - 1} - 6 \cdot \dfrac{5}{6}x^{\frac{5}{6} - 1} \)
\( = \dfrac{11}{3}x^{\frac{5}{6}} - 5x^{-\frac{1}{6}} \)
Üsleri kesirli olan ifadeleri köklü ifadeye çevirelim.
\( = \dfrac{11\sqrt[6]{x^5}}{3} - \dfrac{5}{\sqrt[6]{x}} \) bulunur.
İki fonksiyonun çarpımının türevi, birinci fonksiyonun türevi ile ikinci fonksiyonun çarpımı ve birinci fonksiyon ile ikinci fonksiyonun türevinin çarpımının toplamına eşittir.
\( f \) ve \( g \) türevlenebilir fonksiyonlar olmak üzere,
\( (f \cdot g)' = f' \cdot g \) \( + f \cdot g' \)
\( f(x) = x^2 - 3x \)
\( g(x) = 3x + 2 \)
\( (f \cdot g)'(x) = (x^2 - 3x)'(3x + 2) \) \( + (x^2 - 3x)(3x + 2)' \)
\( = (2x - 3)(3x + 2) \) \( + (x^2 - 3x)3 \)
\( = 6x^2 + 4x - 9x - 6 \) \( + 3x^2 - 9x \)
\( = 9x^2 - 14x - 6 \)
\( [f(x) \cdot g(x)]' = f'(x) \cdot g(x) \) \( + f(x) \cdot g'(x) \)
\( [f(x) \cdot g(x)]' \) fonksiyonu için türevin limit tanımını yazalım.
\( [f(x) \cdot g(x)]' = \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{f(x + h) \cdot g(x + h) - f(x) \cdot g(x)}{h} \)
Paya \( f(x) \cdot g(x + h) \) terimini ekleyip çıkaralım.
\( = \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{f(x + h) \cdot g(x + h) - f(x) \cdot g(x + h) + f(x) \cdot g(x + h) - f(x) \cdot g(x)}{h} \)
Paydaki terimleri ortak çarpan parantezine alalım.
\( = \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{(f(x + h) - f(x)) \cdot g(x + h) + f(x) \cdot (g(x + h) - g(x))}{h} \)
Limitin toplama kuralını kullanarak ifadeyi iki limit toplamına dönüştürelim.
\( = \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{(f(x + h) - f(x)) \cdot g(x + h)}{h} + \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{f(x) \cdot (g(x + h) - g(x))}{h} \)
Limitin çarpma kuralını kullanarak her bir limit ifadesinin çarpanlarını ayrı limitlere dönüştürelim.
\( = \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{f(x + h) - f(x)}{h} \cdot \lim\limits_{h \to 0} g(x + h) + \lim\limits_{h \to 0} f(x) \cdot \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{g(x + h) - g(x)}{h} \)
Aşağıdaki iki ifade \( f(x) \) ve \( g(x) \)'in türevinin limit tanımına eşittir.
\( \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{f(x + h) - f(x)}{h} = f'(x) \)
\( \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{g(x + h) - g(x)}{h} = g'(x) \)
Aşağıdaki iki ifade \( h \) sıfıra giderken fonksiyonların kendisine eşittir.
\( \lim\limits_{h \to 0} f(x) = f(x) \)
\( \lim\limits_{h \to 0} g(x + h) = g(x) \)
Her bir ifadeyi yerine koyduğumuzda türevin çarpma kuralını elde ederiz.
\( [f(x) \cdot g(x)]' = f'(x) \cdot g(x) + f(x) \cdot g'(x) \)
Çarpma kuralı üç fonksiyonun çarpımına aşağıdaki şekilde uygulanabilir.
\( f \), \( g \) ve \( h \) türevlenebilir fonksiyonlar olmak üzere,
\( (f \cdot g \cdot h)' = f' \cdot g \cdot h \) \( + f \cdot g' \cdot h \) \( + f \cdot g \cdot h' \)
\( f(x) = x^3e^x\sin{x} \) fonksiyonunun türevi:
\( f'(x) = (x^3)'e^x\sin{x} + x^3(e^x)'\sin{x} + x^3e^x(\sin{x})' \)
\( = 3x^2e^x\sin{x} + x^3e^x\sin{x} + x^3e^x\cos{x} \)
\( f(x) = \sqrt{x}\sqrt[3]{x} \)
olduğuna göre, \( f'(64) \) ifadesinin değeri kaçtır?
