12. Sınıf Matematik

12. Sınıf Matematik İntegral Testleri

İntegral konusundaki soruları çözümlü testlerle pekiştir.

İntegrali alan, birikim ve türev ilişkisiyle kavra

İntegral, değişimin birikimini ve eğri altında kalan alanı anlamamızı sağlayan temel bir matematik aracıdır. Belirsiz integral türevin ters işlemiyle, belirli integral ise sınırlar arasındaki toplam değişimle ilişkilidir.

Bu çalışma; temel integral kurallarını, belirli integral hesaplamalarını, alan problemlerini ve integral-türev arasındaki bağlantıyı grafik ve fonksiyonlar üzerinden yorumlamana yardımcı olur.

Bu konuyu çalışırken kazanacağın beceriler

  • Temel fonksiyonların integrallerini alır.
  • Belirsiz ve belirli integrali birbirinden ayırır.
  • Belirli integral ile alan ve birikim arasındaki ilişkiyi açıklar.
  • Türev-integral bağlantısını Temel Teorem üzerinden yorumlar.

Sık karıştırılan noktalar

Belirli integrali yalnızca pozitif alan olarak görmek yanlıştır. Eğrinin eksenin altında kaldığı bölgeler işaretli alan verir; geometrik alan isteniyorsa mutlak değer veya bölgesel ayrım gerekebilir.

Verimli çalışma yolu

Önce grafiği ve sınırları incele. Ardından fonksiyonun işaretini belirleyerek integrali hesapla; alan sorularında işaretli alan ile geometrik alanı ayır. Yanlış yaptığın sorularda doğru cevabı işaretlemekle yetinme; hangi bilgi veya işlem adımında zorlandığını belirle.

1. Test

12. Sınıf Matematik İntegral Testleri

İntegral konusu 1. test.

Her soruda doğru seçeneği işaretle.

10 Soru
0/10 Soru0 %
Doğru 0
Yanlış 0
Boş 10
1. SoruÇoktan Seçmeli

Aşağıdaki integralin değeri kaçtır?

012xx2+1dx

Lütfen önce bir cevap seç.

Doğru cevap: B

İntegral: ∫ 0 1 2 x x 2 + 1 d x Paydadaki ifadenin türevine dikkat edelim: d d x ( x 2 + 1 ) = 2 x Bu nedenle uygun değişken dönüşümü yapalım: u = x 2 + 1 d u = 2 x d x Sınırları da dönüştürelim: x = 0 ⇒ u = 0 2 + 1 = 1 x = 1 ⇒ u = 1 2 + 1 = 2 İntegrali yeni değişkenle yazalım: ∫ 0 1 2 x x 2 + 1 d x = ∫ 1 2 1 u d u Şimdi integral alınır: ∫ 1 2 1 u d u = ln ( u ) 1 2 Sınırları uygularsak: ln ( u ) 1 2 = ln ( 2 ) − ln ( 1 ) Son olarak: ln ( 1 ) = 0 ∫ 0 1 2 x x 2 + 1 d x = ln ( 2 ) Bu sonuç şıklardan B ile aynıdır; dolayısıyla doğru cevap B ’dir.

  1. Çözüm: İntegral: ∫ 0 1 2 x x 2 + 1 d x Paydadaki ifadenin türevine dikkat edelim: d d x ( x 2 + 1 ) = 2 x Bu nedenle uygun değişken dönüşümü yapalım: u = x 2 + 1 d u = 2 x d x Sınırları da dönüştürelim: x = 0 ⇒ u = 0 2 + 1 = 1 x = 1 ⇒ u = 1 2 + 1 = 2 İntegrali yeni değişkenle yazalım: ∫ 0 1 2 x x 2 + 1 d x = ∫ 1 2 1 u d u Şimdi integral alınır: ∫ 1 2 1 u d u = ln ( u ) 1 2 Sınırları uygularsak: ln ( u ) 1 2 = ln ( 2 ) − ln ( 1 ) Son olarak: ln ( 1 ) = 0 ∫ 0 1 2 x x 2 + 1 d x = ln ( 2 ) Bu sonuç şıklardan B ile aynıdır; dolayısıyla doğru cevap B ’dir.

İntegral:

012xx2+1dx

Paydadaki ifadenin türevine dikkat edelim:

ddx(x2+1)=2x

Bu nedenle uygun değişken dönüşümü yapalım:

u=x2+1du=2xdx

Sınırları da dönüştürelim:

x=0u=02+1=1x=1u=12+1=2

İntegrali yeni değişkenle yazalım:

012xx2+1dx=121udu

Şimdi integral alınır:

121udu=ln(u)12

Sınırları uygularsak:

ln(u)12=ln(2)ln(1)

Son olarak:

ln(1)=0012xx2+1dx=ln(2)

Bu sonuç şıklardan B ile aynıdır; dolayısıyla doğru cevap B’dir.

