Logaritma ve Diziler

Diziler Konu Anlatımı

AYT10 dakikalık okuma

Diziler konu anlatımı: bölmelere sırayla artan renkli üçgen desenlerini yerleştirip sonraki terimi tamamlayan iki öğrenci

Dizi, belirli bir kurala göre sıralanmış sayıların listesidir ve matematikte pozitif tam sayılar üzerinde tanımlı bir fonksiyon olarak ele alınır. Örüntüleri tanımak, bir sonraki terimi tahmin etmek ve uzun toplamları hesaplamak dizilerle yapılır. Bu yazıda dizinin tanımını, genel terimi, bir ifadenin dizi olma koşulunu, sonlu ve sonsuz dizileri, sabit, artan ve azalan dizileri, indirgemeli dizileri ve Fibonacci dizisini, dizilerde eşitlik ve işlemleri, toplam sembolünü, kısmi toplamdan genel terime geçişi ve periyodik dizileri çözümlü örneklerle ele alıyoruz.


Dizi nedir?

Önce şunları bil

Bu yazıyı daha rahat anlamak için fonksiyon kavramını ve temel cebirsel işlemleri biliyor olman yeterli.

Temel bilgiler için Fonksiyonlar Konu Anlatımı yazısına göz at.

Belirli bir kurala göre sıralanmış sayılara dizi denir. 2,4,6,8,… çift sayılar dizisidir; 1,4,9,16,… ise kare sayılar dizisidir. Dizideki her sayıya bir terim denir ve terimlerin sırası önemlidir.

Kapaktaki öğrenciler bölmelere 1, 3, 6 ve 10 üçgenden oluşan desenler yerleştirmiş ve boş kalan beşinci bölmeyi dolduruyor. Her desen bir öncekine yeni bir sıra eklenerek oluşuyor; beşinci desende 15 üçgen olacak. Bu sayılara üçgensel sayılar denir ve dizilerin temel sorusunu gösterirler: kural bulunursa sıradaki terim bilinir.

Dizi bir fonksiyondur

Matematikte dizi, tanım kümesi pozitif tam sayılar olan bir fonksiyon olarak tanımlanır. Fonksiyon her sıra numarasına bir sayı karşılık getirir: birinci terim a1, ikinci terim a2, n inci terim an ile gösterilir.

an ifadesine dizinin genel terimi denir. Genel terim biliniyorsa dizinin istenen her terimi n yerine sıra numarası yazılarak hesaplanır. Dizi (an) biçiminde gösterilir.

Hap bilgi

Dizi, pozitif tam sayılardan gerçek sayılara bir fonksiyondur.

an, n inci sıradaki terimi verir.

Genel terimden terim bulmak

Genel terimi verilen bir dizinin terimleri, n yerine 1, 2, 3 gibi sıra numaraları yazılarak bulunur.

Örnek

an=3n−1 dizisi verilsin.

İlk üç terimi ve onuncu terimi bulalım.

a1=2, a2=5 ve a3=8 olur.

a10=3·10−1=29 bulunur.

Örnek

bn=n+1n dizisi verilsin.

İlk dört terimi bulalım.

b1=2, b2=32 olur.

b3=43 ve b4=54 olur.

Terimlerden genel terim bulmak

Tersine, ilk birkaç terimi verilen bir dizinin genel terimi, terimlerin sıra numarasıyla ilişkisi aranarak bulunur. Kare, küp, ikinin kuvvetleri ve kesirler en sık görülen kalıplardır:

TerimlerGenel terim
1,4,9,16,…an=n2
2,4,8,16,…an=2n
12,23,34,…an=nn+1
−1,1,−1,1,…an=(−1)n

Birkaç terim tek bir kuralı kesin olarak belirlemez; farklı kurallar aynı ilk terimleri üretebilir. Bu yüzden sınav sorularında genellikle en basit kural beklenir ve seçeneklerle kontrol edilir.

Dizi olma koşulu

Bir ifadenin dizi belirtmesi için her pozitif tam sayıda tanımlı olması gerekir. Paydası bir pozitif tam sayıda sıfır olan ya da kök içi bir pozitif tam sayıda negatif olan ifadeler dizi değildir.

Örnek

an=n+3n−2 ve bn=n−3 ifadeleri verilsin.

Dizi olup olmadıklarını inceleyelim.

a2 de payda sıfır olur; an bir dizi değildir.

b1 ve b2 de kök içi negatif olur; bn de bir dizi değildir.

Örnek

cn=2n+1n+k ifadesi verilsin.

Bu ifadenin dizi olmadığı en büyük k tam sayısını bulalım.

Payda n=−k için sıfır olur; bunun bir pozitif tam sayı olması için k negatif bir tam sayı olmalıdır.

k≤−1 olduğunda ifade dizi değildir; en büyük böyle k değeri −1 dir.

