Geometrik Dizi Konu Anlatımı
AYT10 dakikalık okuma görüntülenme
Geometrik dizi, ardışık iki teriminin oranı hep aynı olan dizidir. Her adımda aynı sayıyla çarpıldığı için terimleri katlanarak büyür ya da küçülür; bileşik faiz, nüfus artışı ve yarılanma gibi süreçler bu dizilerle modellenir. Bu yazıda geometrik dizinin tanımını ve ortak oranı, genel terimi, negatif ve kesirli oranları, geometrik ortalama özelliğini, simetrik terimleri, ilk n terim toplamını ve ispatını, sonsuz geometrik toplamı, devirli ondalık sayılarla bağlantısını ve faiz, bakteri, zıplayan top gibi problemleri çözümlü örneklerle ele alıyoruz.
Geometrik dizi nedir?
Bu yazıyı daha rahat anlamak için dizi kavramını, üslü sayıları ve aritmetik diziyi biliyor olman yeterli.
Temel bilgiler için Diziler Konu Anlatımı ve Aritmetik Dizi Konu Anlatımı yazılarına göz at.
Ardışık iki teriminin oranı her zaman aynı olan dizilere geometrik dizi denir. Bu sabit orana ortak oran denir ve ile gösterilir. dizisinde her terim bir öncekinin iki katıdır; ortak oran dir.
Kapaktaki öğrenciler ahşap küpleri , , ve lik gruplar hâlinde diziyor. Her grup bir öncekinin iki katı olduğu için grupların büyüklükleri bir geometrik dizi oluşturuyor. Aritmetik dizide her adımda aynı sayı eklenirken geometrik dizide her adımda aynı sayıyla çarpılır.
Geometrik dizi olma koşulu
Bir dizinin geometrik olup olmadığını anlamak için ardışık terimlerin oranına bakılır. Terimler sıfırdan farklıysa ve oran her için aynı sabitse dizi geometriktir: .
ve dizileri verilsin.
Hangisinin geometrik dizi olduğunu bulalım.
; oran sabittir, geometriktir.
; oran ye bağlıdır, geometrik değildir.
Geometrik dizide her adımda aynı sayıyla çarpılır.
Genel terimi biçiminde olan her dizi geometriktir.
Genel terim formülü
Birinci terimden inci terime ulaşmak için ortak oranla kez çarpılır. Bu yüzden geometrik dizinin genel terimi şöyledir:
ve olan geometrik dizi verilsin.
Sekizinci terimi bulalım.
olur.
Sonuç tür.
Aritmetik dizide olduğu gibi formül iki terim arasına da genellenir: . Sıra numaraları farkı kadar ortak oranla çarpılır ya da bölünür.
İki terimi verilen dizi
İki terimi bilinen bir geometrik dizide büyük sıralı terim küçük sıralı terime bölünür. Sonuç, ortak oranın sıra numaraları farkı kadar kuvvetidir.
Bir geometrik dizide ve olsun.
Ortak oranı, ilk terimi ve yedinci terimi bulalım.
, yani olur; .
bulunur.
Kuvvet çift olduğunda iki ortak oran çıkabilir. Örneğin ise ya da olur; soruda başka bir bilgi yoksa iki dizi de koşulu sağlar.
Negatif ortak oran
Ortak oran negatifse terimlerin işareti her adımda değişir. Böyle bir dizi ne artan ne azalandır; terimler sıfırın iki yanında gidip gelir ve mutlak değerleri ye göre büyür ya da küçülür.
dizisi verilsin.
Ortak oranı ve altıncı terimi bulalım.
olur.
bulunur; çift sıralı terimler negatiftir.
Kesirli ortak oran
Ortak oran ile arasındaysa pozitif terimli dizi azalır ve terimler sıfıra yaklaşır. Her adımda aynı oranda küçülen nicelikler bu tür dizilerle modellenir.
dizisi verilsin.
Ortak oranı ve yedinci terimi bulalım.
olur.
bulunur.
