Gönderen Konu: Tübitak Lise 1. Aşama 2024 Soru 31  (Okunma sayısı 1840 defa)

Çevrimdışı matematikolimpiyati

  • Geo-Maniac
  • ********
  • İleti: 1.652
  • Karma: +8/-0
Tübitak Lise 1. Aşama 2024 Soru 31
« : Mayıs 21, 2024, 12:03:07 ös »
Bir $\{a_n\}_{n \geq 1}$ dizisi, $a_1=2$ ve her $n \geq 1$ tam sayısı için
$$\left( a_{n+1}-\dfrac{3a_n+1}{a_n+3} \right) \left( a_{n+1}-\dfrac{5a_n+1}{a_n+5} \right)=0$$
şartını sağlamaktadır. Buna göre, $a_{2024}$ sayısı kaç farklı değer alabilir?

$\textbf{a)}\ 2024  \qquad\textbf{b)}\ 2024^2  \qquad\textbf{c)}\ 2^{2023}  \qquad\textbf{d)}\ 2^{2024}  \qquad\textbf{e)}\ \text{Hiçbiri}$

Çevrimdışı Metin Can Aydemir

  • G.O Genel Moderator
  • Geo-Maniac
  • ********
  • İleti: 1.507
  • Karma: +15/-0
Ynt: Tübitak Lise 1. Aşama 2024 Soru 31
« Yanıtla #1 : Mayıs 24, 2024, 01:44:00 ös »
Cevap: $\boxed{A}$

$f(x)=\frac{3x+1}{x+3}$ ve $g(x)=\frac{5x+1}{x+5}$ olsun. $h_1,h_2,\dots,h_{2023}\in \{f,g\}$ olmak üzere $$a_{2024}=h_1\circ h_2\circ \dots\circ h_{2023}(a_1)=h_1\circ h_2\circ \dots\circ h_{2023}(2)$$ formatındadır. Öncelikle $f$ ve $g$'nin bileşkesinin değişme özelliğine sahip olduğunu yani $f\circ g=g\circ f$ olduğunu görelim. Gerçekten de $$(f\circ g)(x)=(g\circ f)(x)=\frac{2x+1}{x+2}\text{'dir.}$$ Dolayısıyla $h_i$'lerin sırası önemli değildir ve $k$ defa $f$, $2023-k$ defa $g$ kullanıldıysa, $$a_{2024}=\underset{k\text{ tane }f}{\underbrace{f\circ f\circ \cdots \circ f}}\circ \underset{2023-k\text{ tane }g}{\underbrace{g\circ g\circ \cdots \circ g}}(2)=(f^{k}\circ g^{2023-k})(2)$$ olacaktır. Burada, eşitlikten de anlaşılacağı gibi $f^n$ ve $g^n$ notasyonları fonksiyonların $n.$ iterasyonudur. Şimdi de her $k$ için $a_{2024}$'ün farklı sonuç alacağını gösterelim. $0\leq m,n\leq 2024$ için $(f^{m}\circ g^{2023-m})(2)=(f^{n}\circ g^{2023-n})(2)$ olsun. Genelliği bozmadan $m\geq n$ olsun. $f$ ve $g$ fonksiyonları $f:\mathbb{R}-\{-3\}\to \mathbb{R}-\{3\}$ ve $g:\mathbb{R}-\{-5\}\to \mathbb{R}-\{5\}$ için birebir örtendir. Bu yüzden verilen eşitliğe fonksiyonların tersini uygulayarak, $$2=g^{n-2023}\circ f^{-n}\circ f^{m}\circ g^{2023-m}(2)=f^{m-n}\circ g^{n-m}(2)=(f\circ g^{-1})^{m-n}(2)$$ olacaktır çünkü benzer şekilde $f $ ve $g^{-1}$ de değişme özelliğine sahiptir, hatta $$f\circ g^{-1}(x)=f\left(\frac{1-5x}{x-5}\right)=\frac{7x+1}{x+7}$$ olacaktır. $x>1$ için $$\frac{7x+1}{x+7}<x\iff 7x+1<x^2+7x\iff 1<x^2$$ olduğundan bunu $m-n$ defa uygularsak, $(f\circ g^{-1})^{m-n}(2)$, eğer $m-n>0$ olursa $2$'den kesin küçük olacaktır. Dolayısıyla $m=n$ olmalıdır. Yani her $k$ değeri için farklı bir $a_{2024}$ değeri elde ederiz. Toplam $2024$ tane $k$ değeri için $2024$ farklı $a_{2024}$ elde ederiz.
« Son Düzenleme: Mayıs 25, 2024, 12:15:03 öö Gönderen: geo »
Gerçek hikayeler aslında söylenmeyenlerdir.

Çevrimdışı Hüseyin Yiğit EMEKÇİ

  • Geo-Maniac
  • ********
  • İleti: 900
  • Karma: +6/-0
Ynt: Tübitak Lise 1. Aşama 2024 Soru 31
« Yanıtla #2 : Eylül 03, 2024, 04:52:22 ös »
Yanıt: $\boxed{A}$

Sorudaki şarttan dolayı ya $a_{n+1}=\dfrac{3a_n + 1}{a_n + 3}$ ya da $a_{n+1}=\dfrac{5a_n + 1}{a_n + 5}$ olacaktır. Eğer $a_{n+1} =\dfrac{3a_n +1}{a_n + 3}$ olursa, iki tarafa $1$ eklediğimizde $a_{n+1}+1=\dfrac{4(a_n+1)}{a_n+3}$ ve iki taraftan $1$ çıkardığımızda $a_{n+1}-1=\dfrac{2(a_n - 1)}{a_n + 3}$ bulunur. $b_n=\dfrac{a_n + 1}{a_n - 1}$ olarak tanımlayıp bu iki kesri birbirine oranladığımızda $b_{n+1}= 2b_n$ bulunur. Ayrıca, bu şartı sağlayan $a_n$ sayılarının $a_{n+1}=\dfrac{3a_n + 1}{a_n + 3}$ şartını sağladığı da kolayca görülebilir. Benzer şekilde $a_{n+1}=\dfrac{5a_n + 1}{a_n + 5}$ olursa $b_{n+1}=\dfrac{3b_n}{2}$ bulunur. Dolayısıyla
$b_{2024}=2^x\left(\dfrac{3}{2}\right)^{2023-x}b_1$ formunda gelir ve $2024$ farklı değer alabilir. $b_n>1$
belliyken $a_n$ de tek türlü belli olacağı için cevap $2024$ olur.

Kaynak: Tübitak 32. Ulusal Matematik Olimpiyatı Birinci Aşama Çözüm Kitapçığı
« Son Düzenleme: Ocak 25, 2025, 07:02:40 ös Gönderen: geo »
''Uzman, çok dar bir alanda yapılabilecek tüm hataları yapmış kişidir.''   ~Niels Bohr

 


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 38 
SimplePortal 2.3.3 © 2008-2010, SimplePortal