header
Köklü Sayılar
Bir sayının kendisi ile belli sayıda çarpılmasını üslü sayılar şeklinde gösteriyorduk. Peki bir üslü sayının değerini ve kuvvetini
biliyorsak, bu üslü sayının tabanını nasıl bulabiliriz? İşte köklü sayılar bu sorunun yanıtını bize vermektedir.
$$ \displaystyle \begin{align}
x^n &= a \Rightarrow x = ? \\
(x^n)^{\frac{1}{n}} &= a^{\frac{1}{n}} \\
x &= a^{\frac{1}{n}} = \sqrt[n]{a} \:\:\:(a,x \in \mathbb{R}, n \in \mathbb{Z}^{+})
\end{align}$$
√ sembolüne kök işareti, n sayısına da kökün derecesi denir. Yani a sayısının n. dereceden kökü 𝑥 sayısına eşittir.
$$ \displaystyle \begin{align}
a^{\frac{1}{n}} = \left\{\begin{array}{l11} n = 2 & \Rightarrow & \toggle{\sqrt[2]{a}}{\sqrt{a}}\endtoggle \\
n = 3 & \Rightarrow & \sqrt[3]{a} \\
n = 4 & \Rightarrow & \sqrt[4]{a} \\
n = 5 & \Rightarrow & \sqrt[5]{a} \\
... & ... & ... \\
n = k & \Rightarrow & \sqrt[k]{a} \\
\end{array} \right.
\end{align}$$
n = 2 ise bu işleme bir sayının karekökünü alma işlemi denir.
n = 3 ise bu işleme bir sayının küpkökünü alma işlemi denir.
Karekök alınırken kökün derecesinin ayrıca yazılmasına gerek yoktur!
Köklü Sayıların Özellikleri
Sıfırın n. dereceden kökü sıfıra eşittir.
$$ \sqrt[n]{0} = 0$$
Örnek:
$$ \begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & \sqrt[2]{0} = 0 \\
\text{(II)} & \sqrt[15]{0} = 0
\end{array}$$
Bir sayı kökten çıkarken kendi kuvveti kökün derecesine bölünür.
$$ \sqrt[n]{a^m} = a^{\frac{m}{n}}$$
Örnek:
$$ \begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & \sqrt{3^3} = 3^{\frac32} \\
\text{(II)} & \sqrt[15]{7^{15}} = 7^{\frac{15}{15}} = 7
\end{array}$$
Bir sayı kökün içerisine girerken kendi kuvveti kökün derecesi ile çarpılır.
$$ a^m = \sqrt[n]{a^{n \times m}}$$
Örnek:
$$ \begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & 2\sqrt{3^3} = \sqrt{2^{1\times2} \times 3^3} \\
\text{(II)} & 2^2\sqrt[3]{2^{15}} = \sqrt[3]{2^{2\times3} \times 2^{15}}
\end{array}$$
Karekök içerisinde tam kareli bir ifade varsa, bu ifade kökten çıkarken mutlak değeri alınır.
$$ \sqrt{a^2} = |a|$$
Örnek:
$$ \begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & \sqrt{16} = \sqrt{4^2} = |4| = 4 \\
\text{(II)} & \sqrt{121} = \sqrt{11^2} = |11| = 11 \\
\text{(III)} & \sqrt{64} = \sqrt{8^2} = 8 \:\:\: \color{green} \unicode{x2714} \\
& \sqrt{64} = \sqrt{8^2} = \pm 8 \:\:\: \color{crimson} \unicode{x2718}
\end{array}$$
Aynı dereceden köklü ifadeler çarpılırken, köklerin içerisi çarpılıp aynı dereceden kök içerisinde yazılır.
$$ \sqrt[n]{a} \times \sqrt[n]{b} = \sqrt[n]{a \times b}$$
Örnek:
$$ \begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & \sqrt[3]{2} \times \sqrt[3]{5} = \sqrt[3]{2 \times 5} \\
\text{(II)} & \sqrt[5]{11} \times \sqrt[5]{3} = \sqrt[5]{11 \times 3}
\end{array}$$
Aynı dereceden köklü ifadeler bölünürken, köklerin içerisi bölünüp aynı dereceden kök içerisinde yazılır.