Çözümü GösterÇarpma kuralını kullanarak fonksiyonun türevini alalım.
\( f'(x) = (\sqrt{x})'\sqrt[3]{x} + \sqrt{x}(\sqrt[3]{x})' \)
\( = \dfrac{1}{2\sqrt{x}}\sqrt[3]{x} + \sqrt{x}\dfrac{1}{3\sqrt[3]{x^2}} \)
\( f'(64) \) değerini bulmak için \( x = 64 \) koyalım.
\( f'(64) = \dfrac{1}{2\sqrt{64}}\sqrt[3]{64} + \sqrt{64}\dfrac{1}{3\sqrt[3]{64^2}} \)
\( = \dfrac{1}{4} + \dfrac{1}{6} = \dfrac{5}{12} \) bulunur.
\( f(x) = 2x^2 + x + 3 \)
\( g(x) = 4x + 4 \) olduğuna göre,
\( (f \cdot g)'(3) \) ifadesinin değeri kaçtır?
Çözümü GösterÇarpma kuralını kullanarak fonksiyonların çarpımının türevini alalım.
\( (f \cdot g)'(x) = f'(x)g(x) + f(x)g'(x) \)
\( = (2x^2 + x + 3)'(4x + 4) + (2x^2 + x + 3)(4x + 4)' \)
\( = (4x + 1)(4x + 4) + (2x^2 + x + 3)4 \)
\( = 16x^2 + 20x + 4 + 8x^2 + 4x + 12 \)
\( = 24x^2 + 24x + 16 \)
\( (f \cdot g)'(3) \) değerini bulmak için \( x = 3 \) koyalım.
\( (f \cdot g)'(3) = 24(3)^2 + 24(3) + 16 \)
\( = 216 + 72 + 16 = 304 \) bulunur.
\( f(x) = (4x + 1)(2x + 3) \) olduğuna göre, \( f'(2) \) değeri kaçtır?
Çözümü Göster1. yöntem:
Parantezleri genişleterek ifadenin açılımını yazalım.
\( f(x) = 8x^2 + 14x + 3 \)
Fonksiyonun türevini alalım.
\( f'(x) = 16x + 14 \)
\( f'(2) \) değerini bulmak için \( x = 2 \) koyalım.
\( f'(2) = 16(2) + 14 = 46 \)
2. yöntem:
Çarpma kuralını kullanarak fonksiyonun türevini alalım.
\( f'(x) = [(4x + 1)(2x + 3)]' \)
\( = (4x + 1)'(2x + 3) + (4x + 1)(2x + 3)' \)
\( = 4(2x + 3) + (4x + 1)2 \)
\( = 8x + 12 + 8x + 2 \)
\( = 16x + 14 \)
\( f'(2) \) değerini bulmak için \( x = 2 \) koyalım.
\( f'(2) = 16(2) + 14 = 46 \)
Aşağıdaki fonksiyonların türevini bulunuz.
(a) \( f(x) = x^3\cos{x} \)
(b) \( f(x) = x^2\ln{x} \)
(c) \( f(x) = e^x(\sin{x} + \cos{x}) \)
Çözümü GösterÇarpma kuralını kullanarak fonksiyonların türevini alalım.
(a) seçeneği:
\( f(x) = x^3\cos{x} \)
Fonksiyonun çarpanlarını aşağıdaki şekilde belirleyelim.
\( g(x) = x^3, \quad h(x) = \cos{x} \)
\( f(x) = g(x) \cdot h(x) \)
\( f'(x) = [g(x) \cdot h(x)]' \)
\( = g'(x) \cdot h(x) + g(x) \cdot h'(x) \)
\( = (x^3)' \cdot \cos{x} + x^3 \cdot (\cos{x})' \)
\( = 3x^2\cos{x} + x^3(-\sin{x}) \)
\( = 3x^2\cos{x} - x^3\sin{x} \)
(b) seçeneği:
\( f(x) = x^2\ln{x} \)
Fonksiyonun çarpanlarını aşağıdaki şekilde belirleyelim.
