10. Sınıf Matematik · 4. Ünite: Nicelikler ve Değişimler

Karesel Optimizasyon ve Ters Orantı Problemleri

Bir çiftçi elindeki telle en geniş bahçeyi çevirmek, bir dükkân sahibi en çok kazandıran satış fiyatını bulmak, bir mühendis fırlatılan bir cismin en yüksek noktasını hesaplamak ister. Hepsi aynı soruyu sorar: "En iyisi hangisi?" Bu konuda üretim ve tüketim gibi gerçek bağlamları karesel fonksiyonla modelleyecek, en büyük ya da en küçük değeri x = −b/2a noktasında f(−b/2a) olarak bulacaksın. Ayrıca kâr ve maliyet gibi ters orantılı nicelikleri rasyonel fonksiyonla modelleyip modellerin sınırlarını ve verimliliğini değerlendireceksin; ikinci dereceden denklemlerin tarihine de kısa bir yolculuk yapacaksın.

Kazanımlar

Konu anlatımı

  1. 1. En iyisini bulmak

  2. 2. Karesel modelde en büyük ve en küçük değer

  3. 3. Alan problemleri

  4. 4. Kâr problemleri

  5. 5. Yükseklik problemleri

  6. 6. Ters orantı ve rasyonel model

  7. 7. Modelleri değerlendirmek: sınırlılık ve verimlilik

  8. 8. İkinci dereceden denklemlerin tarihi

  9. 9. Çözümlü örnekler

  10. 10. Sık yapılan hatalar ve kavram yanılgıları

Anahtar terimler

En iyileme (optimizasyon)
Bir niceliğin en büyük ya da en küçük değerini bulma problemi.
Tepe noktası
Parabolün en yüksek ya da en alçak noktası; x = −b/2a apsisinde bulunur.
En büyük-en küçük değer
Karesel fonksiyonun tepe noktasındaki değeri f(−b/2a); a < 0 için en büyük, a > 0 için en küçüktür.
Geçerlilik aralığı
Modelin bağlam açısından anlamlı olduğu değişken aralığı; çözüm bu aralıkta aranır.
Kâr
Gelir ile maliyet arasındaki fark; K(p) = (p − c)·D(p).
Talep
Belirli bir fiyatta satılan ürün adedi; fiyat arttıkça genellikle azalır.
Ters orantı
Çarpımı sabit olan iki nicelik: x · y = k.
Birim maliyet
Toplam maliyetin üretilen adede bölümü: u(n) = G/n + v.
Yatay asimptot
Grafiğin yaklaştığı ama ulaşamadığı sınır; birim maliyet modelinde değişken maliyettir.
Tamkareye tamamlama
Harizmi'nin geometrik yönteminin cebirsel karşılığı: x² + bx ifadesini bir karenin alanına tamamlama.

Örnek soru

$f(x) = -x^2 + 8x + 3$ fonksiyonunun alabileceği en büyük değer kaçtır?

  1. $3$
  2. $4$
  3. $16$
  4. $22$
  5. $19$

Doğru cevap: E

Çözüm

1. $a = -1 < 0$ olduğundan fonksiyon tepe noktasında en büyük değerini alır.
2. $x_T = -\dfrac{8}{2 \cdot (-1)} = 4$.
3. $f(4) = -16 + 32 + 3 = 19$. Tamkareyle: $-(x - 4)^2 + 19$.
Doğru cevap: E. B seçeneği en büyük değerin alındığı $x$ noktasıdır; C seçeneği ise sabit terim $+3$'ü eklemeyi unutmaktır ($-16 + 32$).

10. Sınıf Matematik: tüm konular