$$ \frac{\sqrt[n]{a}}{\sqrt[n]{b}} = \sqrt[n]{\frac{a}{b}}$$
Örnek:
$$ \begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & \frac{\sqrt[3]{2}}{\sqrt[3]{5}} = \sqrt[3]{\frac25} \\
\text{(II)} & \frac{\sqrt[5]{11}}{\sqrt[5]{3}} = \sqrt[5]{\frac{11}{3}}
\end{array}$$
Köklü ifadelerde toplama veya çıkartma yaparken köklerin derecesi ve içerisi aynı olmalıdır. Bu durumda katsayılar toplanır veya çıkartılır ve çarpan olarak yazılır.
$$ (p \times \sqrt[n]{a}) \pm (r \times \sqrt[n]{a}) = (p \pm r)\times \sqrt[n]{a}$$
Örnek:
$$ \begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & 2 \sqrt[3]{5} - 5 \sqrt[3]{5} = (2 - 5) \sqrt[3]{5} \\
\text{(II)} & 5 \sqrt[5]{11} + 7 \sqrt[5]{11} = (5 + 7) \sqrt[5]{11}
\end{array}$$
Kökün derecesi ile kökün içerisinde yer alan ifadenin kuvveti birbirine eşit ise, bu durumda kökün derecesinin tek veya çift olmasına bağlı olarak sonuç değişir.
$$ \begin{array}{1l1l}
\sqrt[n]{a^n} = a & n = 2m + 1 \:,\: m \in \mathbb {Z}^{+} \\
\sqrt[n]{a^n} = |a| & n = 2m \:,\: m \in \mathbb {Z}^{+}
\end{array}$$
Örnek:
$$ \begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & \sqrt[6]{(x + 1)^6} = |x + 1| \\
\text{(II)} & \sqrt[5]{(x + 1)^5} = x + 1
\end{array}$$
İç içe geçmiş köklü ifadelerde, köklerin dereceleri çarpılarak ifade tek bir dereceden kök şeklinde yazılabilir.
$$ \sqrt[m]{\sqrt[n]{\sqrt[r]{a}}} = \sqrt[m \cdot n \cdot r]{a}$$
Örnek:
$$ \begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & \sqrt[3]{\sqrt{\sqrt[5]{2}}} = \sqrt[3\times2\times5]{2} \\
\text{(II)} & \sqrt{\sqrt{\sqrt{5}}} = \sqrt[8]{5}
\end{array}$$
İçe İçe Geçmiş Sonsuz Elemanlı Köklü İfadeler
$$ \sqrt[n]{a \times \sqrt[n]{a \times \sqrt[n]{a \times {...}}}} = \sqrt[n-1]{a}$$
İspatı Göster
$$ \begin{align}
\sqrt[n]{a \times \sqrt[n]{a \times \sqrt[n]{a \times {...}}}} &= x \\
\sqrt[n]{a \times x} &= x \\
a \times x &= x^n \\
a &= x^{n - 1}
\end{align}$$
$$ \begin{align}
\Rightarrow x = \sqrt[n-1]{a}
\end{align}$$
$$ \sqrt[n]{a \div \sqrt[n]{a \div \sqrt[n]{a \div {...}}}} = \sqrt[n+1]{a}$$
İspatı Göster
$$ \begin{align}
\sqrt[n]{a \div \sqrt[n]{a \div \sqrt[n]{a \div {...}}}} &= x \\
\sqrt[n]{a \div x} &= x \\
a \div x &= x^n \\
a &= x^{n + 1}
\end{align}$$
$$ \begin{align}
\Rightarrow x = \sqrt[n+1]{a}
\end{align}$$
$$ \sqrt{a + \sqrt{a + \sqrt{a + ...}}} = \frac{1 + \sqrt{1+4a}}{2}$$
İspatı Göster
$$ \begin{align}
\sqrt{a + \sqrt{a + \sqrt{a + ...}}} &= x \\
\sqrt{a + x} &= x
\end{align}$$
$$ \begin{align}
x^2 - x - a = 0
\end{align}$$
$$ \begin{align}
\Delta &= (-1)^2 - (4)(1)(-a) \\
\Delta &= 1 + 4a
\end{align}$$
$$ \begin{align}
x_{1,2} = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 4a}}{2}
\end{align}$$
$$ \begin{align}
x > 0 \Rightarrow x = \frac{1 + \sqrt{1 + 4a}}{2}
\end{align}$$
Çarpma ve bölme işleminde olduğu gibi aynı işlemi n. mertebeden kök için düşündüğümüzde konu oldukça karmaşıklaşıyor ve
karşımıza aşağıdaki gibi bir denklem çıkıyor. Bu denklemin çözümü oldukça zor olup, kapalı ifadelerin yüksek mertebeden kısmi
türevlerinin alınması gerekir. O yüzden şimdilik o konuya girmiyorum.