Artan, azalan ve değişken işaretli
Geometrik dizinin davranışını ilk terimin işareti ve ortak oran birlikte belirler. İlk terim pozitifken durum şöyledir:
| Ortak oran | Dizi | Örnek |
|---|---|---|
| Artan | ||
| Azalan | ||
| Sabit | ||
| İşaret değiştirir |
İlk terim negatifse artan ve azalan yer değiştirir: dizisinde tür ama terimler küçüldüğü için dizi azalandır.
Geometrik ortalama özelliği
Geometrik dizide her terimin karesi, komşu iki terimin çarpımına eşittir: . Bu yüzden , , sayılarının geometrik dizi oluşturması için olmalıdır. Pozitif terimlerde sayısına ile nin geometrik ortalaması denir.
, ve sayıları bu sırayla bir geometrik dizinin ardışık terimleri olsun.
i ve terimleri bulalım.
, yani ve olur.
Terimler , ve dir; ortak oran dir.
Aritmetik ve geometrik ortalama
İki pozitif sayının aritmetik ortalaması hiçbir zaman geometrik ortalamasından küçük değildir: . Eşitlik yalnızca iki sayı eşitken sağlanır.
ve sayıları verilsin.
Aritmetik ve geometrik ortalamalarını karşılaştıralım.
Aritmetik ortalama tir.
Geometrik ortalama dır; aritmetik ortalama daha büyüktür.
Simetrik terimler
Geometrik dizide sıra numaralarının toplamı eşit olan terim çiftlerinin çarpımları eşittir: ise olur. Aritmetik dizideki toplam özelliğinin çarpma karşılığıdır.
Bir geometrik dizide olsun.
ve çarpımlarını bulalım.
olduğundan olur.
olduğundan olur.
Terim sayısı
İlk ve son terimi ile ortak oranı bilinen bir geometrik dizinin terim sayısı, son terim ilk terime bölünerek bulunur. Bölüm, ortak oranın terim sayısından bir eksik kuvvetidir.
dizisi verilsin.
Dizinin kaç terimi olduğunu bulalım.
olduğundan olur.
Dizinin terimi vardır.
İlk n terimin toplamı
Geometrik dizinin ilk teriminin toplamı olsun. ortak oranla çarpılıp kendisinden çıkarılırsa ortadaki bütün terimler sadeleşir ve yalnızca ilk terim ile kalır: . Buradan için şu formül çıkar:
Ortak oran ise bütün terimler eşittir ve toplam olur. Formüldeki kesir, iken pay ve payda negatif çıksın diye olarak da yazılabilir; iki yazım aynı sonucu verir.
Toplam formülünün kullanımı
Toplam formülü ilk terim, ortak oran ve terim sayısıyla çalışır. Son terim verilmişse önce terim sayısı bulunur.
dizisi verilsin.
İlk terimin toplamını bulalım.
olur.
bulunur.
toplamı verilsin.
Değerini bulalım.
Toplamda terim vardır, ve dir.
bulunur.
Kesirli oranla toplam
Ortak oran den küçükken formülün biçimi hesabı kolaylaştırır. Terimler küçüldüğü için toplam, terim sayısı arttıkça belirli bir sayıya yaklaşır.
toplamı verilsin.
Değerini bulalım.
Toplamda terim vardır ve dir: .
bulunur; toplam ye çok yakındır.
Sonsuz geometrik toplam
Ortak oranın mutlak değeri den küçükse terimi sıfıra yaklaşır. Bu yüzden olduğunda, terim sayısı sonsuza giderken toplam belirli bir sayıya ulaşır:
sonsuz toplamı verilsin.
Değerini bulalım.
ve olduğundan olur.
Sonuç dir.
Ortak oranın mutlak değeri ya da daha büyükse terimler küçülmez ve toplam sonsuza gider ya da bir değere yerleşmez. toplamının sonlu bir değeri yoktur.
Devirli ondalık sayılar
Devirli ondalık sayılar aslında sonsuz geometrik toplamlardır. sayısı toplamıdır; ilk terimi , ortak oranı dir.
devirli sayısı verilsin.
Sayıyı kesir olarak yazalım.
Toplam olur; ve .
bulunur.
