Denklem ve Parabol

Kökler Toplamı ve Kökler Çarpımı Nasıl Bulunur?

TYTAYT10 dakikalık okuma

Kökler toplamı ve çarpımı: iki kök noktasını uzunluk ve dikdörtgen alan modelleriyle ilişkilendiren iki öğrenci

İkinci dereceden bir denklemin köklerini bulmadan onların toplamını ve çarpımını hesaplamak mümkündür: ikisi de doğrudan katsayılardan okunur. Bu bağıntılar, köklerle kurulan pek çok ifadeyi tek satırda hesaplamayı ve kökleri verilen denklemi hemen yazmayı sağlar. Bu yazıda kökler toplamı ve çarpımı formüllerini ve nedenlerini, köklerin kareleri, küpleri, tersleri ve farkıyla ilgili ifadeleri, kökleri verilen ya da türetilen denklemleri, parametreli soruları ve köklerin işaretlerini çözümlü örneklerle ele alıyoruz.


Kökler toplamı ve çarpımı formülleri

Önce şunları bil

Bu yazıyı daha rahat anlamak için ikinci dereceden denklemleri ve kök formülünü biliyor olman yeterli.

Temel bilgiler için İkinci Dereceden Denklemler Konu Anlatımı yazısına göz at.

ax2+bx+c=0 denkleminin kökleri x1 ve x2 olsun. Köklerin toplamı ve çarpımı, kökler hiç bulunmadan katsayılardan hesaplanır. Bu eşitliklere, onları ilk kez sistemli biçimde kullanan matematikçinin adıyla Vieta bağıntıları denir:

BağıntıFormül
Kökler toplamıx1+x2=−ba
Kökler çarpımıx1·x2=ca

Kapaktaki öğrenciler bu iki bağıntıyı somut modellerle gösteriyor: toplam iki uzunluğun art arda eklenmesiyle, çarpım ise kenarları bu iki uzunluk olan dikdörtgenin alanıyla canlanıyor.

Hap bilgi

x1+x2=−ba ve x1·x2=ca

Toplamda eksi işareti vardır, çarpımda yoktur.

Formüller neden doğrudur?

Kökleri x1 ve x2 olan denklem, baş katsayı a olmak üzere a(x−x1)(x−x2)=0 biçiminde yazılabilir. Parantezler açılınca aşağıdaki eşitlik elde edilir:

ax2−a(x1+x2)x+ax1x2=ax2+bx+c

Aynı kuvvetlerin katsayıları eşitlenir: x in katsayılarından −a(x1+x2)=b, sabit terimlerden ax1x2=c bulunur. İki formül de buradan doğrudan çıkar. Bu açıklama, formüllerin ezberlenmesi gereken kurallar değil, çarpanlara ayırmanın bir sonucu olduğunu gösterir.

Aynı sonuç kök formülünden de elde edilir: −b+Δ2a ile −b−Δ2a toplanınca karekökler birbirini götürür ve −ba kalır. Çarpılınca da iki kare farkı b2−Δ=4ac verir ve sonuç ca olur.

Temel örnek

Formülleri kullanmadan önce denklem standart biçime getirilir ve katsayılar işaretleriyle birlikte okunur. Eşitliğin iki tarafında terim varsa hepsi bir tarafa toplanmadan okunan katsayılar yanlış sonuç verir; bu yüzden ilk adım her zaman sağ tarafı sıfır yapmaktır.

Örnek

2x2−6x+4=0 denklemi verilsin.

Kökler toplamını ve çarpımını bulup kökleri bularak kontrol edelim.

Toplam: −−62=3. Çarpım: 42=2.

Denklem 2(x−1)(x−2)=0 olarak çarpanlarına ayrılır; kökler 1 ve 2 dir. Toplamları 3, çarpımları 2 dir.

Dikkat

Toplamda eksi işaretini unutmak.

Kökler toplamı −ba dir; ba değil. Örnekte ba=−3 olurdu, bu da köklerin gerçek toplamının tersidir.

Bir kök biliniyorsa diğeri

Köklerden biri biliniyorsa diğerini bulmak için denklemi çözmeye gerek yoktur. Toplam formülünden bilinen kök çıkarılır ya da çarpım formülü bilinen köke bölünür. İki yol da aynı sonucu verir ve biri diğerinin kontrolü olarak kullanılabilir.

Örnek

x2−7x+10=0 denkleminin bir kökü 2 dir.