2. SoruÇoktan Seçmeli

Aşağıdaki belirli integrali hesaplayınız.

01ln(1+x)1+x2dx

Lütfen önce bir cevap seç.

Doğru cevap: C

İntegrali I = ∫ 0 1 ln ( 1 + x ) 1 + x 2 d x Substitüsyon yapalım. x = tan t, d x = sec 2 t d t, 1 + x 2 = 1 + tan 2 t = sec 2 t Buna göre kesir sadeleşir ve sınırlar dönüşür. d x = sec 2 t d t sec 2 t = d t, x = 0 ⇒ t = 0, x = 1 ⇒ t = π 4 İntegral şu hale gelir. I = ∫ 0 π 4 ln ( 1 + tan t ) d t Şimdi simetri kullanalım. Dönüşüm: t = π 4 - u, d t = - d u Bu dönüşümde trigonometrik ifade: tan ( π 4 - u ) = 1 - tan u 1 + tan u Dolayısıyla logaritmanın içi: 1 + tan ( π 4 - u ) = 1 + 1 - tan u 1 + tan u = 2 1 + tan u Bu yüzden integral: I = ∫ 0 π 4 ln ( 1 + tan ( π 4 - u ) ) d u = ∫ 0 π 4 ln ( 2 1 + tan u ) d u Logaritma ayrışımı: ln ( 2 1 + tan u ) = ln 2 - ln ( 1 + tan u ) Bunu integrale koyarsak: I = ∫ 0 π 4 ln 2 d u - ∫ 0 π 4 ln ( 1 + tan u ) d u = π 4 ln 2 - I Buradan 2 I = π 4 ln 2 ⇒ I = π 8 ln 2 Sonuç şıklardan A ile aynıdır; doğru cevap C841 şıkkıdır.

  1. Çözüm: İntegrali I = ∫ 0 1 ln ( 1 + x ) 1 + x 2 d x Substitüsyon yapalım. x = tan t, d x = sec 2 t d t, 1 + x 2 = 1 + tan 2 t = sec 2 t Buna göre kesir sadeleşir ve sınırlar dönüşür. d x = sec 2 t d t sec 2 t = d t, x = 0 ⇒ t = 0, x = 1 ⇒ t = π 4 İntegral şu hale gelir. I = ∫ 0 π 4 ln ( 1 + tan t ) d t Şimdi simetri kullanalım. Dönüşüm: t = π 4 - u, d t = - d u Bu dönüşümde trigonometrik ifade: tan ( π 4 - u ) = 1 - tan u 1 + tan u Dolayısıyla logaritmanın içi: 1 + tan ( π 4 - u ) = 1 + 1 - tan u 1 + tan u = 2 1 + tan u Bu yüzden integral: I = ∫ 0 π 4 ln ( 1 + tan ( π 4 - u ) ) d u = ∫ 0 π 4 ln ( 2 1 + tan u ) d u Logaritma ayrışımı: ln ( 2 1 + tan u ) = ln 2 - ln ( 1 + tan u ) Bunu integrale koyarsak: I = ∫ 0 π 4 ln 2 d u - ∫ 0 π 4 ln ( 1 + tan u ) d u = π 4 ln 2 - I Buradan 2 I = π 4 ln 2 ⇒ I = π 8 ln 2 Sonuç şıklardan A ile aynıdır; doğru cevap C841 şıkkıdır.

İntegrali

I=01ln(1+x)1+x2dx

Substitüsyon yapalım.

x=tant,dx=sec2tdt,1+x2=1+tan2t=sec2t

Buna göre kesir sadeleşir ve sınırlar dönüşür.

dx=sec2tdtsec2t=dt,x=0t=0,x=1t=π4

İntegral şu hale gelir.

I=0π4ln(1+tant)dt

Şimdi simetri kullanalım. Dönüşüm:

t=π4-u,dt=-du

Bu dönüşümde trigonometrik ifade:

tan(π4-u)=1-tanu1+tanu

Dolayısıyla logaritmanın içi:

1+tan(π4-u)=1+1-tanu1+tanu=21+tanu

Bu yüzden integral:

I=0π4ln(1+tan(π4-u))du=0π4ln(21+tanu)du

Logaritma ayrışımı:

ln(21+tanu)=ln2-ln(1+tanu)

Bunu integrale koyarsak:

I=0π4ln2du-0π4ln(1+tanu)du=π4ln2-I

Buradan

2I=π4ln2I=π8ln2

Sonuç şıklardan A ile aynıdır; doğru cevap C5450 şıkkıdır.