Bu yöntem, devirli sayıyı kesre çevirme kuralının neden doğru olduğunu da açıklar. Ayrıntılı kurallar için Devirli Ondalık Sayılar Nasıl Kesre Çevrilir? yazısına bakabilirsin.
Üç terim problemi
Geometrik dizi oluşturan üç sayı sorulduğunda terimleri , ve olarak almak hesabı kısaltır; çünkü çarpımda ortak oran sadeleşir ve ortanca terim hemen bulunur.
Geometrik dizi oluşturan üç pozitif sayının çarpımı , toplamı olsun.
Sayıları bulalım.
Çarpımdan , yani . Toplamdan , yani ve ya da .
İki durumda da sayılar , ve olur.
Problem: bileşik faiz
Bileşik faizde her yılın sonundaki para, bir önceki yılın paranın faiz oranı kadar fazlasıdır. Bu yüzden yıl sonu tutarları ortak oranı olan bir geometrik dizi oluşturur.
TL yıllık yüzde bileşik faizle yatırılıyor.
İlk üç yılın sonundaki tutarları bulalım.
Ortak oran dir; birinci yıl sonunda TL, ikinci yıl sonunda TL olur.
Üçüncü yıl sonunda TL olur.
Paranın belirli bir tutara kaç yılda ulaşacağı ise logaritma ile bulunur; bunun için Logaritmik Denklemler Nasıl Çözülür? yazısına bakabilirsin.
Problem: bakteri üremesi
Sabit sürelerde bölünerek çoğalan canlıların sayısı geometrik dizi oluşturur. Her dönemde sayı iki katına çıkıyorsa ortak oran dir ve dönem sonraki sayı başlangıç sayısının katı olur.
Bir bakteri her dakikada bir ikiye bölünüyor ve başlangıçta bakteri var.
İki saat sonra kaç bakteri olacağını bulalım.
İki saat dakikadır; bu sürede bölünme olur.
Bakteri sayısı olur.
Problem: zıplayan top
Yere çarptıktan sonra her seferinde bir önceki yüksekliğin sabit bir kesri kadar yükselen top, geometrik dizinin klasik bir uygulamasıdır. Topun aldığı toplam yol ise sonsuz geometrik toplamla bulunur.
metre yükseklikten bırakılan bir top her çarpmadan sonra bir önceki yüksekliğin ü kadar yükseliyor.
Üçüncü sıçramanın yüksekliğini ve topun durana kadar aldığı toplam yolu bulalım.
Sıçrama yükseklikleri , , metre olur; üçüncü sıçrama metredir.
Sıçramaların toplamı metredir; top her sıçramada hem çıkıp hem indiği için toplam yol metre olur.
Problem: iç içe kareler
Bir karenin kenar orta noktaları birleştirilince alanı yarısı kadar olan yeni bir kare oluşur. İşlem tekrarlandıkça karelerin alanları ortak oranı olan bir geometrik dizi oluşturur.
Kenarı birim olan bir karenin içine bu yolla sonsuz sayıda kare çiziliyor.
Bütün karelerin alanları toplamını bulalım.
Alanlar , , , olur; ve .
Toplam birimkare olur.
Problem: yarılanma
Radyoaktif maddeler ve bazı ilaçların vücuttaki miktarı sabit sürelerde yarıya iner. Her yarılanma süresinin sonundaki miktarlar ortak oranı olan bir geometrik dizi oluşturur.
Yarılanma süresi yıl olan bir maddeden gram var.
yıl sonra kalan miktarı bulalım.
yılda yarılanma olur.
Kalan miktar gram olur.
Geometrik dizinin logaritması
Pozitif terimli bir geometrik dizinin terimlerinin logaritması alınırsa bir aritmetik dizi elde edilir. Çarpma logaritmada toplamaya dönüştüğü için ortak oranla çarpmak, ortak farkı olan bir eklemeye dönüşür.
geometrik dizisi verilsin.
Terimlerin tabanında logaritmalarını inceleyelim.
Logaritmalar , , , , olur.
Bu, ortak farkı olan bir aritmetik dizidir.