Diğer kökü bulalım.

Toplamdan: 7−2=5.

Çarpımdan: 10:2=5. İki yol aynı sonucu verir.

Örnek

3x2−x−2=0 denkleminin bir kökü 1 dir.

Diğer kökü bulalım.

Çarpım ca=−23 dir ve bir kök 1 dir.

Diğer kök −23 dir. Toplamdan kontrol: 1−23=13 ve −ba=13 dir.

Köklerin kareleri toplamı

Köklerle kurulan ifadelerin çoğu toplam ve çarpım cinsinden yazılabilir. Bu yazıda kısaca S=x1+x2 ve P=x1x2 gösterimleri kullanılacaktır. Karelerin toplamı için tam kare özdeşliğinden yararlanılır:

x12+x22=S2−2P

Örnek

x2−5x+3=0 denkleminin kökleri x1 ve x2 olsun.

x12+x22 değerini bulalım.

S=5 ve P=3.

x12+x22=25−6=19.

Bu denklemin kökleri irrasyoneldir: 5±132. Kökleri bulup karelerini toplamak uzun bir işlemdir; formül ise sonucu tek satırda verir.

Köklerin terslerinin toplamı

Köklerin terslerinin toplamı payda eşitlenerek toplam ve çarpım cinsinden yazılır:

1x1+1x2=x1+x2x1x2=SP

Örnek

x2−5x+3=0 denklemi verilsin.

Köklerin terslerinin toplamını bulalım.

SP=53.

Bu formül yalnızca köklerden hiçbiri sıfır değilse, yani P≠0 ise anlamlıdır. Sabit terimi sıfır olan bir denklemde köklerden biri 0 dır ve tersi tanımsızdır.

Köklerin küpleri toplamı

Küplerin toplamı, küp toplamı özdeşliğinden ya da tam küp açılımından toplam ve çarpım cinsinden yazılır:

x13+x23=S3−3PS

Örnek

x2−5x+3=0 denklemi verilsin.

Köklerin küpleri toplamını bulalım.

S3=125 ve 3PS=45.

x13+x23=125−45=80.

Bu örnek, bağıntıların asıl gücünü gösterir: kökler irrasyonel olduğu hâlde küplerinin toplamı bir tam sayıdır. Kökleri bulup küplerini almak hem uzun sürer hem de hata yapma olasılığını artırır; toplam ve çarpımla yapılan hesap ise yalnızca birkaç çarpma işlemidir.

Kareler toplamından parametre bulmak

Köklerle kurulan bir ifadenin değeri verilmişse ifade S ve P cinsinden yazılır ve parametre bu denklemden bulunur. Sonra bulunan değerler için köklerin gerçekten var olduğu diskriminantla denetlenir.

Örnek

x2−mx+4=0 denkleminin kökleri için x12+x22=17 dir.

m yi bulalım.

S=m ve P=4: m2−8=17, yani m2=25 ve m=±5.

İki değer için de Δ=25−16=9>0 dır; kökler gerçektir.

Kökler arasındaki fark

Köklerin farkının karesi de toplam ve çarpımla yazılır: (x1−x2)2=S2−4P. Karekök alınınca kökler arasındaki uzaklık bulunur. Bu ifade, baş katsayısı 1 olan denklemde diskriminanta eşittir.

Örnek

x2−5x+3=0 denklemi verilsin.

Kökler arasındaki farkın mutlak değerini bulalım.

S2−4P=25−12=13.

|x1−x2|=13.

Diğer simetrik ifadeler

Kökler yer değiştirdiğinde değişmeyen ifadelere simetrik ifade denir ve her simetrik ifade S ile P cinsinden yazılabilir. En sık karşılaşılanlar aşağıdadır:

İfadeS ve P ilex2−5x+3=0 için
x12x2+x1x22P·S15
x1x2+x2x1S2−2PP193
(x1+1)(x2+1)P+S+19
(x1−2)(x2−2)P−2S+4−3

Böyle bir ifadeyle karşılaşınca yapılacak iş, ifadeyi açıp içinde x1+x2 ve x1x2 parçalarını aramaktır. Parantezli ifadeler açıldığında bu parçalar kendiliğinden ortaya çıkar. Simetrik olmayan bir ifade, örneğin yalnızca x1 in karesi, bu yolla hesaplanamaz; o durumda kökleri bulmak gerekir.