3. SoruÇoktan Seçmeli

Aşağıdaki belirli integrali hesaplayınız:
012xx2+1dx

Lütfen önce bir cevap seç.

Doğru cevap: D

Kontrol: Sonuç şıkkıD15dır. Verilen integral: ∫ 0 1 2 x x 2 + 1 d x Paydadaki ifadeye uygun değişken dönüşümü yapalım: u = x 2 + 1 Türev alalım: d u = 2 x d x Sınırları yeni değişkene göre dönüştürelim: x = 0 ⇒ u = 1 x = 1 ⇒ u = 2 İntegrali u cinsinden yazalım: ∫ 0 1 2 x x 2 + 1 d x = ∫ 1 2 1 u d u Şimdi integrali alalım: ∫ 1 2 1 u d u = ln u 1 2 Sınırları uygulayalım: ln u 1 2 = ln 2 - ln 1 = ln 2 Sonuç: ln 2 Bu değer şıklardan A ile aynıdır.

  1. Çözüm: Kontrol: Sonuç şıkkıD15dır. Verilen integral: ∫ 0 1 2 x x 2 + 1 d x Paydadaki ifadeye uygun değişken dönüşümü yapalım: u = x 2 + 1 Türev alalım: d u = 2 x d x Sınırları yeni değişkene göre dönüştürelim: x = 0 ⇒ u = 1 x = 1 ⇒ u = 2 İntegrali u cinsinden yazalım: ∫ 0 1 2 x x 2 + 1 d x = ∫ 1 2 1 u d u Şimdi integrali alalım: ∫ 1 2 1 u d u = ln u 1 2 Sınırları uygulayalım: ln u 1 2 = ln 2 - ln 1 = ln 2 Sonuç: ln 2 Bu değer şıklardan A ile aynıdır.
Kontrol: Sonuç A şıkkıdır.
Verilen integral:
012xx2+1dx
Paydadaki ifadeye uygun değişken dönüşümü yapalım:
u=x2+1
Türev alalım:
du=2xdx
Sınırları yeni değişkene göre dönüştürelim:
x=0u=1
x=1u=2
İntegrali u cinsinden yazalım:
012xx2+1dx=121udu
Şimdi integrali alalım:
121udu=lnu12
Sınırları uygulayalım:
lnu12=ln2-ln1=ln2
Sonuç:
ln2
Bu değer şıklardan A ile aynıdır.
4. SoruÇoktan Seçmeli

Aşağıdaki integralin değeri kaçtır?

012xx2+1dx

Lütfen önce bir cevap seç.

Doğru cevap: A

Verilen integral: ∫ 0 1 2 x x 2 + 1 d x Paydadaki ifadeyi türevine benzetmek için değişken dönüşümü seçelim: u = x 2 + 1 Bu dönüşümün diferansiyelini alalım: d u = 2 x d x Sınırları yeni değişkene çevirelim: x = 0 ⇒ u = 1 x = 1 ⇒ u = 2 İntegrali yeni değişkene göre yazalım: ∫ 1 2 1 u d u Şimdi integralin sonucunu bulalım: ∫ 1 2 1 u d u = ln | u | 1 2 Sınırları yerine yazıp sadeleştirelim: ln 2 − ln 1 = ln 2 Sonuç şıklarla karşılaştırılırsa doğru cevap: ln 2 Dolayısıyla A şıkkı doğrudur.

  1. Çözüm: Verilen integral: ∫ 0 1 2 x x 2 + 1 d x Paydadaki ifadeyi türevine benzetmek için değişken dönüşümü seçelim: u = x 2 + 1 Bu dönüşümün diferansiyelini alalım: d u = 2 x d x Sınırları yeni değişkene çevirelim: x = 0 ⇒ u = 1 x = 1 ⇒ u = 2 İntegrali yeni değişkene göre yazalım: ∫ 1 2 1 u d u Şimdi integralin sonucunu bulalım: ∫ 1 2 1 u d u = ln | u | 1 2 Sınırları yerine yazıp sadeleştirelim: ln 2 − ln 1 = ln 2 Sonuç şıklarla karşılaştırılırsa doğru cevap: ln 2 Dolayısıyla A şıkkı doğrudur.