Bu bağlantı, katlanarak büyüyen verilerin logaritmik ölçekte düz bir çizgi gibi görünmesinin de nedenidir. Logaritmanın ayrıntıları için Logaritma Konu Anlatımı yazısına bakabilirsin.
Aritmetik ve geometrik dizi karşılaştırması
| Özellik | Aritmetik dizi | Geometrik dizi |
|---|---|---|
| Adım | Aynı sayı eklenir | Aynı sayıyla çarpılır |
| Sabit | Ortak fark | Ortak oran |
| Genel terim | ||
| Orta terim | ||
| Simetrik terimler | Toplamlar eşit | Çarpımlar eşit |
| Büyüme | Doğrusal | Üstel |
Uzun vadede üstel büyüme her zaman doğrusal büyümeyi geçer. Her gün TL eklenen bir birikim ile her gün iki katına çıkan bir kuruş arasındaki fark, birkaç haftada çok büyük boyutlara ulaşır.
Sınavda geometrik dizi
İleri düzeyde (AYT) geometrik diziler; genel terim, iki terimi verilen dizi, geometrik ortalama, simetrik terimler, toplam formülü ve sonsuz toplam biçiminde karşına çıkabilir.
Faiz, nüfus ve zıplayan top gibi problemler de bu konuya dayanır.
Soruda iki terim verilmişse büyük sıralıyı küçük sıralıya bölerek ortak oranın kuvvetini bul. Çarpım soruluyorsa simetrik terim özelliğine, sonsuz toplam soruluyorsa önce ortak oranın mutlak değerinin den küçük olup olmadığına bak.
Sık yapılan hatalar
| Hata | Doğrusu |
|---|---|
| yazmak | |
| iken yalnız almak | de olabilir |
| iken sonsuz toplam formülünü kullanmak | Toplam sonlu değildir |
| iken toplam formülünü kullanmak | |
| Zıplayan topta sıçramaları bir kez saymak | Çıkış ve iniş iki kez sayılır |
| Geometrik ortalamada yazmak |
Bu hataların çoğu aritmetik dizinin formüllerini geometrik diziye taşımaktan doğar. Toplama yerine çarpma, fark yerine oran ve katsayı yerine kuvvet düşünmek, iki dizi arasındaki geçişi doğru yapmayı sağlar.
Hap bilgi özeti
Geometrik dizide her adımda aynı sayıyla çarpılır.
Genel terimi biçiminde olan her dizi geometriktir.
Sık sorulanlar
Geometrik dizi nedir?
Ardışık iki teriminin oranı hep aynı olan dizidir. Bu sabit orana ortak oran denir.
Geometrik dizinin genel terimi nedir?
a n eşittir a 1 çarpı r üzeri n eksi 1 dir. İlk terim ortak oranla n eksi 1 kez çarpılır.
Geometrik dizide ilk n terimin toplamı nasıl bulunur?
r 1 den farklıysa S n eşittir a 1 çarpı r üzeri n eksi 1 bölü r eksi 1 dir. r 1 ise toplam n çarpı a 1 olur.
Sonsuz geometrik toplam ne zaman vardır?
Ortak oranın mutlak değeri 1 den küçükse vardır ve a 1 bölü 1 eksi r ye eşittir.
Geometrik ortalama nedir?
İki pozitif sayının çarpımının kareköküdür. a, b, c geometrik dizi oluşturuyorsa b nin karesi a ile c nin çarpımına eşittir.
Devirli ondalık sayı geometrik diziyle nasıl kesre çevrilir?
Devirli sayı sonsuz bir geometrik toplam olarak yazılır ve a 1 bölü 1 eksi r formülü uygulanır. Örneğin 0.3636 devirli sayısı 4 bölü 11 dir.
Geometrik dizi ile aritmetik dizi arasındaki fark nedir?
Aritmetik dizide her adımda aynı sayı eklenir, geometrik dizide ise her adımda aynı sayıyla çarpılır. Bu yüzden aritmetik dizi doğrusal, geometrik dizi üstel büyür.
Kontrol listesi
0 / 10 tamamlandı
Tebrikler, bu konunun kontrol listesini tamamladın.
Bunlar da ilgini çekebilir


