Trigonometri

Trigonometri açılar ve üçgenlerle ilgilidir. Birim çember üzerinde tanımlanan trigonometrik fonksiyonlar matematiğin en temel konularından biridir.

Birim çember, merkezi orijinde ve yarıçapı 1 birim olan çemberdir. Bu çember üzerinde trigonometrik fonksiyonlar şöyle tanımlanır:

• sinα = y/1 = y (Birim çemberde y koordinatı)
• cosα = x/1 = x (Birim çemberde x koordinatı)
• tanα = y/x = sinα/cosα (Tanjant oranı)

Trigonometrik fonksiyonların işaretleri bölgelere göre değişir:

• 1. bölgede: sin(+), cos(+), tan(+)
• 2. bölgede: sin(+), cos(-), tan(-)
• 3. bölgede: sin(-), cos(-), tan(+)
• 4. bölgede: sin(-), cos(+), tan(-)

İpucu: Birim çemberde sin²α + cos²α = 1 formülü her zaman geçerlidir ve trigonometrinin temel eşitliğidir.

Özel açıların değerlerini (0°, 30°, 45°, 60°, 90°) ezberlemeniz hesaplamalarınızda size büyük kolaylık sağlayacaktır. Örneğin sin(30°) = 1/2 ve cos(60°) = 1/2 gibi.

Sinüs ve kosinüs teoremi üçgenlerde kullanacağınız en önemli formüllerdir. Sinüs teoremi ile bir üçgenin kenarlarının sinüslerine oranı bulunurken, kosinüs teoremi ile üçgenin kenarları arasındaki ilişki hesaplanır.

Analitik Geometri

Analitik geometri koordinat sistemi kullanarak geometrik şekilleri cebirsel olarak incelememizi sağlar. Kartezyen koordinat sisteminde noktaların konumlarını belirleyip, doğruların, eğrilerin denklemlerini çıkarabiliriz.

Koordinat düzleminde dört bölge vardır:

• I. Bölge: x>0, y>0
• II. Bölge: x<0, y>0
• III. Bölge: x<0, y<0
• IV. Bölge: x>0, y<0

İki nokta arasındaki uzaklık formülü ile A(x₁,y₁) ve B(x₂,y₂) noktaları arasındaki uzaklık şöyle hesaplanır: |AB| = √$(x₂-x₁)² + (y₂-y₁)²$

Orta nokta formülü ile A(x₁,y₁) ve B(x₂,y₂) noktalarının orta noktası C: C(x,y) = $(x₁+x₂)/2, (y₁+y₂)/2$

İpucu: Bir doğrunun eğimini bulurken, iki nokta verilmişse m = $y₂-y₁$/$x₂-x₁$ formülünü kullanabilirsiniz.

Bir doğrunun denklemi çeşitli şekillerde ifade edilebilir:

• Eğim-Kesişim Formu: y = mx + n
• Genel Formu: ax + by + c = 0
• Noktası ve Eğimi Verilen Doğru: y - y₁ = m$x - x₁$

Bir noktanın doğruya olan uzaklığı şu formülle hesaplanır: d = |ax₁ + by₁ + c| / √$a² + b²$

Analitik geometride doğruların paralel, dik veya çakışık olması da eğimleri üzerinden kolayca anlaşılabilir.

Fonksiyonlarda Uygulamalar

Fonksiyonlar bize değişkenler arasındaki ilişkileri inceleme imkanı verir. Bir fonksiyonun artan, azalan, maksimum ve minimum değerleri grafiği üzerinden anlaşılabilir.

Fonksiyon dönüşümleri şu şekilde gerçekleşir:

• y = f(x) + a → a birim yukarı öteleme
• y = f(x) - b → b birim aşağı öteleme
• y = f$x + a$ → a birim sola öteleme
• y = f$x - b$ → b birim sağa öteleme

Parabol $y = ax² + bx + c$ hakkında önemli bilgiler:

• a > 0 ise kollar yukarı, a < 0 ise kollar aşağı bakar
• Tepe noktası T(r,k) formülü: r = -b/(2a), k = f(r)
• Parabolün x-eksenini kestiği noktalar için Δ = b² - 4ac diskriminantı incelenir

Unutma: Parabollerin tepe noktasında fonksiyon maksimum veya minimum değerini alır. a > 0 ise minimum, a < 0 ise maksimum değerini alır.