Kaçıncı terim?

Bir sayının dizinin kaçıncı terimi olduğu, genel terim bu sayıya eşitlenerek bulunur. Çözüm pozitif bir tam sayı çıkmazsa sayı dizinin terimi değildir.

Örnek

an=2n+5 ve bn=n2−1 dizileri verilsin.

45 in an nin, 99 un bn nin kaçıncı terimi olduğunu bulalım.

2n+5=45 ise n=20; 45, an nin yirminci terimidir.

n2−1=99 ise n2=100 ve n=10; 99, bn nin onuncu terimidir.

Aynı yolla 50 nin an nin terimi olmadığı görülür: 2n+5=50 denkleminden n=22,5 çıkar ve bu bir tam sayı değildir.

Belirli aralıktaki terim sayısı

Bir dizinin iki sayı arasında kalan terimlerinin sayısı, genel terim için iki eşitsizlik yazılarak bulunur. Eşitsizlikleri sağlayan pozitif tam sayılar sayılır.

Örnek

an=3n+1 dizisi verilsin.

20 ile 100 arasında, sınırlar dahil, kaç terim olduğunu bulalım.

3n+1≥20 ise n≥7; 3n+1≤100 ise n≤33 olur.

n nin 7 den 33 e kadar aldığı değerler sayılır: 33−7+1=27 terim vardır.

Terimlerin işareti

Genel terimi kesirli olan dizilerde terimlerin işareti pay ve paydanın işaretine bağlıdır. Payda her pozitif tam sayıda pozitifse işareti pay belirler.

Örnek

an=n−5n+1 dizisi verilsin.

Dizinin kaç negatif terimi olduğunu bulalım.

Payda her zaman pozitiftir; terim n<5 iken negatif, n=5 iken sıfır, n>5 iken pozitiftir.

Negatif terimler a1, a2, a3 ve a4 tür; dizinin dört negatif terimi vardır.

Sonlu ve sonsuz diziler

Terim sayısı belirli bir sayıyla sınırlı olan dizilere sonlu dizi, terimleri sonsuza kadar devam eden dizilere sonsuz dizi denir. Bir yılın aylarındaki gün sayıları sonlu bir dizidir; pozitif tek sayılar ise sonsuz bir dizidir.

Okul matematiğinde dizi denince çoğunlukla sonsuz diziler kastedilir. Sonlu dizilerde ise son terim ve terim sayısı önem kazanır; aritmetik ve geometrik dizilerin toplam formülleri de ilk n terimi, yani sonlu bir parçayı toplar.

Sabit dizi

Bütün terimleri birbirine eşit olan diziye sabit dizi denir. an=7 bir sabit dizidir. Genel terimi kesirli olan bir dizinin sabit olması için pay ve paydadaki katsayıların orantılı olması gerekir.

Örnek

an=kn+23n+1 dizisi sabit dizi olsun.

k değerini ve dizinin terimini bulalım.

Katsayılar orantılı olmalıdır: k3=21, yani k=6.

Dizi an=6n+23n+1=2 olur; her terim 2 dir.

Artan ve azalan diziler

Her terimi bir öncekinden büyük olan diziye artan dizi, küçük olana azalan dizi denir. Bunu anlamanın en kısa yolu ardışık iki terimin farkına bakmaktır: an+1−an her n için pozitifse dizi artan, negatifse azalandır.

Örnek

an=nn+1 dizisi verilsin.

Dizinin artan mı azalan mı olduğunu bulalım.

an+1−an=n+1n+2−nn+1=1(n+1)(n+2) olur.

Fark her n için pozitif olduğundan dizi artandır.

Bazı diziler ne artan ne azalandır. an=(−1)n dizisinin terimleri −1 ve 1 arasında gidip gelir; bu yüzden bu dizi monoton değildir.

Sınırlı diziler

Terimlerinin hepsi belirli iki sayı arasında kalan dizilere sınırlı dizi denir. Artan bir dizinin en küçük terimi ilk terimidir; terimleri bir sayıya yaklaşıyorsa o sayı da bir üst sınırdır.

Örnek

an=nn+1 dizisi verilsin.

Dizinin terimlerinin hangi aralıkta kaldığını bulalım.

Dizi artandır; en küçük terimi a1=12 dir.

Her terimde pay paydadan küçük olduğundan terimler 1 den küçüktür: 12≤an<1 olur.

Dizinin grafiği

Dizi bir fonksiyon olduğu için grafiği çizilebilir. Ancak tanım kümesi yalnızca pozitif tam sayılar olduğundan grafik birleşik bir eğri değil, ayrık noktalardan oluşur.

xy1234561234560
a_n = 6/n dizisinin ilk altı terimi

Grafikteki noktalar an=6n dizisinin ilk altı terimidir: 6, 3, 2, 1,5, 1,2 ve 1. Noktalar sağa doğru alçalıyor; dizi azalandır ve terimleri sıfıra yaklaşır ama hiçbir zaman sıfır olmaz.

