AYT türev konu anlatımı kapsamında ortalama ve anlık değişim oranı, türevin limit tanımı, teğet eğimi, türevin varlık koşulları ve türev alma kuralları işlenecektir. AYT matematik konularının tamamına AYT konu anlatımı arşivinden ulaşabilirsiniz.
Ortalama değişimİki nokta arasındaki sekant eğimi
→
Limitİkinci nokta ilk noktaya yaklaşır
→
TürevBir noktadaki anlık değişim ve teğet eğimi
DEĞİŞİM ORANINDAN TÜREVE
Ortalama Değişim Oranı
f fonksiyonunun x = a ile x = b arasındaki ortalama değişim oranı, çıktıdaki değişimin girdideki değişime oranıdır:
f(b) − f(a)b − a
Bu oran, grafikte (a, f(a)) ve (b, f(b)) noktalarından geçen sekant doğrusunun eğimidir. Bir hareket probleminde konum fonksiyonunun iki zaman arasındaki ortalama değişim oranı, ortalama hızı verir.
Örnek - 1
f(x) = x² − 3x fonksiyonunun [1, 4] aralığındaki ortalama değişim oranı kaçtır?
A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5
f(4) = 4 ve f(1) = −2 olduğundan oran (4 − (−2))/(4 − 1) = 6/3 = 2 olur.
Cevap: B
Anlık Değişim Oranı ve Limitli Tanım
x = a noktasından h kadar ilerleyince ikinci nokta x = a + h olur. Sekant eğimi [f(a + h) − f(a)]/h biçimindedir. h sıfıra yaklaşırken sekant doğrusu teğet doğrusuna dönüşür. Limit varsa bu değer f’nin a noktasındaki türevidir:
Birinci tanımf′(a) = limh→0f(a+h) − f(a)h
Eş değer tanımf′(a) = limx→af(x) − f(a)x − a
Mor eğri fonksiyonu, kırmızı doğru iki nokta arasındaki sekantı, yeşil doğru ise işaretli noktadaki teğeti gösterir. İkinci nokta işaretli noktaya yaklaştıkça kırmızı doğrunun eğimi yeşil doğrunun eğimine yaklaşır.
Örnek - 2
f(x) = x² + 2x için türevin limitli tanımı kullanıldığında f′(3) kaç bulunur?
A) 6 B) 7 C) 8 D) 9 E) 10
f(3+h) − f(3) = (3+h)² + 2(3+h) − 15 = 8h + h² olur. h’ye bölünüp h → 0 limiti alınırsa 8 elde edilir.
Cevap: C
Örnek - 3
Mor eğri y = x² grafiği, kırmızı doğru ise eğrinin x = 1 apsisli noktasındaki teğetidir. Buna göre f′(1) kaçtır?
A) −2 B) −1 C) 1 D) 2 E) 3
Grafikte teğet doğrusu (0, −1) ve (1, 1) noktalarından geçer. Eğimi [1 − (−1)]/(1 − 0) = 2 olduğundan f′(1) = 2’dir.
Cevap: D
TÜREVİN VARLIĞI VE TEK TARAFLI TÜREVLER
Soldan ve Sağdan Türev
Bir fonksiyonun x = a noktasındaki türevinin var olması için soldan ve sağdan türevlerin sonlu ve birbirine eşit olması gerekir. Soldan türevde h → 0−, sağdan türevde h → 0+ alınır.
Grafikte iki doğru aynı noktada birleşmesine rağmen sol parçanın eğimi 1, sağ parçanın eğimi 3’tür. Fonksiyon o noktada sürekli olsa da tek taraflı türevler eşit olmadığı için türev yoktur.
Örnek - 4
Grafikte x = 1’in solunda doğrunun eğimi 2, sağında ise −1’dir. Buna göre x = 1 için hangisi doğrudur?
A) f′(1) = −2 B) f′(1) = −1 C) f′(1) = 0 D) f′(1) = 1 E) f′(1) yoktur.
Soldan türev 2, sağdan türev −1’dir. Bu değerler eşit olmadığından iki yönlü türev yoktur.
Cevap: E
Türevlenebilirlik ve Süreklilik
Bir fonksiyon x = a’da türevlenebiliyorsa o noktada mutlaka süreklidir. Çünkü f′(a) sonluysa f(a+h) − f(a) farkı h ile birlikte sıfıra yaklaşır. Ancak süreklilik tek başına türev için yeterli değildir.