Tek-çift fonksiyonlar özellikleri:

• Çift fonksiyon: f$-x$ = f(x) ve grafiği y eksenine göre simetriktir
• Tek fonksiyon: f$-x$ = -f(x) ve grafiği orijine göre simetriktir

Bir parabol ile doğru arasındaki ilişkiyi anlamak için f(x) - g(x) = 0 denkleminin diskriminantı (Δ) incelenir:

• Δ > 0 ise iki farklı noktada kesişirler
• Δ = 0 ise teğet olurlar
• Δ < 0 ise kesişmezler

Denklem ve Eşitsizlik Sistemleri - Uzay Geometrisi

İkinci dereceden denklem sistemleri, a, b, c, d, e, f ∈ R olmak üzere: ax² + by² + cxy + dx + ey + f = 0 şeklinde ifade edilir. Bu sistemleri çözerken kökler bulunur ve çözüm kümesi oluşturulur.

İkinci dereceden eşitsizlikler $ax² + bx + c > 0 gibi$ çözülürken:

• Δ = b² - 4ac hesaplanır
• Eşitsizliğin kökler arasında mı yoksa dışında mı sağlandığı belirlenir
• a'nın işaretine göre yönler belirlenir

Öneri: Eşitsizlik problemlerinde işaret tablosu oluşturmak çözümü çok kolaylaştırır!

Uzay geometrisinde üç boyutlu cisimler incelenir:

• Silindir: Tabanı daire olan prizma

  • Hacim = πr²h
  • Yüzey alanı = 2πr$r+h$

• Koni: Tabanı daire olan dik piramit

  • Hacim = πr²h/3
  • Yan yüzey alanı = πra

• Küre: Sabit bir noktaya eşit uzaklıktaki noktalar kümesi

  • Hacim = 4πr³/3
  • Yüzey alanı = 4πr²

Küre diliminin hacmi = πr²h formülüyle hesaplanır. Bir kürenin düzlemle kesilmesi sonucu elde edilen kesit daima bir dairedir ve bu kesitin alanı = πr² dir.

Çember ve Daire

Çember, düzlemde sabit bir noktaya (merkez) eşit uzaklıktaki noktalar kümesidir. Çemberin temel elemanları:

• Kiriş: Çember üzerindeki iki farklı noktayı birleştiren doğru parçası
• Yay: Çember parçaları
• Kesen: Çemberi iki farklı noktada kesen doğru
• Teğet: Çemberi yalnız bir noktada kesen doğru

Açılar:

• Merkez açı: Köşesi merkezde olan açıdır
• Çevre açı: Köşesi çember üzerinde, kenarları çemberi kesen açıdır
• Çevre açı, gördüğü yayın yarısına eşittir (α/2)
• Aynı yayı gören merkez açı, çevre açının iki katıdır (2α)

İpucu: Çaptaki açı her zaman 90 derecedir. Yani çapı gören her çevre açı 90°'dir.

Daire hesapları:

• Daire çevresi = 2πr
• Daire alanı = πr²
• Daire diliminin alanı = πr² × (α/360°)
• Daire parçasının alanı = πr² × (α/360°) - (r²sinα)/2

Kirişler dörtgeni çember üzerindeki dört noktadan oluşan dörtgendir. Bu dörtgende karşılıklı açıların toplamı 180°'dir.

Çevrel çember, bir üçgenin köşelerinden geçen çemberdir. Sinüs teoremiyle ilişkisi: a/sinA = b/sinB = c/sinC = 2R şeklindedir (R çevrel çemberin yarıçapıdır).

Olasılık

Olasılık, bir olayın gerçekleşme ihtimalini sayısal olarak ifade etmemizi sağlar. Deney bilimsel bir gerçeği kanıtlamak için yapılan işlemdir. Para atmak, zar atmak veya torbadan bilye çekmek birer deneydir.

Örnek uzay (E), bir deneyde elde edilebilecek tüm çıktıların kümesidir:

• Para atma deneyinde örnek uzay: E = {Y, T}
• Zar atma deneyinde örnek uzay: E = {1, 2, 3, 4, 5, 6}

Olasılık formülü: P(A) = s(A)/s(E) = İstenen durumların sayısı / Olası tüm durumların sayısı

Olasılık aksiyomları:

• 0 ≤ P(A) ≤ 1
• P(A) + P(A') = 1
• P(A∪B) = P(A) + P(B) - P(A∩B)

Önemli: Teorik olasılık deney yapmadan hesaplanır ve eş olumlu örnek uzaylarda kullanılır. Deneysel olasılık ise deney yaparak bulunur.

Bağımsız olaylar: Birinin gerçekleşmesi diğerinin olasılığını etkilemiyorsa, iki olay bağımsızdır. Bağımsız A ve B olayları için P(A∩B) = P(A) × P(B) formülü geçerlidir.

Koşullu olasılık: B olayının gerçekleştiği bilindiğinde, A olayının gerçekleşme olasılığıdır ve P(A|B) şeklinde gösterilir. Formülü: P(A|B) = P(A∩B)/P(B)

Para ve zar atma deneylerinde, atılan sayı arttıkça örnek uzay elemanları da artar. Örneğin n para atılması durumunda örnek uzayın eleman sayısı 2ⁿ olur.