$$ \begin{align}
x^n - x - a =0
\end{align}$$
$$ \sqrt{a - \sqrt{a - \sqrt{a - ...}}} = \frac{-1 + \sqrt{1+4a}}{2}$$
İspatı Göster
$$ \begin{align}
\sqrt{a - \sqrt{a - \sqrt{a - ...}}} &= x \\
\sqrt{a - x} &= x
\end{align}$$
$$ \begin{align}
x^2 + x - a = 0
\end{align}$$
$$ \begin{align}
\Delta &= (1)^2 - (4)(1)(-a) \\
\Delta &= 1 + 4a
\end{align}$$
$$ \begin{align}
x_{1,2} = \frac{-1 \pm \sqrt{1 + 4a}}{2}
\end{align}$$
$$ \begin{align}
x > 0 \Rightarrow x = \frac{-1 + \sqrt{1 + 4a}}{2}
\end{align}$$
Çarpma ve bölme işleminde olduğu gibi aynı işlemi n. mertebeden kök için düşündüğümüzde konu oldukça karmaşıklaşıyor ve
karşımıza aşağıdaki gibi bir denklem çıkıyor. Bu denklemin çözümü oldukça zor olup, kapalı ifadelerin yüksek mertebeden kısmi
türevlerinin alınması gerekir. O yüzden şimdilik o konuya girmiyorum.
$$ \begin{align}
x^n + x - a =0
\end{align}$$
Tam Kare Denkliği
$$ \underbrace {\sqrt{\lower 8pt {x \pm 2} \sqrt{\lower 6pt {y}}} \lower 6pt {\:= \sqrt{a} \pm \sqrt{b}}}_{\color{red} y = a \times b,\:\:\: x = a + b}$$
İspatı Göster
$$ \begin{align}
\sqrt{x \pm 2 \sqrt{y}} &= \sqrt{a} \pm \sqrt{b} \\
\left(\sqrt{x \pm 2 \sqrt{y}}\right)^2 &= \left( \sqrt{a} \pm \sqrt{b} \right)^2 \\
x \pm 2 \sqrt{y} &= a + b \pm 2\sqrt{ab}
\end{align}$$
$$ \begin{align}
\Rightarrow x &= a + b \\
\Rightarrow y &= a \times b
\end{align}$$
Örnek Sorular
Soru 1:
$$ \begin{align}
\frac{(\sqrt{3}-1)\cdot(\sqrt{4+2\sqrt{3}})\cdot(\sqrt{1-\frac{\sqrt{3}}{2}})}{2}
\end{align}$$
Yukarıdaki işlemin sonucunun en sade halini bulunuz?
Cevabı Göster
$$ \begin{align}
&= \frac{(\sqrt{3}-1)(\sqrt{3}+1) \cdot \sqrt{1-\frac{\sqrt{3}}{2}}}{2} \\
&= \frac{2 \cdot \sqrt{1-\frac{\sqrt{3}}{2}}}{2} \\
&= \frac{\toggle{\sqrt{4-2\sqrt{3}}}{\sqrt{3}-1}\endtoggle}{2} \\
&=\frac{(\sqrt{3}-1)\cdot(\sqrt{3}+1)}{2 \cdot (\sqrt{3}+1)} \\
&= \frac{2}{2 \cdot (\sqrt{3}+1)} = \frac{1}{\sqrt{3}+1}
\end{align}$$
Soru 2:
$$ \begin{align}
\frac{a-b}{a\sqrt{b}+b\sqrt{a}} = 1
\end{align}$$
b 'nin a cinsinden gösterimi nedir?