Dikkat
Türevlenebilirlik ⇒ süreklilik doğrudur; süreklilik ⇒ türevlenebilirlik genellikle yanlıştır. |x| fonksiyonu x = 0’da sürekli olduğu hâlde türevli değildir.
Örnek - 5
f fonksiyonu x = 2’de türevli ve f(2) = 5’tir. Buna göre limx→2 f(x) kaçtır?
A) 0 B) 2 C) 3 D) 5 E) Belirlenemez
Türevli fonksiyon ilgili noktada süreklidir. Bu nedenle limit f(2) = 5 olur.
Cevap: D
Köşe, Sivri Uç, Düşey Teğet ve Kopukluk
Köşe noktasında sağ ve sol eğimler farklı sonlu sayılardır. Sivri uçta tek taraflı eğimler zıt işaretli sonsuz değerlere, düşey teğette ise aynı işaretli sonsuz değerlere gidebilir. Sonsuz eğim, reel sayılı bir türev değildir. Fonksiyon noktada sürekli değilse zaten türevli olamaz.
|x| grafiğinin köşe noktasında soldan eğim −1, sağdan eğim 1’dir. Grafik kopmadan ilerlese de yön bir anda değiştiği için bu noktada türev yoktur.
Örnek - 6
f(x) = |2x − 6| fonksiyonunun türevsiz olduğu x değeri kaçtır?
A) −3 B) 0 C) 2 D) 3 E) 6
Mutlak değerin içi 2x − 6 = 0 iken işaret değiştirir. x = 3’te soldan eğim −2, sağdan eğim 2 olduğundan türev yoktur.
Cevap: D
Parçalı ve Mutlak Değerli Fonksiyonlar
Parçalı bir fonksiyonun geçiş noktasında önce süreklilik, sonra tek taraflı türev eşitliği aranır. Süreklilik koşulu sabitleri; türev koşulu ise parçaların eğimlerini ilişkilendirir. Mutlak değerli fonksiyonlarda mutlak değerin içini sıfır yapan noktalar ayrı incelenir.
Örnek - 7
f(x) = ax + 1 (x < 2) ve f(x) = x² + b (x ≥ 2) biçimindedir. f, x = 2’de türevli olduğuna göre a + b kaçtır?
A) 3 B) 5 C) 7 D) 9 E) 11
Türev eşitliğinden a = 2*2 = 4 olur. Süreklilikten 2a + 1 = 4 + b, yani 9 = 4 + b ve b = 5 bulunur. a + b = 9’dur.
İç ifade (x − 1)(x − 3) biçimindedir. Basit kökler olan 1 ve 3’te işaret değişir ve köşe oluşur. Toplam 4’tür.
Cevap: C
Örnek - 9
f(x) = |x²| fonksiyonunun x = 0’daki türevi kaçtır?
A) −2 B) −1 C) 0 D) 1 E) Türev yoktur
x² ≥ 0 olduğundan |x²| = x²’dir. f′(x) = 2x ve f′(0) = 0 olur. Mutlak değer her zaman köşe oluşturmaz; iç ifadenin işaret değişimi önemlidir.
Cevap: C
TEMEL TÜREV ALMA KURALLARI
Sabit, Doğrusal ve Kuvvet Kuralı
Sabit(c)′ = 0
Doğrusal(ax+b)′ = a
Kuvvet(xn)′ = n*xn−1
Sabit katsayı(c*f)′ = c*f′
Kuvvet kuralı yalnız pozitif tam sayılarla sınırlı değildir. Fonksiyonun tanımlı olduğu uygun aralıklarda r gerçek sayı olmak üzere (xr)′ = r*xr−1 biçiminde kullanılır.
Örnek - 10
f(x) = 4x⁵ − 3x³ + 7x − 9 olduğuna göre f′(1) kaçtır?
A) 14 B) 16 C) 18 D) 20 E) 22
f′(x) = 20x⁴ − 9x² + 7’dir. x = 1 için 20 − 9 + 7 = 18 bulunur.
Cevap: C
Köklü ve Negatif Kuvvetli İfadeler
Köklü ifadeler kesirli üs, paydadaki kuvvetler negatif üs biçiminde yazılınca aynı kural uygulanır. Örneğin √x = x1/2 ve 1/x² = x−2 olur.
Örnek - 11
f(x) = 2√x + 3/x² olduğuna göre f′(1) kaçtır?
A) −7 B) −5 C) −3 D) 3 E) 7
f(x) = 2x1/2 + 3x−2 olduğundan f′(x) = x−1/2 − 6x−3. x = 1 için 1 − 6 = −5’tir.