Verilen integral:

012xx2+1dx

Paydadaki ifadeyi türevine benzetmek için değişken dönüşümü seçelim:

u=x2+1

Bu dönüşümün diferansiyelini alalım:

du=2xdx

Sınırları yeni değişkene çevirelim:

x=0u=1x=1u=2

İntegrali yeni değişkene göre yazalım:

121udu

Şimdi integralin sonucunu bulalım:

121udu=ln|u|12

Sınırları yerine yazıp sadeleştirelim:

ln2ln1=ln2

Sonuç şıklarla karşılaştırılırsa doğru cevap:

ln2

Dolayısıyla A şıkkı doğrudur.

5. SoruÇoktan Seçmeli

Aşağıdaki integrali hesaplayınız.

I=011+x21+x4dx

Lütfen önce bir cevap seç.

Doğru cevap: B

İntegrali tanımlayalım: I = ∫ 0 1 1 + x 2 1 + x 4 d x Paydayı çarpanlara ayıralım: 1 + x 4 = ( x 2 + 2 x + 1 ) ( x 2 - 2 x + 1 ) Kısmi kesirlere ayıralım (sabit paylar yeterlidir): 1 + x 2 1 + x 4 = 1 2 ( x 2 + 2 x + 1 ) + 1 2 ( x 2 - 2 x + 1 ) Bu durumda integral: I = 1 2 ∫ 0 1 1 x 2 + 2 x + 1 + 1 x 2 - 2 x + 1 d x Kareye tamamlama yapalım: x 2 + 2 x + 1 = x + 1 2 2 + 1 2 x 2 - 2 x + 1 = x - 1 2 2 + 1 2 Buna göre arktanjant formuna geçeriz: I = 1 2 ∫ 0 1 1 x + 1 2 2 + 1 2 2 + 1 x - 1 2 2 + 1 2 2 d x Standart sonuç: ∫ 1 u 2 + a 2 d u = 1 a arctan ( u a ) Burada a = 1 2 İntegrali hesaplayıp sınırları uygulayalım: I = 2 2 [ arctan ( 2 x + 1 ) + arctan ( 2 x - 1 ) ] 0 1 I = 2 2 ( arctan ( 2 + 1 ) + arctan ( 2 - 1 ) ) - ( arctan ( 1 ) + arctan ( - 1 ) ) Alt sınır toplamı sıfırdır: arctan ( 1 ) + arctan ( - 1 ) = π 4 - π 4 = 0 Üst sınırdaki iki arktanjantın toplamını bulalım. Çarpımları: ( 2 + 1 ) ( 2 - 1 ) = 1 İki sayı da pozitif olduğundan açıların toplamı arctan ( 2 + 1 ) + arctan ( 2 - 1 ) = π 2 Sonuç: I = 2 2 · π 2 = π 2 2 Doğru şık kontrolü: Bulunan değer π 2 2 olduğu için doğru cevap B1091 ’dır.

  1. Çözüm: İntegrali tanımlayalım: I = ∫ 0 1 1 + x 2 1 + x 4 d x Paydayı çarpanlara ayıralım: 1 + x 4 = ( x 2 + 2 x + 1 ) ( x 2 - 2 x + 1 ) Kısmi kesirlere ayıralım (sabit paylar yeterlidir): 1 + x 2 1 + x 4 = 1 2 ( x 2 + 2 x + 1 ) + 1 2 ( x 2 - 2 x + 1 ) Bu durumda integral: I = 1 2 ∫ 0 1 1 x 2 + 2 x + 1 + 1 x 2 - 2 x + 1 d x Kareye tamamlama yapalım: x 2 + 2 x + 1 = x + 1 2 2 + 1 2 x 2 - 2 x + 1 = x - 1 2 2 + 1 2 Buna göre arktanjant formuna geçeriz: I = 1 2 ∫ 0 1 1 x + 1 2 2 + 1 2 2 + 1 x - 1 2 2 + 1 2 2 d x Standart sonuç: ∫ 1 u 2 + a 2 d u = 1 a arctan ( u a ) Burada a = 1 2 İntegrali hesaplayıp sınırları uygulayalım: I = 2 2 [ arctan ( 2 x + 1 ) + arctan ( 2 x - 1 ) ] 0 1 I = 2 2 ( arctan ( 2 + 1 ) + arctan ( 2 - 1 ) ) - ( arctan ( 1 ) + arctan ( - 1 ) ) Alt sınır toplamı sıfırdır: arctan ( 1 ) + arctan ( - 1 ) = π 4 - π 4 = 0 Üst sınırdaki iki arktanjantın toplamını bulalım. Çarpımları: ( 2 + 1 ) ( 2 - 1 ) = 1 İki sayı da pozitif olduğundan açıların toplamı arctan ( 2 + 1 ) + arctan ( 2 - 1 ) = π 2 Sonuç: I = 2 2 · π 2 = π 2 2 Doğru şık kontrolü: Bulunan değer π 2 2 olduğu için doğru cevap B1091 ’dır.