İndirgemeli diziler

Bazı dizilerde her terim, bir önceki terim ya da terimler kullanılarak tanımlanır. Bu tür dizilere indirgemeli dizi denir. İndirgemeli bir dizinin tanımlanması için ilk terimin ya da ilk birkaç terimin verilmesi gerekir.

Örnek

a1=1 ve an+1=2an+1 dizisi verilsin.

İlk beş terimi bulalım ve bir kural arayalım.

a2=3, a3=7, a4=15 ve a5=31 olur.

Terimler ikinin kuvvetlerinin bir eksiğidir: an=2n−1.

Toplamla tanımlanan indirgeme

İndirgeme bağıntısında her adımda farklı bir sayı eklenebilir. Bu durumda terimler yazılarak eklenen sayıların bir toplam oluşturduğu görülür ve genel terim toplam formülüyle bulunur.

Örnek

a1=1 ve an+1=an+n dizisi verilsin.

İlk beş terimi ve genel terimi bulalım.

Terimler 1, 2, 4, 7 ve 11 olur; her adımda eklenen sayı bir artar.

an=1+(1+2+⋯+(n−1))=1+n(n−1)2 bulunur; n=5 için 11 çıkar.

Fibonacci dizisi

En ünlü indirgemeli dizi Fibonacci dizisidir. İlk iki terimi 1 dir ve her terim kendinden önceki iki terimin toplamıdır: an+2=an+1+an.

n12345678910
an11235813213455

Fibonacci dizisinde ardışık iki terimin oranı giderek altın oran denen 1+52 sayısına, yani yaklaşık 1,618 e yaklaşır. Örneğin 5534 yaklaşık 1,6176 dır.

Dizilerde eşitlik

İki dizinin eşit olması için bütün karşılıklı terimlerinin eşit olması gerekir: her n için an=bn. Genel terimler n ye göre birer ifadeyse bu, aynı dereceli terimlerin katsayılarının eşit olması demektir.

Örnek

an=(p+1)n+3 ve bn=5n+q−2 dizileri eşit olsun.

p ve q yu bulalım.

n nin katsayıları eşitlenir: p+1=5, yani p=4.

Sabit terimler eşitlenir: 3=q−2, yani q=5.

Dizilerde işlemler

İki dizi terim terim toplanabilir, çıkarılabilir, çarpılabilir ve sıfır terimi olmayan bir diziye bölünebilir. Sonuç yine bir dizidir: (an+bn), (an·bn) gibi.

Örnek

an=2n ve bn=n2 dizileri verilsin.

(an+bn) dizisinin üçüncü terimini ve (an·bn) dizisinin ikinci terimini bulalım.

a3+b3=6+9=15 olur.

a2·b2=4·4=16 olur.

Toplam sembolü

Bir dizinin art arda gelen terimlerinin toplamı kısaca ∑ sembolüyle yazılır. ∑k=1nak ifadesi, k yı 1 den n ye kadar değiştirerek ak terimlerinin toplanacağını söyler.

ToplamFormül
∑k=1nkn(n+1)2
∑k=1nk2n(n+1)(2n+1)6
∑k=1n(2k−1)n2
Örnek

∑k=110k ve ∑k=15k2 toplamları verilsin.

Değerlerini bulalım.

Birincisi 10·112=55 olur.

İkincisi 5·6·116=55 olur; iki toplam aynı çıkar.

Toplam sembolünün özellikleri

Toplam sembolü toplama ve sabitle çarpmaya dağılır. Sabit bir sayının n kez toplamı n ile çarpımıdır:

ÖzellikFormül
Toplama dağılma∑(ak+bk)=∑ak+∑bk
Sabitle çarpma∑c·ak=c∑ak
Sabitin toplamı∑k=1nc=n·c
Örnek

∑k=120(3k+2) toplamı verilsin.

Değerini bulalım.

3∑k=120k+∑k=1202=3·210+40 olur.

Sonuç 670 tir.

Kısmi toplamdan genel terim

Dizinin ilk n teriminin toplamına n inci kısmi toplam denir ve Sn ile gösterilir. Sn biliniyorsa genel terim iki ardışık kısmi toplamın farkıdır: an=Sn−Sn−1. İlk terim ise doğrudan a1=S1 dir.

Örnek

Bir dizinin ilk n teriminin toplamı Sn=n2+2n olsun.

Genel terimi bulalım.

an=(n2+2n)−((n−1)2+2(n−1))=2n+1 olur.

Kontrol: a1=S1=3 ve formülden 2·1+1=3; formül ilk terim için de geçerlidir.