\( g(x) = x^2, \quad h(x) = \ln{x} \)
\( f(x) = g(x) \cdot h(x) \)
\( f'(x) = [g(x) \cdot h(x)]' \)
\( = g'(x) \cdot h(x) + g(x) \cdot h'(x) \)
\( = (x^2)' \cdot \ln{x} + x^2 \cdot (\ln{x})' \)
\( = 2x\ln{x} + x^2 \cdot \dfrac{1}{x} \)
\( = 2x\ln{x} + x \)
(c) seçeneği:
\( f(x) = e^x(\sin{x} + \cos{x}) \)
Fonksiyonun çarpanlarını aşağıdaki şekilde belirleyelim.
\( g(x) = e^x, \quad h(x) = \sin{x} + \cos{x} \)
\( f(x) = g(x) \cdot h(x) \)
\( f'(x) = [g(x) \cdot h(x)]' \)
\( = g'(x) \cdot h(x) + g(x) \cdot h'(x) \)
\( = (e^x)' \cdot (\sin{x} + \cos{x}) + e^x \cdot (\sin{x} + \cos{x})' \)
\( = e^x \cdot (\sin{x} + \cos{x}) + e^x \cdot (\cos{x} - \sin{x}) \)
\( = e^x\sin{x} + e^x\cos{x} + e^x\cos{x} - e^x\sin{x} \)
\( = 2e^x\cos{x} \)
\( f(x) = x^3 \cdot g(x) \)
\( g(2) = 4, \quad g'(2) = 3 \)
olduğuna göre, \( f'(2) \) kaçtır?
Çözümü GösterÇarpma kuralını kullanarak \( f \) fonksiyonunun türevini alalım.
\( f'(x) = (x^3)' \cdot g(x) + x^3 \cdot g'(x) \)
\( f'(x) = 3x^2 \cdot g(x) + x^3 \cdot g'(x) \)
\( f'(2) \) değerini bulmak için \( x = 2 \) koyalım.
\( f'(2) = 3(2)^2 \cdot g(2) + 2^3 \cdot g'(2) \)
Soruda verilen değerleri yerine koyalım.
\( = 12 \cdot 4 + 8 \cdot 3 \)
\( = 72 \) bulunur.
İki fonksiyonun bölümünün türevi aşağıdaki formülle alınır.
\( f \) ve \( g \) türevlenebilir fonksiyonlar olmak üzere,
\( \left( \dfrac{f}{g} \right)' \) \( = \dfrac{f' \cdot g - f \cdot g'}{g^2} \)
\( f(x) = 2x^2 - 4 \)
\( g(x) = 3x + 1 \)
\( \left( \dfrac{f(x)}{g(x)} \right)' \) \( = \dfrac{(2x^2 - 4)'(3x + 1) - (2x^2 - 4)(3x + 1)'}{(3x + 1)^2} \)
\( = \dfrac{4x(3x + 1) - (2x^2 - 4)3}{(3x + 1)^2} \)
\( = \dfrac{6x^2 + 4x + 12}{(3x + 1)^2} \)
\( \left( \dfrac{f(x)}{g(x)} \right)' \) \( = \dfrac{f'(x) \cdot g(x) - f(x) \cdot g'(x)}{g^2(x)} \)
\( \left( \dfrac{f(x)}{g(x)} \right)' \) fonksiyonu için türevin limit tanımını yazalım.
\( \left( \dfrac{f(x)}{g(x)} \right)' = \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{\frac{f(x + h)}{g(x + h)} - \frac{f(x)}{g(x)}}{h} \)
\( = \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{f(x + h) \cdot g(x) - f(x) \cdot g(x + h)}{h \cdot g(x + h) \cdot g(x)} \)
Paya \( f(x) \cdot g(x) \) terimini ekleyip çıkaralım.