İntegrali tanımlayalım:

I=011+x21+x4dx

Paydayı çarpanlara ayıralım:

1+x4=(x2+2x+1)(x2-2x+1)

Kısmi kesirlere ayıralım (sabit paylar yeterlidir):

1+x21+x4=12(x2+2x+1)+12(x2-2x+1)

Bu durumda integral:

I=12011x2+2x+1+1x2-2x+1dx

Kareye tamamlama yapalım:

x2+2x+1=x+122+12x2-2x+1=x-122+12

Buna göre arktanjant formuna geçeriz:

I=12011x+122+122+1x-122+122dx

Standart sonuç:

1u2+a2du=1aarctan(ua)

Burada

a=12

İntegrali hesaplayıp sınırları uygulayalım:

I=22[arctan(2x+1)+arctan(2x-1)]01I=22(arctan(2+1)+arctan(2-1))-(arctan(1)+arctan(-1))

Alt sınır toplamı sıfırdır:

arctan(1)+arctan(-1)=π4-π4=0

Üst sınırdaki iki arktanjantın toplamını bulalım. Çarpımları:

(2+1)(2-1)=1

İki sayı da pozitif olduğundan açıların toplamı

arctan(2+1)+arctan(2-1)=π2

Sonuç:

I=22·π2=π22

Doğru şık kontrolü: Bulunan değer

π22

olduğu için doğru cevap A’dır.

6. SoruÇoktan Seçmeli

Aşağıdaki belirli integrali hesaplayınız.

012xx2+1dx

Lütfen önce bir cevap seç.

Doğru cevap: C

1) Doğru şık kontrolü: İntegralin sonucu aşağıdaki değere eşit olduğundan doğru cevap C74 ’dır. ∫ 0 1 2 x x 2 + 1 d x = ln 2 2) Uygun değişken dönüşümünü seçelim: u = x 2 + 1 3) Türev alıp diferansiyeli yazalım: d u d x = 2 x d u = 2 x d x 4) İntegrali dönüşümle yeniden yazalım: ∫ 0 1 2 x x 2 + 1 d x = ∫ u ( 0 ) u ( 1 ) d u u 5) Yeni sınırları bulalım: u ( 0 ) = 0 2 + 1 = 1 u ( 1 ) = 1 2 + 1 = 2 6) İntegrali hesaplayalım: ∫ 1 2 d u u = ln u 1 2 7) Sınırları uygulayıp sonucu yazalım: ln u 1 2 = ln 2 - ln 1 = ln 2

  1. Çözüm: 1) Doğru şık kontrolü: İntegralin sonucu aşağıdaki değere eşit olduğundan doğru cevap C74 ’dır. ∫ 0 1 2 x x 2 + 1 d x = ln 2 2) Uygun değişken dönüşümünü seçelim: u = x 2 + 1 3) Türev alıp diferansiyeli yazalım: d u d x = 2 x d u = 2 x d x 4) İntegrali dönüşümle yeniden yazalım: ∫ 0 1 2 x x 2 + 1 d x = ∫ u ( 0 ) u ( 1 ) d u u 5) Yeni sınırları bulalım: u ( 0 ) = 0 2 + 1 = 1 u ( 1 ) = 1 2 + 1 = 2 6) İntegrali hesaplayalım: ∫ 1 2 d u u = ln u 1 2 7) Sınırları uygulayıp sonucu yazalım: ln u 1 2 = ln 2 - ln 1 = ln 2

1) Doğru şık kontrolü: İntegralin sonucu aşağıdaki değere eşit olduğundan doğru cevap A’dır.

012xx2+1dx=ln2

2) Uygun değişken dönüşümünü seçelim:

u=x2+1

3) Türev alıp diferansiyeli yazalım:

dudx=2xdu=2xdx

4) İntegrali dönüşümle yeniden yazalım:

012xx2+1dx=u(0)u(1)duu

5) Yeni sınırları bulalım:

u(0)=02+1=1u(1)=12+1=2

6) İntegrali hesaplayalım:

12duu=lnu12

7) Sınırları uygulayıp sonucu yazalım:

lnu12=ln2-ln1=ln2
7. SoruÇoktan Seçmeli

Aşağıdaki integralin değerini bulunuz.

