Gönderen Konu: Tübitak Lise 1. Aşama 2023 Soru 19  (Okunma sayısı 2060 defa)

Çevrimdışı matematikolimpiyati

  • Geo-Maniac
  • ********
  • İleti: 1.642
  • Karma: +8/-0
Tübitak Lise 1. Aşama 2023 Soru 19
« : Temmuz 03, 2023, 05:37:12 ös »
$k \neq -1$ ve $\ell$ verilmiş gerçel sayılar olsun.
$$\dfrac{x}{x+1} + \dfrac{y}{y+2} + \dfrac{z}{z+3} =1$$
eşitliğinde $x=k$ iken $yz=\ell$ olmak zorunda ise, $k+\ell$ kaçtır?

$\textbf{a)}\ 1  \qquad\textbf{b)}\ 2  \qquad\textbf{c)}\ 3  \qquad\textbf{d)}\ 4  \qquad\textbf{e)}\ 6$

Çevrimdışı Metin Can Aydemir

  • G.O Genel Moderator
  • Geo-Maniac
  • ********
  • İleti: 1.503
  • Karma: +15/-0
Ynt: Tübitak Lise 1. Aşama 2023 Soru 19
« Yanıtla #1 : Temmuz 06, 2023, 12:53:13 ös »
Cevap: $\boxed{E}$

Birinci Yol: $x=k$ koyarsak, $$\frac{y}{y+2}+\frac{z}{z+3}=\frac{1}{k+1}$$ olacaktır. $yz$'nin sabit çıkmasını istiyoruz. $$\frac{y}{y+2}+\frac{z}{z+3}=\frac{1}{k+1}\implies \frac{2yz+3y+2z}{yz+3y+2z+6}=\frac{1}{k+1}\implies (2k+1)yz+3ky+2kz-6=0$$ $k=-\frac{1}{2}$ ise $3y+2z=-12$ olacaktır. Buradan $(y,z)=(0,-6), (2,-9)$ gibi çözümler buluruz. $yz$ sabit olmadığından aradığımız $k$ bu değildir.
 
$k\neq -\frac{1}{2}$ için $$(2k+1)^2yz+3k(2k+1)y+2k(2k+1)z-6(2k+1)=0\implies \left[(2k+1)y+2k\right]\left[(2k+1)z+3k\right]=18k+6$$ olacaktır. $18k+6=ab$ için $y=\frac{a-2k}{2k+1}$ ve $z=\frac{b-3k}{2k+1}$ çözümü elde ederiz. Öncelikle $y\neq -2$ ve $z\neq -3$ olması gerektiğinden $a\neq -2k-2$ ve $b\neq -3k-3$ olmalıdır. $$(2k+1)^2yz=(a-2k)(b-3k)=ab-3ak-2bk+6k^2=6k^2+18k+6-k(3a+2b)$$ olduğundan $yz$'nin sabit olabilmesi için $k=0$ veya $3a+2b$ sabit olmalıdır.

$k=0$ ise $y=a$ ve $z=b$ olacağından $yz=ab=18k+6=6$ olmalıdır ve buradan $(k,l)=(0,6)$ elde edilir. $k+l=6$'dır.

$k\neq 0$ ise $3a+2b$ sabit olmalıdır. $a\neq -2k-2$ ve $a\neq -\frac{6k+2}{k+1}$ (çünkü $b\neq -3k-3$) olmasının yeterli olduğunu göz önünde bulundurarak herhangi bir $k$ için $a$'yı verilen iki değer dışında seçip $3a+2b=3a+\frac{36k+12}{a}$'yi sonsuz farklı değer bulabileceğimiz aşikardır, çünkü $a$ bir reel sayıdır. Dolayısıyla $3a+2b$ sabit değildir.

Dolayısıyla sadece $(k,l)=(0,6)$ olabilir. Buradan da $k+l=6$ bulunur.

İkinci Yol: $x=k$ koyarsak $$\frac{y}{y+2}+\frac{z}{z+3}=\frac{1}{k+1}$$ olur. Eğer $l\neq 0$ ise $y=0$ koyduğumuzda herhangi bir $z$ çözümü elde edememeliyiz. Yani $$\frac{z}{z+3}=\frac{1}{k+1}\implies z=\frac{3}{k}$$ tanımsız olmalıdır. Buradan $k=0$ bulunur. Ana denklemde yerine koyarsak, $$\frac{y}{y+2}+\frac{z}{z+3}=1\implies \frac{2yz+3y+2z}{yz+3y+2z+6}=1\implies yz=6$$ bulunur. Yani $k=0$ ve $l=6$ istenileni sağlar.

Eğer $l=0$ ise tüm çözümler için ya sadece $y=0$ ya da $z=0$ gelmelidir. Yani tüm çözümler $(y,z)=\left(\frac{2}{k},0\right),\left(0,\frac{3}{k}\right)$ olmalıdır. Bu durumda $k\neq 0$ olacağı barizdir. Eğer $y=\frac{1}{k}$ seçersek çözüm gelmemelidir. Yerine yazdığımızda $$\frac{y}{y+2}+\frac{z}{z+3}=\frac{1}{2k+1}+\frac{z}{z+3}=\frac{1}{k+1}\implies \frac{z}{z+3}=\frac{k}{2k^2+3k+1}\implies z=\frac{3k}{2k^2+2k+1}$$ tanımsız olmalıdır ancak $2k^2+2k+1$'in kökü olmadığından bu kesir her zaman tanımlıdır. Dolayısıyla ilk baştaki $2$ çözümden farklı bir çözüm bulduk ve bu bir çelişkidir.

Tek durum $(k,l)=(0,6)$ olmasıdır. Buradan $k+l=6$ bulunur.
« Son Düzenleme: Temmuz 08, 2023, 09:44:59 öö Gönderen: geo »
Gerçek hikayeler aslında söylenmeyenlerdir.

 


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