\( = \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{f(x + h) \cdot g(x) - f(x) \cdot g(x) + f(x) \cdot g(x) - f(x) \cdot g(x + h)}{h \cdot g(x) \cdot g(x + h)} \)
İfadeyi düzenleyelim.
\( = \lim\limits_{h \to 0} \left[ \dfrac{f(x + h) \cdot g(x) - f(x) \cdot g(x) - f(x) \cdot g(x + h) + f(x) \cdot g(x)}{h} \cdot \dfrac{1}{g(x) \cdot g(x + h)} \right] \)
Paydaki terimleri ortak çarpan parantezine alalım.
\( = \lim\limits_{h \to 0} \left[ \dfrac{(f(x + h) - f(x)) \cdot g(x) - f(x) \cdot (g(x + h) - g(x))}{h} \cdot \dfrac{1}{g(x) \cdot g(x + h)} \right] \)
Limit kurallarını kullanarak limiti terim ve çarpanlara dağıtalım.
\( = \left[ \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{f(x + h) - f(x)}{h} \cdot \lim\limits_{h \to 0} g(x) - \lim\limits_{h \to 0} f(x) \cdot \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{g(x + h) - g(x)}{h} \right] \cdot \dfrac{1}{\lim\limits_{h \to 0} g(x) \cdot \lim\limits_{h \to 0} g(x + h)} \)
Aşağıdaki iki ifade \( f(x) \) ve \( g(x) \)'in türevinin limit tanımına eşittir.
\( \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{f(x + h) - f(x)}{h} = f'(x) \)
\( \lim\limits_{h \to 0} \dfrac{g(x + h) - g(x)}{h} = g'(x) \)
Aşağıdaki üç ifade \( h \) sıfıra giderken fonksiyonların kendisine eşittir.
\( \lim\limits_{h \to 0} f(x) = f(x) \)
\( \lim\limits_{h \to 0} g(x) = g(x) \)
\( \lim\limits_{h \to 0} g(x + h) = g(x) \)
Her bir ifadeyi yerine koyduğumuzda türevin bölme kuralını elde ederiz.
\( \left( \dfrac{f(x)}{g(x)} \right)' \) \( = \dfrac{f'(x) \cdot g(x) - f(x) \cdot g'(x)}{g^2(x)} \)
Aşağıdaki fonksiyonların türevini bulunuz.
(a) \( f(x) = \dfrac{3x}{x^2 + x} \)
(b) \( g(x) = \dfrac{\sqrt[3]{x}}{\sqrt{x}} \)
(c) \( h(x) = \dfrac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x} - 1} \)
Çözümü GösterBölme kuralını kullanarak fonksiyonların türevini alalım.
(a) seçeneği:
\( f(x) = \dfrac{3x}{x^2 + x} \)
\( f'(x) = \dfrac{(3x)' \cdot (x^2 + x) - 3x \cdot (x^2 + x)'}{(x^2 + x)^2} \)
\( = \dfrac{3 \cdot (x^2 + x) - 3x \cdot (2x + 1)}{(x^2 + x)^2} \)
\( = \dfrac{3x^2 + 3x - 6x^2 - 3x}{(x^2 + x)^2} \)
\( = -\dfrac{3x^2}{(x^2 + x)^2} \)
(b) seçeneği:
\( g(x) = \dfrac{\sqrt[3]{x}}{\sqrt{x}} \)
\( g'(x) = \dfrac{(\sqrt[3]{x})' \cdot \sqrt{x} - \sqrt[3]{x} \cdot (\sqrt{x})'}{(\sqrt{x})^2} \)
\( = \dfrac{\dfrac{\sqrt{x}}{3\sqrt[3]{x^2}} - \dfrac{\sqrt[3]{x}}{2\sqrt{x}}}{x} \)
Payı ve paydayı 6 ile çarpalım.