Cevap: B
Örnek - 12
f(x) = ∛(x²) fonksiyonunun x > 0 için türevi hangisidir?
A) 2x−1/3/3 B) 3x−1/2/2 C) 2x1/3/3 D) x−2/3 E) 2x/3
f(x) = x2/3 olduğundan f′(x) = (2/3)x−1/3 olur.
Cevap: A
Üstel, Logaritmik ve Trigonometrik Fonksiyonlar
Özel fonksiyonların temel türevleri zincir kuralıyla birlikte kullanılır. Doğal logaritmada x > 0, a tabanlı logaritma ve üstel fonksiyonda a > 0 ve a ≠ 1 koşulları korunur.
f(x) = sin x + cos x olduğuna göre f′(π/2) kaçtır?
A) −2 B) −1 C) 0 D) 1 E) 2
f′(x) = cos x − sin x’tir. x = π/2 için 0 − 1 = −1 bulunur.
Cevap: B
FONKSİYONLARDA İŞLEM TÜREVLERİ
Toplam ve Fark Kuralı
Türev, toplam ve fark üzerine dağılır: (f ± g)′ = f′ ± g′. Sabit katsayı da türevin dışına alınabilir. Ancak çarpım ve bölümde yalnız ayrı ayrı türev almak yeterli değildir.
Örnek - 14
f′(2) = 3 ve g′(2) = −4 olduğuna göre h(x) = 2f(x) − 3g(x) için h′(2) kaçtır?
A) −6 B) 0 C) 6 D) 12 E) 18
h′(2) = 2f′(2) − 3g′(2) = 2*3 − 3*(−4) = 18 olur.
Cevap: E
Çarpım Kuralı
İki fonksiyonun çarpımının türevi (f*g)′ = f′*g + f*g′ biçimindedir. Birinci türevlenirken ikinci aynen bırakılır; sonra roller değiştirilip sonuçlar toplanır.
Örnek - 15
f(1) = 2, f′(1) = −1, g(1) = 3 ve g′(1) = 4’tür. h(x) = f(x)g(x) için h′(1) kaçtır?
f(x) = (x² + 1)(x³ − 2x) olduğuna göre f′(1) kaçtır?
A) −4 B) −2 C) 0 D) 2 E) 4
f′(x) = 2x(x³ − 2x) + (x² + 1)(3x² − 2). x = 1 için 2*(−1) + 2*1 = 0 bulunur.
Cevap: C
Bölüm Kuralı
g(x) ≠ 0 olmak üzere (f/g)′ = (f′*g − f*g′)/g². Paydaki sıra önemlidir; ikinci çarpım birinciden çıkarılır. Türevin yazıldığı noktada paydanın sıfır olmaması gerekir.
Dikkat
Bölüm kuralının paydasında g² bulunduğu için g(a) = 0 olan noktada kural doğrudan kullanılamaz. İfade önce sadeleşse bile asıl fonksiyonun tanım kümesi ayrıca korunur.
Örnek - 17
f(x) = (x² + 1)/(x − 1) olduğuna göre f′(2) kaçtır?
A) −3 B) −1 C) 1 D) 3 E) 5
f′(x) = [2x(x − 1) − (x² + 1)]/(x − 1)². x = 2 için [4 − 5]/1 = −1 olur.
Cevap: B
Örnek - 18
h(x) = 1/f(x), f(3) = 2 ve f′(3) = −6 olduğuna göre h′(3) kaçtır?
y = f(g(x)) bileşkesinde önce dış fonksiyonun türevi alınır, iç ifade aynen korunur ve iç fonksiyonun türeviyle çarpılır:
[f(g(x))]′ = f′(g(x))*g′(x)
Dış katmanKuvvet, kök veya başka bir fonksiyon
→
İç yapıDeğişmeden taşınır
*
İç türevg′(x) ile çarpılır
Örnek - 19
f(x) = (2x³ − x + 1)⁵ olduğuna göre f′(0) kaçtır?
A) −10 B) −5 C) 0 D) 5 E) 10
f′(x) = 5(2x³ − x + 1)⁴(6x² − 1). x = 0 için 5*1*(−1) = −5 bulunur.
Cevap: B
Örnek - 20
f(x) = √(3x² + 4) olduğuna göre f′(2) kaçtır?
A) 1 B) 3/2 C) 2 D) 3 E) 4
f′(x) = 6x/[2√(3x²+4)] = 3x/√(3x²+4). x = 2 için 6/4 = 3/2 olur.