Periyodik diziler

Terimleri belirli aralıklarla tekrar eden dizilere periyodik dizi denir. Böyle bir dizinin çok ileri bir terimi, sıra numarasının periyoda bölümünden kalana bakılarak bulunur.

Örnek

Bir dizide a1=2, a2=5, a3=7 ve her n için an+3=an olsun.

a100 terimini bulalım.

Dizi üç terimde bir tekrar eder; 100 ün 3 e bölümünden kalan 1 dir.

Bu yüzden a100=a1=2 olur.

Aynı yolla 50 nin 3 e bölümünden kalan 2 olduğundan a50=a2=5 bulunur. Kalan 0 olduğunda ise terim, periyodun son terimi olan a3 e eşittir.

Üçgensel sayılar

Kapaktaki desenler üçgensel sayılar dizisini oluşturur. n inci desende 1 den n ye kadar sıralar vardır; bu yüzden terim, ilk n pozitif tam sayının toplamıdır:

Tn=n(n+1)2

Örnek

Üçgensel sayılar dizisi verilsin.

Beşinci ve onuncu terimi bulalım.

T5=5·62=15 olur; kapaktaki boş bölmeye 15 üçgen gelir.

T10=10·112=55 olur.

Ardışık iki üçgensel sayının farkı sıra numarasına eşittir: Tn−Tn−1=n. Yani her yeni desen bir öncekine n üçgenlik bir sıra eklenerek oluşur.

Aritmetik ve geometrik diziler

En sık kullanılan iki dizi türü, her adımda aynı sayının eklendiği aritmetik diziler ile her adımda aynı sayıyla çarpılan geometrik dizilerdir. 3,7,11,15,… aritmetik, 3,6,12,24,… ise geometrik bir dizidir.

Bu iki dizi türünün genel terimleri, toplam formülleri ve uygulamaları ayrı yazılarda ayrıntılı olarak anlatılıyor: Aritmetik Dizi Konu Anlatımı ve Geometrik Dizi Konu Anlatımı.

Sınavda diziler

Sınavda nasıl çıkar

İleri düzeyde (AYT) diziler; genel terimden terim bulma, dizi olma koşulu, sabit dizi, artan ve azalan dizi, indirgemeli diziler ve toplam sembolü biçiminde karşına çıkabilir.

Aritmetik ve geometrik diziler bu konunun devamıdır ve en çok soru bu iki türden gelir.

Dizi sorusunda önce genel terimin ne olduğunu belirle. Terimler verilmişse sıra numarasıyla ilişkiyi ara; indirgemeli bir tanım varsa ilk birkaç terimi yazıp bir kural görmeye çalış.

Sık yapılan hatalar

HataDoğrusu
an+1 i an+1 sanmakn yerine n+1 yazılır
Dizi olma koşulunda yalnız n=1 i denemekHer pozitif tam sayı denenir
Kaçıncı terim sorusunda kesirli n kabul etmekn pozitif tam sayı olmalı
an=Sn−Sn−1 formülünü n=1 için kullanmaka1=S1
Toplam sembolünde sabiti bir kez saymakSabit n kez toplanır
Birkaç terimden kesin kural çıkarmakEn basit kural beklenir

Özellikle an+1 ile an+1 farkı çok sık karıştırılır. an=n2 için an+1=(n+1)2 dir; an+1 ise n2+1 dir ve bu ikisi farklıdır.

Hap bilgi özeti

  1. Dizi, pozitif tam sayılardan gerçek sayılara bir fonksiyondur.

    an, n inci sıradaki terimi verir.

Sık sorulanlar

Dizi nedir?

Belirli bir kurala göre sıralanmış sayılardır. Matematikte dizi, tanım kümesi pozitif tam sayılar olan bir fonksiyondur.

Genel terim nedir?

Dizinin n inci terimini veren ifadedir ve a n ile gösterilir. n yerine sıra numarası yazılarak istenen terim bulunur.

Bir ifadenin dizi olup olmadığı nasıl anlaşılır?

İfade her pozitif tam sayı için tanımlı olmalıdır. Paydayı sıfır yapan ya da kök içini negatif yapan bir pozitif tam sayı varsa ifade dizi değildir.

Artan dizi nasıl anlaşılır?

Ardışık iki terimin farkı a n+1 eksi a n her n için pozitifse dizi artandır, negatifse azalandır.

İndirgemeli dizi nedir?

Her terimi bir önceki terim ya da terimler yardımıyla tanımlanan dizidir. Fibonacci dizisi en bilinen örnektir.

Kısmi toplamdan genel terim nasıl bulunur?

Genel terim ardışık iki kısmi toplamın farkıdır: a n eşittir S n eksi S n-1. İlk terim ise S 1 e eşittir.

Kontrol listesi

0 / 10 tamamlandı

Bunlar da ilgini çekebilir

Bu yazıyı paylaş

WhatsAppX
✕