Cevabı Göster
$$ \begin{align}
\frac{a-b}{a\sqrt{b}+b\sqrt{a}} &= 1 \\
\frac{\left(\sqrt{a} - \sqrt{b}\right)\left(\sqrt{a} + \sqrt{b}\right)}{\sqrt{ab}\left(\sqrt{a} + \sqrt{b}\right)} &= 1 \\
\frac{\sqrt{a} - \sqrt{b}}{\sqrt{ab}} &= 1 \\
\sqrt{a} - \sqrt{b} &= \sqrt{ab} \\
\frac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}} - \frac{\sqrt{b}}{\sqrt{b}} &= \frac{\sqrt{a}\sqrt{b}}{\sqrt{b}} \\
\frac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}} - 1 &= \sqrt{a} \\
\frac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}} &= \sqrt{a} + 1 \\
\frac{\sqrt{a}}{\sqrt{a} + 1} &= \sqrt{b}
\end{align}$$
$$ \begin{align}
\Rightarrow b = \frac{a}{\left(\sqrt{a} + 1\right)^2}
\end{align}$$
Soru 3:
$$ \begin{align}
\sqrt{147 \times 102 - 98 \times 151} = ?
\end{align}$$
Yukarıdaki işlemin sonucunun en sade halini bulunuz?
Cevabı Göster
$$ \begin{align}
&= \sqrt{147 \times 102 - 98 \times 151} \\
&= \sqrt{147 \times 98 + 147 \times 4 - 98 \times 151} \\
&= \sqrt{98 \times (147-151) + 147 \times 4} \\
&= \sqrt{4 \times (147-98)} \\
&= \sqrt{4 \times 49} \\
&= 2 \times 7 = 14
\end{align}$$
Soru 4:
$$ \begin{align}
A &= \sqrt[7]{\frac{\sqrt{7}-1}{\sqrt{3}+1}} \\
B &= \sqrt[7]{\frac{3\sqrt{3}-3}{\sqrt{7}+1}}
\end{align}$$
B sayısının A sayısı cinsinden gösterimi nedir?
Cevabı Göster
$$ \begin{align}
B \cdot \frac{1}{A} &= \sqrt[7]{\frac{3\sqrt{3}-3}{\sqrt{7}+1}} \cdot \frac{1}{\sqrt[7]{\frac{\sqrt{7}-1}{\sqrt{3}+1}}} \\
&= \sqrt[7]{\frac{3 \cdot (\sqrt{3}-1)}{\sqrt{7}+1}} \cdot \sqrt[7]{\frac{\sqrt{3}+1}{\sqrt{7}-1}} \\
&= \sqrt[7]{\frac{3 \cdot 2}{7 - 1}} = \sqrt[7]{1} = 1
\end{align}$$
$$ \begin{align}
\frac{B}{A} = 1 \Rightarrow B = A
\end{align}$$
Soru 5:
$$ \begin{align}
\sqrt{\frac{a^2}{b^2}-2+\frac{b^2}{a^2}} = a-b
\end{align}$$
Yukarıdaki eşitliği sağlayan a ve b reel sayılarının toplamı en az kaç olabilir?