0π4ln(1+tanx)dx

Lütfen önce bir cevap seç.

Doğru cevap: D

Önce verilen integrali I = ∫ 0 π 4 ln ( 1 + tan x ) d x olarak adlandıralım. Dönüşüm yapalım: x = π 4 - t Bu durumda sınırlar x = 0 ⇒ t = π 4, x = π 4 ⇒ t = 0 ve d x = - d t Tanjant bağıntısını kullanalım: tan ( π 4 - t ) = 1 - tan t 1 + tan t Buna göre 1 + tan ( π 4 - t ) = 1 + 1 - tan t 1 + tan t = 2 1 + tan t Şimdi integrali dönüşümle yazalım: I = ∫ 0 π 4 ln ( 2 1 + tan x ) d x (Değişken adını tekrar x olarak yazdık.) Bu integrali logaritma özelliğiyle açalım: ln ( 2 1 + tan x ) = ln 2 - ln ( 1 + tan x ) Dolayısıyla I = ∫ 0 π 4 ( ln 2 - ln ( 1 + tan x ) ) d x Sağ tarafı iki integrale ayıralım: I = ∫ 0 π 4 ln 2 d x - ∫ 0 π 4 ln ( 1 + tan x ) d x İkinci integral zaten I olduğundan I = ∫ 0 π 4 ln 2 d x - I Buradan 2 I = ∫ 0 π 4 ln 2 d x Sabit integrali alınır: ∫ 0 π 4 ln 2 d x = ln 2 ⋅ π 4 Sonuç: 2 I = π 4 ln 2 ⇒ I = π 8 ln 2 Dolayısıyla doğru seçenek D1046 ’dir.

  1. Çözüm: Önce verilen integrali I = ∫ 0 π 4 ln ( 1 + tan x ) d x olarak adlandıralım. Dönüşüm yapalım: x = π 4 - t Bu durumda sınırlar x = 0 ⇒ t = π 4, x = π 4 ⇒ t = 0 ve d x = - d t Tanjant bağıntısını kullanalım: tan ( π 4 - t ) = 1 - tan t 1 + tan t Buna göre 1 + tan ( π 4 - t ) = 1 + 1 - tan t 1 + tan t = 2 1 + tan t Şimdi integrali dönüşümle yazalım: I = ∫ 0 π 4 ln ( 2 1 + tan x ) d x (Değişken adını tekrar x olarak yazdık.) Bu integrali logaritma özelliğiyle açalım: ln ( 2 1 + tan x ) = ln 2 - ln ( 1 + tan x ) Dolayısıyla I = ∫ 0 π 4 ( ln 2 - ln ( 1 + tan x ) ) d x Sağ tarafı iki integrale ayıralım: I = ∫ 0 π 4 ln 2 d x - ∫ 0 π 4 ln ( 1 + tan x ) d x İkinci integral zaten I olduğundan I = ∫ 0 π 4 ln 2 d x - I Buradan 2 I = ∫ 0 π 4 ln 2 d x Sabit integrali alınır: ∫ 0 π 4 ln 2 d x = ln 2 ⋅ π 4 Sonuç: 2 I = π 4 ln 2 ⇒ I = π 8 ln 2 Dolayısıyla doğru seçenek D1046 ’dir.

Önce verilen integrali

I=0π4ln(1+tanx)dx

olarak adlandıralım.

Dönüşüm yapalım:

x=π4-t

Bu durumda sınırlar

x=0t=π4,x=π4t=0

ve

dx=-dt

Tanjant bağıntısını kullanalım:

tan(π4-t)=1-tant1+tant

Buna göre

1+tan(π4-t)=1+1-tant1+tant=21+tant

Şimdi integrali dönüşümle yazalım:

I=0π4ln(21+tanx)dx

(Değişken adını tekrar

x

olarak yazdık.)

Bu integrali logaritma özelliğiyle açalım:

ln(21+tanx)=ln2-ln(1+tanx)

Dolayısıyla

I=0π4(ln2-ln(1+tanx))dx

Sağ tarafı iki integrale ayıralım:

I=0π4ln2dx-0π4ln(1+tanx)dx

İkinci integral zaten

I

olduğundan

I=0π4ln2dx-I

Buradan

2I=0π4ln2dx

Sabit integrali alınır:

0π4ln2dx=ln2π4

Sonuç:

2I=π4ln2I=π8ln2

Dolayısıyla doğru seçenek

B

’dir.