\( = \dfrac{2x^{\frac{1}{2}}x^{-\frac{2}{3}} - 3x^{\frac{1}{3}}x^{-\frac{1}{2}}}{6x} \)
\( = \dfrac{2x^{-\frac{1}{6}} - 3x^{-\frac{1}{6}}}{6x} \)
\( = -\dfrac{x^{-\frac{1}{6}}}{6x} \)
\( = -\dfrac{1}{6x\sqrt[6]{x}} \)
(c) seçeneği:
\( h(x) = \dfrac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{x} - 1} \)
\( h'(x) = \dfrac{(\sqrt{x} + 1)' \cdot (\sqrt{x} - 1) - (\sqrt{x} + 1) \cdot (\sqrt{x} - 1)'}{(\sqrt{x} - 1)^2} \)
\( = \dfrac{\frac{1}{2\sqrt{x}} \cdot (\sqrt{x} - 1) - (\sqrt{x} + 1) \cdot \frac{1}{2\sqrt{x}}}{(\sqrt{x} - 1)^2} \)
\( = -\dfrac{1}{\sqrt{x}(\sqrt{x} - 1)^2} \)
Aşağıdaki fonksiyonların türevini bulunuz.
(a) \( f(x) = \dfrac{\sin{x}}{x^2} \)
(b) \( g(x) = \dfrac{1 - \cos{x}}{1 + \sin{x}} \)
(c) \( h(x) = \dfrac{e^x + 5}{e^x - 5} \)
Çözümü Göster(a) seçeneği:
\( f(x) = \dfrac{\sin{x}}{x^2} \)
Bölme kuralını kullanarak fonksiyonun türevini alalım.
\( f'(x) = \dfrac{(\sin{x})' \cdot x^2 - \sin{x} \cdot (x^2)'}{(x^2)^2} \)
\( = \dfrac{\cos{x} \cdot x^2 - \sin{x} \cdot 2x}{x^4} \)
\( = \dfrac{x\cos{x} - 2\sin{x}}{x^3} \)
(b) seçeneği:
\( g(x) = \dfrac{1 - \cos{x}}{1 + \sin{x}} \)
Bölme kuralını kullanarak fonksiyonun türevini alalım.
\( g'(x) = \dfrac{(1 - \cos{x})' \cdot (1 + \sin{x}) - (1 - \cos{x}) \cdot (1 + \sin{x})'}{(1 + \sin{x})^2} \)
\( = \dfrac{\sin{x} \cdot (1 + \sin{x}) - (1 - \cos{x}) \cdot \cos{x}}{(1 + \sin{x})^2} \)
\( = \dfrac{\sin{x} + \sin^2{x} - \cos{x} + \cos^2{x}}{(1 + \sin{x})^2} \)
\( = \dfrac{1 + \sin{x} - \cos{x}}{(1 + \sin{x})^2} \)
(c) seçeneği:
\( h(x) = \dfrac{e^x + 5}{e^x - 5} \)
Bölme kuralını kullanarak fonksiyonun türevini alalım.
\( h'(x) = \dfrac{(e^x + 5)' \cdot (e^x - 5) - (e^x + 5) \cdot (e^x - 5)'}{(e^x - 5)^2} \)
\( = \dfrac{e^x \cdot (e^x - 5) - (e^x + 5) \cdot e^x}{(e^x - 5)^2} \)
\( = \dfrac{e^x(e^x - 5 - (e^x + 5))}{(e^x - 5)^2} \)
\( = -\dfrac{10e^x}{(e^x - 5)^2} \)
\( f(x) = \dfrac{\ln{x}}{1 - \ln{x}} \) olduğuna göre, \( f'(x) \) fonksiyonunu bulunuz.
Çözümü GösterBölme kuralını kullanarak fonksiyonun türevini alalım.
\( f'(x) = \dfrac{(\ln{x})' \cdot (1 - \ln{x}) - \ln{x} \cdot (1 - \ln{x})'}{(1 - \ln{x})^2} \)
\( = \dfrac{\frac{1}{x} \cdot (1 - \ln{x}) - \ln{x} \cdot (-\frac{1}{x})}{(1 - \ln{x})^2} \)
\( = \dfrac{\frac{1}{x} - \frac{\ln{x}}{x} + \frac{\ln{x}}{x}}{(1 - \ln{x})^2} \)
\( = \dfrac{1}{x(1 - \ln{x})^2} \) bulunur.