Kökleri verilen denklemi yazmak

Kökleri bilinen bir denklem, toplam ve çarpım kullanılarak doğrudan yazılır. Baş katsayısı 1 olan denklem şudur:

x2−Sx+P=0

Örnek

Kökleri 3 ve −4 olan denklem istensin.

Denklemi yazalım.

S=−1 ve P=−12.

x2+x−12=0. Kontrol: (x−3)(x+4)=x2+x−12.

Baş katsayısı 1 olmayan bir denklem istenirse bu denklem istenen sayıyla çarpılır. Kökler değişmez, çünkü denklemin iki tarafını sıfırdan farklı bir sayıyla çarpmak çözüm kümesini etkilemez.

Kökleri türetilen denklem

Bazı sorularda verilen denklemin köklerinden türetilen sayıları kök kabul eden yeni bir denklem istenir. Yeni köklerin toplamı ve çarpımı eski S ve P cinsinden hesaplanır.

Örnek

x2−5x+3=0 denkleminin kökleri x1 ve x2 dir.

Kökleri 2x1 ve 2x2 olan denklemi yazalım.

Yeni toplam 2S=10, yeni çarpım 4P=12.

x2−10x+12=0.

Örnek

Aynı denklem verilsin.

Kökleri x1+1 ve x2+1 olan denklemi yazalım.

Yeni toplam S+2=7, yeni çarpım P+S+1=9.

x2−7x+9=0.

Köklerin kareleri kök olan denklem

Kökleri x12 ve x22 olan denklemi yazmak için yeni köklerin toplamı ve çarpımı hesaplanır. Toplam, kareler toplamıdır; çarpım ise eski çarpımın karesidir.

Örnek

x2−5x+3=0 denkleminin kökleri x1 ve x2 dir.

Kökleri x12 ve x22 olan denklemi yazalım.

Yeni toplam S2−2P=19, yeni çarpım P2=9.

x2−19x+9=0.

Köklerin tersleri kök olan denklem

Kökleri 1x1 ve 1x2 olan denklemin katsayıları, ilk denklemin katsayılarının ters sırada yazılmasıyla elde edilir. Bunun nedeni, x yerine 1x yazılıp paydadan kurtulunca katsayıların yer değiştirmesidir.

Örnek

x2−5x+3=0 denklemi verilsin.

Kökleri bu denklemin köklerinin tersleri olan denklemi yazalım.

Yeni toplam SP=53, yeni çarpım 1P=13.

x2−53x+13=0, yani 3x2−5x+1=0. Katsayılar 1, −5, 3 ün ters sırasıdır.

Toplam ve çarpımdan katsayı bulmak

Denklemin katsayıları bilinmiyor ama kökler toplamı ve çarpımı biliniyorsa katsayılar doğrudan yazılır. Baş katsayı 1 olduğunda b toplamın ters işaretlisi, c ise çarpımın kendisidir.

Örnek

x2+ax+b=0 denkleminin kökler toplamı 4, kökler çarpımı −5 tir.

a ve b yi bulalım.

−a=4, yani a=−4. b=−5.

Denklem x2−4x−5=0 dır; kökleri 5 ve −1 dir.

Kökler toplamından parametre bulmak

Denklemde bir parametre varsa ve kökler toplamı ya da çarpımı verilmişse formül parametre için doğrudan bir denklem verir.

Örnek

x2−(m+2)x+2m−1=0 denkleminin kökler toplamı 5 tir.

m yi bulalım.

S=m+2=5, yani m=3.

Denklem x2−5x+5=0 olur. Diskriminantı 25−20=5>0 olduğu için gerçekten iki gerçek kökü vardır.

Dikkat

Parametreyi bulduktan sonra köklerin varlığını denetlememek.

Kökler toplamı formülü, kökler gerçek olmasa da cebirsel olarak çalışır. Soru gerçek kökler istiyorsa bulunan parametre için diskriminantın negatif olmadığı ayrıca kontrol edilmelidir.

Kökler arasında bir bağıntı verildiğinde

Kökler arasında bir ilişki verilmişse bu ilişki toplam formülüyle birlikte kullanılarak kökler bulunur, sonra çarpım formülünden parametre hesaplanır.

Örnek

x2−9x+m=0 denkleminin bir kökü diğerinin iki katıdır.

Kökleri ve m yi bulalım.

Kökler k ve 2k olsun: toplam 3k=9, yani k=3. Kökler 3 ve 6 dır.

m=P=18.