8. SoruÇoktan Seçmeli

Aşağıdaki belirli integrali hesaplayınız.

01(2x+1)dx

Lütfen önce bir cevap seç.

Doğru cevap: A

Verilen integral: ∫ 0 1 ( 2 x + 1 ) d x Önce integrali parçalayalım: ∫ 0 1 ( 2 x + 1 ) d x = ∫ 0 1 2 x d x + ∫ 0 1 1 d x Şimdi her birinin belirsiz integralini alalım (ilkel fonksiyon): ∫ 2 x d x = x 2 ∫ 1 d x = x Buna göre belirli integral, ilkel fonksiyonun sınırlar arasında hesaplanmasıdır: ∫ 0 1 ( 2 x + 1 ) d x = ( x 2 + x ) 0 1 Üst sınır ve alt sınır değerlerini yerine koyalım: ( x 2 + x ) 0 1 = ( 1 2 + 1 ) - ( 0 2 + 0 ) Sonucu sadeleştirelim: ( 1 + 1 ) - ( 0 + 0 ) = 2 Kontrol: Sonuç şıkkıA543dır.

  1. Çözüm: Verilen integral: ∫ 0 1 ( 2 x + 1 ) d x Önce integrali parçalayalım: ∫ 0 1 ( 2 x + 1 ) d x = ∫ 0 1 2 x d x + ∫ 0 1 1 d x Şimdi her birinin belirsiz integralini alalım (ilkel fonksiyon): ∫ 2 x d x = x 2 ∫ 1 d x = x Buna göre belirli integral, ilkel fonksiyonun sınırlar arasında hesaplanmasıdır: ∫ 0 1 ( 2 x + 1 ) d x = ( x 2 + x ) 0 1 Üst sınır ve alt sınır değerlerini yerine koyalım: ( x 2 + x ) 0 1 = ( 1 2 + 1 ) - ( 0 2 + 0 ) Sonucu sadeleştirelim: ( 1 + 1 ) - ( 0 + 0 ) = 2 Kontrol: Sonuç şıkkıA543dır.

Verilen integral:

01(2x+1)dx

Önce integrali parçalayalım:

01(2x+1)dx=012xdx+011dx

Şimdi her birinin belirsiz integralini alalım (ilkel fonksiyon):

2xdx=x2
1dx=x

Buna göre belirli integral, ilkel fonksiyonun sınırlar arasında hesaplanmasıdır:

01(2x+1)dx=(x2+x)01

Üst sınır ve alt sınır değerlerini yerine koyalım:

(x2+x)01=(12+1)-(02+0)

Sonucu sadeleştirelim:

(1+1)-(0+0)=2

Kontrol: Sonuç C şıkkıdır.

9. SoruÇoktan Seçmeli

Aşağıdaki integrali hesaplayınız.

2xx2+1dx

Lütfen önce bir cevap seç.

Doğru cevap: B

İntegral: ∫ 2 x x 2 + 1 d x Paydada bulunan ifadenin türevi payda (çarpan olarak) göründüğü için değişken dönüşümü yapalım: u = x 2 + 1 Türev alalım: d u = 2 x d x Bu dönüşümle integral: ∫ 2 x d x x 2 + 1 = ∫ d u u Logaritma integrali kuralı: ∫ d u u = ln ( u ) + C Geri dönüş yapalım: ln ( u ) + C = ln ( x 2 + 1 ) + C Sonuç şıklardan A ile aynıdır; doğru cevap B379.

  1. Çözüm: İntegral: ∫ 2 x x 2 + 1 d x Paydada bulunan ifadenin türevi payda (çarpan olarak) göründüğü için değişken dönüşümü yapalım: u = x 2 + 1 Türev alalım: d u = 2 x d x Bu dönüşümle integral: ∫ 2 x d x x 2 + 1 = ∫ d u u Logaritma integrali kuralı: ∫ d u u = ln ( u ) + C Geri dönüş yapalım: ln ( u ) + C = ln ( x 2 + 1 ) + C Sonuç şıklardan A ile aynıdır; doğru cevap B379.

İntegral:

2xx2+1dx

Paydada bulunan ifadenin türevi payda (çarpan olarak) göründüğü için değişken dönüşümü yapalım:

u=x2+1

Türev alalım:

du=2xdx

Bu dönüşümle integral:

2xdxx2+1=duu

Logaritma integrali kuralı:

duu=ln(u)+C

Geri dönüş yapalım:

ln(u)+C=ln(x2+1)+C

Sonuç şıklardan A ile aynıdır; doğru cevap B1927.