Cevap: B
Ters Fonksiyonun Türevi
f bire bir, türevlenebilir ve f′(a) ≠ 0 ise ters fonksiyonun f(a) noktasındaki türevi (f−1)′(f(a)) = 1/f′(a) bağıntısıyla bulunur. Ters fonksiyonun açık denklemini yazmak zorunlu değildir.
Örnek - 21
f(2) = 5 ve f′(2) = −3 olduğuna göre (f−1)′(5) kaçtır?
A) −3 B) −1/3 C) 0 D) 1/3 E) 3
5 = f(2) olduğundan ters fonksiyonda ilgili giriş 5, karşılık gelen nokta 2’dir. (f−1)′(5) = 1/f′(2) = −1/3 olur.
Cevap: B
Kapalı ve Parametrik Gösterimlerde Türev
x ve y aynı denklemde bulunuyorsa her iki taraf x’e göre türevlenir; y içeren terimlerde zincir kuralı gereği y′ çarpanı oluşur. Parametrik gösterimde x = x(t), y = y(t) ise dx/dt ≠ 0 koşuluyla dy/dx = (dy/dt)/(dx/dt) olur.
Örnek - 22
x² + xy + y² = 7 eğrisi üzerinde (1, 2) noktasındaki dy/dx değeri kaçtır?
A) −4/5 B) −3/5 C) −2/5 D) 2/5 E) 3/5
2x + x*y′ + y + 2y*y′ = 0. y′(x + 2y) = −(2x + y). (1, 2) için y′ = −4/5 olur.
Cevap: A
Örnek - 23
x = t² + 1 ve y = t³ − t olduğuna göre t = 1 anındaki dy/dx değeri kaçtır?
A) 0 B) 1/2 C) 1 D) 3/2 E) 2
dx/dt = 2t, dy/dt = 3t² − 1’dir. t = 1 için dy/dx = 2/2 = 1 olur.
Cevap: C
YÜKSEK MERTEBEDEN TÜREV VE L’HOSPITAL
İkinci ve Daha Yüksek Türevler
f′ fonksiyonunun türevi f″, onun türevi f‴ biçiminde gösterilir. Konum fonksiyonunda birinci türev hız, ikinci türev ivmedir. Polinomlarda her türev alma derecenin bir azalmasını sağlar.
Örnek - 24
f(x) = x⁵ − 2x⁴ + 3x² olduğuna göre f‴(1) kaçtır?
A) 12 B) 18 C) 24 D) 30 E) 36
f′ = 5x⁴ − 8x³ + 6x, f″ = 20x³ − 24x² + 6 ve f‴ = 60x² − 48x’tir. x = 1 için 12 bulunur.
Cevap: A
L’Hospital ile Belirsizlik Giderme
Bir limit doğrudan yerine yazıldığında 0/0 veya ∞/∞ belirsizliği veriyorsa ve gerekli türev koşulları sağlanıyorsa pay ile paydanın türevlerinin limiti alınabilir:
lim f(x)g(x) = lim f′(x)g′(x)
Yeni oran da aynı belirsizliği verirse kural yeniden uygulanabilir. Sonuç ancak elde edilen yeni limit varsa geçerlidir.
Dikkat
L’Hospital, yalnız 0/0 ve ∞/∞ biçimlerine doğrudan uygulanır. 0*∞, ∞−∞, 1∞, 00 ve ∞0 biçimleri önce uygun cebirsel dönüşümle oran belirsizliğine çevrilmelidir.
Örnek - 25
limx→0 (e3x − 1)/x kaçtır?
A) 0 B) 1 C) 2 D) 3 E) e³
Yerine yazma 0/0 verir. Payın türevi 3e3x, paydanın türevi 1’dir. x = 0 için limit 3 olur.
Cevap: D
Örnek - 26
limx→∞ (2x² + 3x)/(x² − 1) ifadesine L’Hospital kuralı art arda uygulandığında sonuç kaçtır?
A) 0 B) 1 C) 2 D) 3 E) ∞
İlk türev oranı (4x + 3)/(2x) yine ∞/∞ biçimindedir. Bir kez daha türev alınca 4/2 = 2 bulunur.
Cevap: C
Türev tanımı, tek taraflı türevler ve işlem kuralları birlikte değerlendirildiğinde bir fonksiyonun türevinin nerede var olduğu ve nasıl hesaplandığı belirlenir. Bu altyapı, sonraki konuda artan-azalanlık, ekstremum ve grafik yorumlarına doğrudan taşınır.