Örnek

x2−7x+m=0 denkleminin kökleri arasındaki fark 3 tür.

m yi bulalım.

x1+x2=7 ve x1−x2=3; buradan x1=5 ve x2=2.

m=5·2=10.

Eşit kökler

Denklemin kökleri eşitse, yani çakışıksa, iki kök de toplamın yarısına eşittir ve çarpım bu değerin karesidir. Bu gözlem, diskriminantı sıfıra eşitlemenin yanında ikinci bir çözüm yolu verir.

Örnek

x2−6x+m=0 denkleminin kökleri eşittir.

m yi bulalım.

Toplam 6 olduğu için iki kök de 3 tür.

m=P=3·3=9. Kontrol: Δ=36−36=0.

Tam sayı kökler

Köklerin tam sayı olması istendiğinde toplam sabitse kökler, toplamı bu sayıya eşit olan tam sayı çiftleri arasından seçilir. Her çift bir çarpım, yani bir parametre değeri verir.

Örnek

x2−8x+m=0 denkleminin kökleri pozitif tam sayılardır.

m nin alabileceği değerlerin sayısını bulalım.

Toplamı 8 olan pozitif tam sayı çiftleri: 1 ile 7, 2 ile 6, 3 ile 5, 4 ile 4.

Çarpımlar 7, 12, 15 ve 16 dır; m nin 4 değeri vardır.

Köklerin işaretleri

Kökler bulunmadan işaretleri de belirlenebilir. Çarpım, köklerin aynı mı ters mi işaretli olduğunu söyler; aynı işaretliyse toplam bu ortak işareti verir. Önce diskriminantla gerçek köklerin varlığı kontrol edilmelidir.

Çarpım PToplam SKökler
PozitifPozitifİkisi de pozitif
PozitifNegatifİkisi de negatif
NegatifHerhangiTers işaretli
SıfırHerhangiBiri sıfır
Örnek

x2+3x−10=0 denklemi verilsin.

Köklerin işaretlerini bulalım.

P=−10<0; kökler ters işaretlidir.

S=−3<0 olduğu için negatif kökün mutlak değeri daha büyüktür. Gerçekten kökler 2 ve −5 tir.

İşaret tablosu yalnızca gerçek kökler için anlamlıdır. Çarpım ve toplam pozitif olsa bile diskriminant negatifse denklemin gerçek kökü yoktur; bu yüzden işaret sorularında ilk adım her zaman diskriminantı kontrol etmektir.

Simetrik ve ters kökler

Köklerin birbirinin ters işaretlisi olması, yani x1=−x2 olması toplamın sıfır olması demektir; bu da b=0 koşulunu verir. Köklerin birbirinin çarpmaya göre tersi olması ise çarpımın 1 olması, yani c=a demektir.

Örnek

x2+(m−3)x−4=0 denkleminin kökleri birbirinin ters işaretlisidir.

m yi ve kökleri bulalım.

Toplam sıfır olmalıdır: m−3=0, yani m=3.

Denklem x2−4=0 olur; kökler 2 ve −2 dir.

Örnek

2x2+5x+m=0 denkleminin kökleri birbirinin çarpmaya göre tersidir.

m yi bulalım.

Çarpım 1 olmalıdır: m2=1, yani m=2.

Denklem 2x2+5x+2=0 olur ve kökler −12 ile −2 dir; çarpımları gerçekten 1 dir.

Toplam ve çarpımdan iki sayı bulmak

Toplamı ve çarpımı bilinen iki sayı, x2−Sx+P=0 denkleminin kökleridir. Bu gözlem, uzunluk ve alan problemlerini doğrudan bir denkleme çevirir.

Örnek

Bir dikdörtgenin çevresi 20 santimetre, alanı 24 santimetrekaredir.

Kenar uzunluklarını bulalım.

Kenarların toplamı yarı çevredir: 10. Çarpımları alandır: 24.

Kenarlar x2−10x+24=0 denkleminin kökleridir: (x−4)(x−6)=0. Kenarlar 4 ve 6 santimetredir.

Kapaktaki modelin söylediği de budur: iki uzunluğun art arda dizilmesi toplamı, bu uzunluklarla kurulan dikdörtgenin alanı çarpımı verir. İkisi birlikte bilindiğinde uzunlukların kendisi de bulunur.