\( f'(x) \cdot g(x) - f(x) \cdot g'(x) \) \( = (x^2 - 4x + 13) \cdot g^2(x) \)
olduğuna göre, \( (\dfrac{f}{g})'(2) \) ifadesinin değeri kaçtır?
Çözümü GösterEşitliğin iki tarafını \( g^2(x) \)'ye bölelim.
\( \dfrac{f'(x) \cdot g(x) - f(x) \cdot g'(x)}{g^2(x)} = x^2 - 4x + 13 \)
Eşitliğin sol tarafı iki fonksiyonun bölümünün türevinin formülüdür.
\( (\dfrac{f}{g})'(x) = x^2 - 4x + 13 \)
\( x = 2 \) koyarak istenen türev değerini bulalım.
\( (\dfrac{f}{g})'(2) = 2^2 - 4(2) + 13 \)
\( = 9 \) bulunur.
\( f(x) = \dfrac{x^2 + mx}{3 - x} \) veriliyor.
\( f(1) + f'(2) = \dfrac{3}{2} \) olduğuna göre, \( m \) değeri kaçtır?
Çözümü Göster\( f(1) \) değerini bulmak için \( x = 1 \) koyalım.
\( f(1) = \dfrac{1^2 + m(1)}{3 - 1} \)
\( = \dfrac{1 + m}{2} \)
Bölme kuralını kullanarak fonksiyonun türevini alalım.
\( f'(x) = \dfrac{(x^2 + mx)'(3 - x) - (x^2 + mx)(3 - x)'}{(3 - x)^2} \)
\( = \dfrac{(2x + m)(3 - x) - (x^2 + mx)(-1)}{(3 - x)^2} \)
\( = \dfrac{(2x + m)(3 - x) + (x^2 + mx)}{(3 - x)^2} \)
\( f'(2) \) değerini bulmak için \( x = 2 \) koyalım.
\( f'(2) = \dfrac{(2(2) + m)(3 - 2) + (2^2 + m(2))}{(3 - 2)^2} \)
\( = (4 + m) + (4 + 2m) \)
\( = 3m + 8 \)
Bulduğumuz değerleri verilen eşitlikte yerine yazalım.
\( f(1) + f'(2) = \dfrac{3}{2} \)
\( \dfrac{1 + m}{2} + 3m + 8 = \dfrac{3}{2} \)
\( 1 + m + 6m + 16 = 3 \)
\( 7m = -14 \)
\( m = -2 \) bulunur.
\( f(x) = \dfrac{x^2}{g(x) + 1} \)
\( g(2) = 3, \quad g'(2) = 2 \)
olduğuna göre, \( f'(2) \) kaçtır?
Çözümü GösterBölme kuralını kullanarak \( f \) fonksiyonunun türevini alalım.
\( f'(x) = \dfrac{(x^2)' \cdot (g(x) + 1) - x^2 \cdot (g(x) + 1)'}{(g(x) + 1)^2} \)
\( = \dfrac{2x \cdot (g(x) + 1) - x^2 \cdot g'(x)}{(g(x) + 1)^2} \)
\( f'(2) \) değerini bulmak için \( x = 2 \) koyalım.
\( f'(2) = \dfrac{2(2) \cdot (g(2) + 1) - 2^2 \cdot g'(2)}{(g(2) + 1)^2} \)
Soruda verilen değerleri yerine koyalım.
\( = \dfrac{4 \cdot (3 + 1) - 4 \cdot 2}{(3 + 1)^2} \)
\( = \dfrac{16 - 8}{16} = \dfrac{1}{2} \) bulunur.
\( f(x) = \sqrt{x} - 2\sqrt[3]{x} + 3\sqrt[3]{x^2} \) ise,
\( \dfrac{df}{dx}|_{x=64} \) kaçtır?
Çözümü Göster\( \frac{df}{dx} \) ifadesi fonksiyonun \( x \)'e göre birinci türevidir.
Fonksiyondaki köklü ifadeleri üslü ifadeye çevirelim.