Cevabı Göster
$$ \begin{align}
\sqrt{\frac{a^2}{b^2}-2+\frac{b^2}{a^2}} &= a - b \\
\sqrt{\left(\frac{a}{b}-\frac{b}{a}\right)^2} &= a - b \\
\left|\frac{a}{b}-\frac{b}{a}\right| &= a - b
\end{align}$$
$$ \begin{align}
\frac{a}{b}-\frac{b}{a} = a - b \:\:\: \vee \:\:\: \frac{a}{b}-\frac{b}{a} = -(a - b)
\end{align}$$
$$ \begin{align}
&\frac{a}{b}-\frac{b}{a} = a - b \\ &\Rightarrow \frac{a^2-b^2}{a \cdot b} = a - b \\
&\Rightarrow \frac{(a-b) \cdot (a+b)}{a \cdot b} = a - b \\
&\Rightarrow \underbrace{a+b = a \cdot b}_{a=2\:,\:b=2}
\end{align}$$
$$ \begin{align}
&\frac{a}{b}-\frac{b}{a} = -(a - b) \\ &\Rightarrow \frac{a^2-b^2}{a \cdot b} = -(a - b) \\
&\Rightarrow \frac{(a-b) \cdot (a+b)}{a \cdot b} = -(a - b) \\
&\Rightarrow \underbrace{a+b = -a \cdot b}_{a=-2\:,\:b=-2}
\end{align}$$
$$ \begin{align}
\Rightarrow min(a+b) &= -4
\end{align}$$
Soru 6:
$$ \begin{align}
\sum_{n=2}^{169} \frac{(-1)^n}{\sqrt{n}-\sqrt{n-1}} = ?
\end{align}$$
Yukarıdaki işlemin sonucunun en sade halini bulunuz?
Cevabı Göster
$$ \toggle{\begin{align} n=2 &\Rightarrow \frac{1}{\sqrt{2}-\sqrt{1}} \\ &\Rightarrow (+\sqrt{2}+\sqrt{1}) \\
n=3 &\Rightarrow \frac{-1}{\sqrt{3}-\sqrt{2}} \\ &\Rightarrow (-\sqrt{3}-\sqrt{2}) \\
n=4 &\Rightarrow \frac{1}{\sqrt{4}-\sqrt{3}} \\ &\Rightarrow(+\sqrt{4}+\sqrt{3}) \\
n=5 &\Rightarrow \frac{-1}{\sqrt{5}-\sqrt{4}} \\ &\Rightarrow (-\sqrt{5}-\sqrt{4}) \\
n=6 &\Rightarrow \frac{1}{\sqrt{6}-\sqrt{5}} \\ &\Rightarrow(+\sqrt{6}+\sqrt{5}) \\
&......\\
&......\\
&......\\
n=169 &\Rightarrow \frac{-1}{\sqrt{169}-\sqrt{168}} \\ &\Rightarrow(-\sqrt{169}-\sqrt{168})
\end{align}}{\begin{align} n=2 &\Rightarrow \frac{1}{\sqrt{2}-\sqrt{1}} \\ &\Rightarrow(\cancel{+\sqrt{2}}+\sqrt{1}) \\
n=3 &\Rightarrow \frac{-1}{\sqrt{3}-\sqrt{2}} \\ &\Rightarrow (\cancel{-\sqrt{3}}-\cancel{\sqrt{2}}) \\
n=4 &\Rightarrow \frac{1}{\sqrt{4}-\sqrt{3}} \\ &\Rightarrow (\cancel{+\sqrt{4}}+\cancel{\sqrt{3}}) \\
n=5 &\Rightarrow \frac{-1}{\sqrt{5}-\sqrt{4}} \\ &\Rightarrow (\cancel{-\sqrt{5}}-\cancel{\sqrt{4}}) \\
n=6 &\Rightarrow \frac{1}{\sqrt{6}-\sqrt{5}} \\ &\Rightarrow (\cancel{+\sqrt{6}}+\cancel{\sqrt{5}}) \\
&......\\
&......\\
&......\\
n=169 &\Rightarrow \frac{-1}{\sqrt{169}-\sqrt{168}} \\ &\Rightarrow (-\sqrt{169}\cancel{-\sqrt{168}})
\end{align}}\endtoggle$$
$$ \begin{align}
\sum_{n=2}^{169} \frac{(-1)^n}{\sqrt{n}-\sqrt{n-1}} &= 1 - \sqrt{169} \\
&= 1 - \sqrt{13^2} \\
&= 1 - 13 = -12
\end{align}$$
footer