10. SoruÇoktan Seçmeli

Aşağıdaki integralin değerini bulun.

01x2(1+x2)2dx

Lütfen önce bir cevap seç.

Doğru cevap: C

İntegrali I = ∫ 0 1 x 2 ( 1 + x 2 ) 2 d x şeklinde adlandıralım. Trigonometrik dönüşüm seçelim: x = tan ⁡ t Bu durumda d x = sec ⁡ t 2 d t ve 1 + x 2 = 1 + tan ⁡ t 2 = sec ⁡ t 2 İfadeyi yerine yazalım: x 2 ( 1 + x 2 ) 2 d x = tan ⁡ t 2 sec ⁡ t 2 2 sec ⁡ t 2 d t Sadeleştirelim: tan ⁡ t 2 sec ⁡ t 2 d t = tan ⁡ t 2 cos ⁡ t 2 d t = sin ⁡ t 2 d t Sınırları dönüştürelim: x = 0 ⇒ t = 0 x = 1 ⇒ t = π 4 Böylece integral I = ∫ 0 π 4 sin ⁡ t 2 d t olur. Özdeşlik kullanalım: sin ⁡ t 2 = 1 2 ( 1 - cos ⁡ 2 t ) İntegrali hesaplayalım: I = ∫ 0 π 4 1 2 ( 1 - cos ⁡ 2 t ) d t I = t 2 - sin ⁡ 2 t 4 0 π 4 Sınırları uygulayalım: I = ( π 4 2 - sin ⁡ 2 × π 4 4 ) - ( 0 - 0 ) I = π 8 - sin ⁡ π 2 4 = π 8 - 1 4 Sonuç şık A ile aynıdır.

  1. Çözüm: İntegrali I = ∫ 0 1 x 2 ( 1 + x 2 ) 2 d x şeklinde adlandıralım. Trigonometrik dönüşüm seçelim: x = tan ⁡ t Bu durumda d x = sec ⁡ t 2 d t ve 1 + x 2 = 1 + tan ⁡ t 2 = sec ⁡ t 2 İfadeyi yerine yazalım: x 2 ( 1 + x 2 ) 2 d x = tan ⁡ t 2 sec ⁡ t 2 2 sec ⁡ t 2 d t Sadeleştirelim: tan ⁡ t 2 sec ⁡ t 2 d t = tan ⁡ t 2 cos ⁡ t 2 d t = sin ⁡ t 2 d t Sınırları dönüştürelim: x = 0 ⇒ t = 0 x = 1 ⇒ t = π 4 Böylece integral I = ∫ 0 π 4 sin ⁡ t 2 d t olur. Özdeşlik kullanalım: sin ⁡ t 2 = 1 2 ( 1 - cos ⁡ 2 t ) İntegrali hesaplayalım: I = ∫ 0 π 4 1 2 ( 1 - cos ⁡ 2 t ) d t I = t 2 - sin ⁡ 2 t 4 0 π 4 Sınırları uygulayalım: I = ( π 4 2 - sin ⁡ 2 × π 4 4 ) - ( 0 - 0 ) I = π 8 - sin ⁡ π 2 4 = π 8 - 1 4 Sonuç şık A ile aynıdır.

İntegrali I=01x2(1+x2)2dx şeklinde adlandıralım.

Trigonometrik dönüşüm seçelim: x=tant

Bu durumda dx=sect2dt ve 1+x2=1+tant2=sect2

İfadeyi yerine yazalım: x2(1+x2)2dx=tant2sect22sect2dt

Sadeleştirelim: tant2sect2dt=tant2cost2dt=sint2dt

Sınırları dönüştürelim: x=0t=0x=1t=π4

Böylece integral I=0π4sint2dt olur.

Özdeşlik kullanalım: sint2=12(1-cos2t)

İntegrali hesaplayalım: I=0π412(1-cos2t)dtI=t2-sin2t40π4

Sınırları uygulayalım: I=(π42-sin2×π44)-(0-0)I=π8-sinπ24=π8-14

Sonuç şık A ile aynıdır.

İntegral Sık Sorulan Sorular

Belirsiz integral nedir?

Türevi verilen fonksiyona eşit olan tüm fonksiyon ailesini ifade eder ve sabit terim içerir.

Belirli integral neyi gösterir?

İki sınır arasındaki toplam değişimi veya işaretli alanı gösterir.

Türev ve integral arasındaki ilişki nedir?

İntegral türevin ters işlemi olarak çalışır; Temel Teorem bu iki işlemi birbirine bağlar.