\( f(x) = x^{\frac{1}{2}} - 2x^{\frac{1}{3}} + 3x^{\frac{2}{3}} \)
Fonksiyonun türevini alalım.
\( f'(x) = \dfrac{1}{2}x^{\frac{1}{2} - 1} - 2 \cdot \dfrac{1}{3}x^{\frac{1}{3} - 1} + 3 \cdot \dfrac{2}{3}x^{\frac{2}{3} - 1} \)
\( = \dfrac{1}{2}x^{-\frac{1}{2}} - \dfrac{2}{3}x^{-\frac{2}{3}} + 2x^{-\frac{1}{3}} \)
\( = \dfrac{1}{2\sqrt{x}} - \dfrac{2}{3\sqrt[3]{x^2}} + \dfrac{2}{\sqrt[3]{x}} \)
\( f'(64) \) değerini bulmak için \( x = 64 \) koyalım.
\( f'(64) = \dfrac{1}{2\sqrt{64}} - \dfrac{2}{3\sqrt[3]{64^2}} + \dfrac{2}{\sqrt[3]{64}} \)
\( = \dfrac{1}{16} - \dfrac{2}{48} + \dfrac{2}{4} \)
\( = \dfrac{25}{48} \) bulunur.
\( f \) ve \( g \) türevlenebilir fonksiyonlardır.
\( f(2) = 3, \quad g(2) = 2 \),
\( f'(2) = -1, \quad g'(2) = 4 \) olduğuna göre,
\( (\dfrac{f + g}{f \cdot g})'(2) \) ifadesinin değeri kaçtır?
Çözümü GösterBölme kuralını kullanarak \( \frac{f + g}{f \cdot g} \) fonksiyonunun türevini alalım.
\( (\dfrac{f + g}{f \cdot g})' = \dfrac{(f + g)' \cdot (f \cdot g) - (f + g) \cdot (f \cdot g)'}{(f \cdot g)^2} \)
Türev toplama ve çarpma kurallarını kullanarak türevi parantez içine dağıtalım.
\( = \dfrac{(f' + g') \cdot (f \cdot g) - (f + g) \cdot (f' \cdot g + f \cdot g')}{(f \cdot g)^2} \)
Soruda verilen değerleri yerine koyalım.
\( (\dfrac{f + g}{f \cdot g})'(2) = \dfrac{(f'(2) + g'(2)) \cdot f(2) \cdot g(2) - (f(2) + g(2)) \cdot (f'(2) \cdot g(2) + f(2) \cdot g'(2))}{(f(2) \cdot g(2))^2} \)
\( = \dfrac{(-1 + 4) \cdot 3 \cdot 2 - (3 + 2) \cdot (-1 \cdot 2 + 3 \cdot 4)}{(3 \cdot 2)^2} \)
\( = \dfrac{18 - 50}{36} = -\dfrac{8}{9} \) bulunur.
\( f(x) \) bir polinom fonksiyonu olmak üzere,
\( f(x) + f'(x) = 2x^2 + 8x + 6 \) olduğuna göre, \( f(0) \) kaçtır?
Çözümü Göster\( f(x) \) bir polinom fonksiyonu olduğu için \( f'(x) \) fonksiyonunun derecesi \( f(x) \) fonksiyonunun derecesinden 1 eksik olur.
Buna göre \( f(x) + f'(x) \) fonksiyonu 2. dereceden ise \( f(x) \) de \( 2. \) dereceden olmalıdır.
\( f(x) = ax^2 + bx + c \)
\( f'(x) = 2ax + b \)
\( f(x) + f'(x) = 2x^2 + 8x + 6 \)
\( ax^2 + bx + c + 2ax + b = 2x^2 + 8x + 6 \)
\( ax^2 + (2a + b)x + b + c = 2x^2 + 8x + 6 \)
İki polinomun eşitliğinde aynı dereceli terimlerin katsayıları birbirine eşit olur.
\( a = 2 \)
\( 2a + b = 8 \Longrightarrow b = 4 \)
\( b + c = 6 \Longrightarrow c = 2 \)
\( f(x) = 2x^2 + 4x + 2 \)
\( f(0) \) değerini bulmak için \( x = 0 \) koyalım.
