Gönderen Konu: Real roots  (Okunma sayısı 2400 defa)

Çevrimdışı stuart clark

  • G.O Bağımlı Üye
  • *****
  • İleti: 124
  • Karma: +4/-0
Real roots
« : Ağustos 11, 2016, 06:35:57 ös »
If $\ln (2\pi)<\log_{2}(2+\sqrt{3})<\ln (3\pi),$ then number of real roots of $4\cos (e^x) = 2^x+2^{-x}$

Have any idea How to solve it. Thanks
« Son Düzenleme: Mart 09, 2019, 12:51:56 ös Gönderen: stuart clark »

Çevrimdışı samienes06

  • G.O İlgili Üye
  • **
  • İleti: 17
  • Karma: +1/-0
Ynt: Real roots
« Yanıtla #1 : Eylül 14, 2019, 10:43:37 ös »
(İngilizce çok iyi ifade edemeyeceğimi düşündüğümden ve soruyu yollayan kişinin soruyu çok önce yollamış olmasından dolayı Türkçe çözüm yolluyorum.)

İlk olarak $f(x)=2^x+2^{-x}$ ve $g(x)=4\cos(e^x)$ diyelim ve bunların karakteristiklerini inceleyelim. $f(x)$ çift fonksiyondur ve grafiği bir parabol gibi görünmelidir. $g(x)$ için ise biraz daha ayrıntılı incelememiz gerekecek.

İlk olarak $g(x)$'i negatif $x$ değerleri için inceleyelim. Kosinüs ifadesinin içerisinde $e^x$ bulunmaktadır ve $e^x$ negatif değerlerde sürekli artandır ve $0$ ile $1$ arasında bulunmalıdır. Yani negatif sayılarda $4\cos(e^x)$ ifadesinin aldığı değerler $4\cos(x)$' in $0<x<1$  arasında aldığı değerler olabilir. Yani $g(x)$'in gösterdiği grafik $y=4$ asimptotuna sahip olup negatif sayılarda azalarak gelir ve $x=0$'da $4\cos(1)$ olur. $4\cos(1)$' in değeri hakkında yorum yapalım. $1<\frac{\pi}{3}$ olduğundan $4\cos(1) > 4\cos(\frac{\pi}{3})$ yani  $4\cos(1) > 2$ olur. $f(x)$' in $x=0$ da yerel minimum değerinin $2$ olduğunu biliyoruz. $g(x)$ ise $x=0$' da $2$' den büyüktür. Negatif sayılarda bir adet kökümüz olduğunu buradan çıkartabiliriz çünkü $g(x)$ için $y=4$ üst sınırı vardır ama $f(x)$ için öyle bir sınır yoktur. Yani negatif sayılarda bir yerde $f(x)$, $g(x)$' in değerlerini geçmeli yani o noktada kesişmelidirler.

Pozitif sayılar için $g(x)$ giderek frekansı artan ve $-4\leq y\leq 4$ arasında salınan bir sinüs dalgası gibi davranmalıdır. Çünkü içerisinde bulunan $e^x$ için pozitif sayılarda bir üst sınır yoktur ve artış hızı yani türevi giderek artacağından frekansı artacaktır. $f(x)$ ise parabol gibi sürekli artacaktır. Ayrıca  $f(x)=4$ denklemini çözdüğümüzde pozitif kökümüz $\log_{2}(2+\sqrt{3})$ gelmektedir. Yani $f(x)$ ile $g(x)$ kesişecek ise $x=\log_{2}(2+\sqrt{3})$'e kadar kesişmelidir. $g(x)$, $0\leq x\leq \ln(\pi)$ arasında sürekli azalır ve $x=\ln(\pi)$ için $-4$ değerini alır.  $g(0)>f(0)$ olduğu için $0\leq x\leq \ln(\pi)$ sağlayan bir kökümüz vardır. $g(x)$, $\ln(\pi)\leq x\leq \ln(2\pi)$ arasında sürekli artar ve $f(x)$ ile bir daha kesişirler çünkü $f(x)$, $\ln (2\pi)<\log_{2}(2+\sqrt{3})<\ln (3\pi)$ eşitsizliğinden dolayı hala $y=4$ değerine ulaşmamıştır. $g(x)$, $\ln(2\pi)\leq x\leq \ln(3\pi)$ arasında sürekli azalır ve $f(x)$ ile bir daha kesişirler. Bundan sonra başka kök yoktur çünkü artık $f(x)>4$ olmuştur. $1$ adet negatif $3$ adet pozitif olmak üzere $4$ adet kökümüz olmaktadır.
« Son Düzenleme: Eylül 14, 2019, 11:44:01 ös Gönderen: metonster »

 


Sitemap 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 
SimplePortal 2.3.3 © 2008-2010, SimplePortal