Üçüncü dereceden denklemlere uzantı

Vieta bağıntıları daha yüksek dereceli denklemlerde de geçerlidir. ax3+bx2+cx+d=0 denkleminin kökleri x1, x2 ve x3 ise:

BağıntıFormül
x1+x2+x3−ba
x1x2+x1x3+x2x3ca
x1x2x3−da
Örnek

x3−6x2+11x−6=0 denklemi verilsin.

Bağıntıları hesaplayıp köklerle karşılaştıralım.

Toplam 6, ikili çarpımlar toplamı 11, çarpım 6.

Kökler 1, 2 ve 3 tür: 1+2+3=6, 2+3+6=11 ve 1·2·3=6.

Formülleri doğru hatırlamanın yolu

Kökler toplamı ve çarpımı formüllerinde en çok karıştırılan şey işaretlerdir. Bunları hatırlamanın güvenilir yolu, kökleri bilinen küçük bir denklemi zihinde açmaktır. Kökleri 1 ve 2 olan denklem (x−1)(x−2)=x2−3x+2=0 dır.

Bu denklemde köklerin toplamı 3, çarpımı 2 dir. Katsayılar ise a=1, b=−3, c=2 dir. Toplamın 3 çıkması için −ba yazılması gerektiği, çarpımın 2 çıkması için ise ca nin yeterli olduğu hemen görülür. Birkaç saniyelik bu deneme, formülü yanlış hatırlamaktan doğan hataların tamamını önler.

Sınavda kökler toplamı ve çarpımı

Sınavda nasıl çıkar

Temel düzeyde (TYT) kökler toplamı ve çarpımı, köklerin kareleri toplamı ve kökleri verilen denklemi yazma biçiminde karşına çıkabilir.

İleri düzeyde (AYT) kökleri türetilen denklemler, parametreli sorular, köklerin işaretleri ve üçüncü dereceden denklemlerde Vieta bağıntıları da sorulabilir.

Soru köklerle kurulmuş bir ifade istiyorsa kökleri bulmaya çalışma. İfadeyi açıp toplam ve çarpım parçalarını bul; kökler irrasyonel olsa bile sonuç çoğu zaman tam sayı ya da basit bir kesir çıkar.

Sık yapılan hatalar

HataDoğrusu
Toplamı ba almakToplam −ba
Çarpımı −ca almakÇarpım ca
Kareler toplamını S2 sanmakS2−2P
Standart biçime getirmeden katsayı okumakÖnce bir tarafa toplanır
Parametre bulunca köklerin varlığına bakmamakDiskriminant denetlenir
Üçüncü derecede çarpımın işaretini karıştırmakÇarpım −da

Bu hataların çoğu işaretlerle ilgilidir. Formülü doğru hatırlayıp hatırlamadığını denetlemenin en hızlı yolu, kökleri bilinen küçük bir denklemde, örneğin (x−1)(x−2)=0 da, formülü denemektir.

Hap bilgi özeti

  1. x1+x2=−ba ve x1·x2=ca

    Toplamda eksi işareti vardır, çarpımda yoktur.

Sık sorulanlar

Kökler toplamı nasıl bulunur?

ax kare artı bx artı c eşittir sıfır denkleminde kökler toplamı eksi b bölü a dır. Kökleri bulmaya gerek yoktur.

Kökler çarpımı nasıl bulunur?

Kökler çarpımı c bölü a dır. Çarpım negatifse kökler ters işaretlidir.

Köklerin kareleri toplamı nasıl hesaplanır?

Kökler toplamının karesinden kökler çarpımının iki katı çıkarılır. Toplamı 5, çarpımı 3 olan köklerin kareleri toplamı 19 dur.

Kökleri verilen denklem nasıl yazılır?

Kökler toplamı ve çarpımı hesaplanır. Baş katsayısı 1 olan denklem x kare eksi toplam çarpı x artı çarpım eşittir sıfırdır.

Köklerin işaretleri kökleri bulmadan nasıl anlaşılır?

Çarpım negatifse kökler ters işaretlidir. Çarpım pozitifse kökler aynı işaretlidir ve toplamın işareti bu ortak işareti verir.

Vieta bağıntıları üçüncü dereceden denklemlerde geçerli mi?

Evet. Kökler toplamı eksi b bölü a, ikili çarpımlar toplamı c bölü a, kökler çarpımı eksi d bölü a dır.

Kontrol listesi

0 / 10 tamamlandı

Bunlar da ilgini çekebilir

Bu yazıyı paylaş

WhatsAppX
✕