\( f(0) = 2(0)^2 + 4(0) + 2 = 2 \) bulunur.
\( f(x) \) 5. dereceden bir polinom fonksiyonudur.
\( f(-2) = f(-1) = f(1) = f(2) = f(3) = 14 \)
\( f'(3) = 80 \) olduğuna göre, \( f(0) \) kaçtır?
Çözümü Göster5. dereceden \( f(x) \) polinom fonksiyonunun 5 farklı noktadaki değeri aynı ve 14 olduğu için, fonksiyonu kökleri bu 5 nokta olan bir fonksiyonun 14 birim yukarı ötelenmiş hali olarak düşünebiliriz.
\( f(x) = a(x + 2)(x + 1)(x - 1)(x - 2)(x - 3) + 14 \)
Fonksiyonun türevini çarpma kuralını kullanarak alırken ilk terimde \( (x - 3) \) çarpanının türevini alalım. Bu durumda kalan 4 terimde bu çarpanın türevi alınmayacağı için \( (x - 3) \) şeklinde bulunacaktır.
\( f'(x) = a(x + 2)(x + 1)(x - 1)(x - 2)(x - 3)' + \ldots \)
\( = a(x + 2)(x + 1)(x - 1)(x - 2) + \ldots \)
\( f'(3) \) değerini bulmak için \( x = 3 \) koyalım. İlk terimden sonraki 4 terim \( (x - 3) \) çarpanını içerdiği için bu terimler 0 olacaktır.
\( f'(3) = a(3 + 2)(3 + 1)(3 - 1)(3 - 2) + 0 = 80 \)
\( = a(5)(4)(2)(1) = 80 \)
\( a = 2 \)
\( f \) fonksiyonu aşağıdaki gibi olur.
\( f(x) = 2(x + 2)(x + 1)(x - 1)(x - 2)(x - 3) + 14 \)
\( f(0) \) değerini bulmak için \( x = 0 \) koyalım.
\( f(0) = 2(0 + 2)(0 + 1)(0 - 1)(0 - 2)(0 - 3) + 14 \)
\( = -10 \) bulunur.
\( f(x) = x^2 \)
\( g(x) = x^4 + 1 \)
\( h(x) = x^3 + 1 \) olduğuna göre,
\( (f \cdot g \cdot h)(-1) \) ifadesinin değeri kaçtır?
Çözümü GösterTürev çarpma kuralı üç fonksiyonun çarpımına aşağıdaki şekilde uygulanabilir.
\( (fgh)' = f'gh + fg'h + fgh' \)
Türev değeri istenen nokta (\( x = -1 \)) bu fonksiyonlardan birini (örneğin \( h \) fonksiyonu) sıfır yapıyorsa (\( h(-1) = 0 \)) çarpım kuralında bu fonksiyonun türevinin alındığı terim hariç diğer terimler sıfır olur, dolayısıyla çarpma kuralı formülünü sadece bu fonksiyonun türevinin alındığı terimi içerecek şekilde aşağıdaki şekilde yazabiliriz.
\( (fgh)' = f'g(0) + fg'(0) + fgh' \)
\( (fgh)' = fgh' \)
Sorudaki fonksiyonları incelediğimizde \( x = -1 \) noktasının \( h \) fonksiyonunu sıfır yaptığını görüyoruz.
\( h(-1) = (-1)^3 + 1 = 0 \)
Bu kısa çözümü üç fonksiyonunun çarpımının türevine uygulayalım.
\( (f \cdot g \cdot h)'(x) = x^2(x^4 + 1) (x^3 + 1)' + \ldots \)
\( = x^2(x^4 + 1)3x^2 + \ldots \)
\( (f \cdot g \cdot h)'(-1) \) değerini bulmak için \( x = -1 \) koyalım.
\( (f \cdot g \cdot h)'(-1) = (-1)^2((-1)^4 + 1)3(-1)^2 + 0 \)
\( = 1(2)(3) = 6 \) bulunur.