Matematik I · 1. Ünite: Limit ve Süreklilik

Asimptotlar ve Eğri Çizimine Giriş

Bir fonksiyonun grafiği, bazı doğrulara sınırsızca yaklaşıp onlara hiç ya da ancak sonsuzda ulaşabilir; bu doğrulara asimptot denir ve eğrinin "uç davranışı"nı özetler. Bu konuda dikey, yatay ve eğik asimptotları limitlerle tanımlar, sistematik bir arama yöntemi kurar (aday noktalar, $m$ ve $b$ formülleri, polinom bölmesi), delik ile asimptotu ayırt eder ve tam bir asimptot analizinden grafik taslağı çıkarırsınız.

Öğrenme hedefleri

Konu anlatımı

  1. Bağlam: Ortalama maliyet ve uzun vadeli davranış

  2. Tanımlar: üç tür asimptot

  3. Dikey asimptot arama yöntemi

  4. Yatay ve eğik asimptot arama yöntemi

  5. Tam asimptot analizi ve grafik taslağı

  6. Sık yapılan hatalar ve kavram yanılgıları

Anahtar terimler

Dikey asimptot (vertical asymptote)
$x\to a^\pm$ iken $f(x)\to\pm\infty$ olması durumunda $x = a$ doğrusu; eğri bu doğruya hiçbir zaman değmez.
Yatay asimptot (horizontal asymptote)
$\lim_{x\to\pm\infty} f(x) = L$ ise $y = L$ doğrusu; her yön için ayrı ayrı sınanır.
Eğik asimptot (oblique asymptote)
$m\neq0$ için $f(x) - (mx+b)\to 0$ ($x\to\pm\infty$) olan $y = mx+b$ doğrusu; $m = \lim f(x)/x$ ve $b = \lim[f(x)-mx]$.
Delik (hole)
Payda sıfırlanan ama limiti sonlu olan nokta; ortak çarpanın sadeleşmesinden doğar ve asimptot değildir.
Polinom bölmesi (polynomial division)
Rasyonel fonksiyonu bölüm + kalan/payda biçiminde yazarak eğik asimptotu bölümden okuma yöntemi.
Uç davranış (end behavior)
$x\to\pm\infty$ iken fonksiyonun gidişi; yatay ya da eğik asimptot ya da sınırsız büyüme olarak ortaya çıkar.
Tek yönlü limit ve işaret analizi
Dikey asimptotta eğrinin $+\infty$ ya da $-\infty$ yönüne gittiğini $x\to a^+$ ve $x\to a^-$ için ayrı ayrı belirleme işlemi.
Ortalama maliyet (average cost)
$A(x) = C(x)/x$; sabit giderin etkisinden dolayı $x\to0^+$ iken dikey, büyük $x$ için birim maliyet doğrusuna eğik asimptot gösterir.

Örnek soru

$f(x) = \dfrac{x^2 + 1}{x - 1}$ fonksiyonunun eğik asimptotu aşağıdakilerden hangisidir?

  1. $y = x$
  2. $y = x + 1$
  3. $y = x - 1$
  4. $y = x + 2$
  5. Eğik asimptot yoktur.

Doğru cevap: B

Çözüm

1. Pay derecesi $2$, payda derecesi $1$: derece farkı $1$, eğik asimptot vardır.
2. Polinom bölmesi: $x^2 + 1 = (x + 1)(x - 1) + 2$. Dolayısıyla $f(x) = x + 1 + \dfrac{2}{x - 1}$.
3. $\dfrac{2}{x-1} \to 0$ ($x\to\pm\infty$) olduğundan asimptot $y = x + 1$. Sayısal: $x = 100$ için $f = 101.0202$.
Sonuç: $y = x + 1$. $y = x$ cevabı bölümün yalnızca baş terimini almaktır; $+1$ sabiti bölme adımından gelir. $y = x+2$ ise kalan olan $2$'yi bölüme eklemektir.

Matematik I: tüm konular