Ünlü Alman matematikçisi Kari Friedrick Gauss 10 yafl ndayken,

Benzer belgeler
YGS Soru Bankas MATEMAT K Temel Kavramlar

ÜN TE II L M T. Limit Sa dan ve Soldan Limit Özel Fonksiyonlarda Limit Limit Teoremleri Belirsizlik Durumlar Örnekler

Bu dedi im yaln zca 0,9 say s için de il, 0 la 1 aras ndaki herhangi bir say için geçerlidir:

Bir yaz mda, kimbilir hangisinde,

Dördüncü K s m: Gerçel Say lar Yap s

Olas l k Hesaplar (II)

Ard fl k Say lar n Toplam

Oyunumuz iki kifli aras nda ve n m boyutlu bir dikdörtgenin

Oyunlar mdan s k lan okurlardan -e er varsa- özür dilerim.

Bu yaz da, r yar çapl bir çemberin çevresinin neden 2 r, alan n n

içinde seçilen noktan n birinci koordinat birincinin geldi i saati, ikinci koordinat ysa

Topolojik Uzay. Kapak Konusu: Topoloji

256 = 2 8 = = = 2. Bu kez de iflik bir yan t bulduk. Bir yerde bir yanl fl yapt k, ama nerde? kinci hesab m z yanl fl.

1. KONU. Geometrik Cisimler ve Şekiller. 1. Afla daki nesnelerden küp, prizma ve silindire benzeyen nesneleri iflaretleyiniz.

Çocuk dergilerinin flaflmaz sorusudur: Afla daki karenin

GEOMETR 7 ÜN TE II P RAM T

Sevdi im Birkaç Soru

Do ufl Üniversitesi Matematik Kulübü Matematik Bireysel Yar flmas 2004 Soru ve Yan tlar

Yeniflemeyen Zarlar B:

1. Yukar daki çubuk makarna afla dakilerden hangisinin modelidir? Yukar daki rakamlardan kaç tanesinde dikey do ru modeli vard r?

Bu yaz girifle gereksinmiyor. Do rudan, kan tlayaca m z

Çokgenler. Dörtgenler. Çember. Simetri. Örüntü ve Süslemeler. Düzlem. Geometrik Cisimler

6. SINIF MATEMAT K DERS ÜN TELEND R LM fi YILLIK PLAN

Her noktas ya maviye ya k rm z ya boyanm fl bir düzlem

Önsav 1. Her fley yukardaki gibi olsun. {ƒ 1 (V) g 1 (W) : V X, W Y, V ve W aç k}

Bir tan mla bafllayal m. E er n bir do al say ysa, n! diye yaz -

Bir odada sonsuz say da insan n bulundu unu varsayal m. Bu

Bir önceki yaz da, yaz -tura oyununda yoksulun zengine karfl

O + T + U + Z = 30 (30) 2K + I + R = 40 (40) E + 2L + = 50 (50) A + L + T + M + I + fi = 60 (60) Y + E + T + M + + fi = 70 (70) 2S + 2E + K + N = 80

Afla da yedi matematiksel olgu bulacaks n z. Bu olgular n

Bir tavla maç 5 te biter. Yani 5 oyun kazanan ilk oyuncu

11. SINIF KONU ANLATIMLI. 2. ÜNİTE: KUVVET ve HAREKET 4. KONU AĞIRLIK MERKEZİ - KÜTLE MERKEZİ ETKİNLİK ÇÖZÜMLERİ

Bu yaz da 6 mant k sorusu sorup yan tlayaca z.

Olas l k hesaplar na günlük yaflam m zda s k s k gereksiniriz.

Yan t Bilinmeyen Bir Soru

2. Afla daki çokgenlerden hangisi düzgün. 1. Afla dakilerden hangisi çokgen de ildir? çokgen de ildir? A) B) A) B) C) D) C) D)

MATEMAT K 1 ÜN TE II KÜMELER

Yoksulun Kazanabildi i Bir Oyun

Yukar daki kare ve dikdörtgene göre eflitlikleri tan mlay n z. AB =... =... =... =...

Aç ve Aç Ölçüsü. Üçgen, Kare ve Dikdörtgen. Geometrik Cisimler. Simetri. Örüntü ve Süslemeler

Düzlem - Do ru - Nokta - Aç - Üçgen - Kare - Dikdörtgen - Çember - Simetri - Örüntü ve Süslemeler

Koninin Düzlemlerle Kesiflimi Selçuk Demir* / sdemir@bilgi.edu.tr

Seks, yemek ve oyun do al zevklerdendir. Her memeli hayvan

1/3 Nerde ya da Kaos a Girifl

En az enerji harcama yasas do an n en bilinen yasalar ndan

Do al Say lar Do al Say larla Toplama fllemi Do al Say larla Ç karma fllemi Do al Say larla Çarpma fllemi Do al Say larla Bölme fllemi Kesirler

Do ufl Üniversitesi Matematik Kulübü Matematik Bireysel Yar flmas 2005 Soru ve Yan tlar

CO RAFYA GRAF KLER. Y llar Bu grafikteki bilgilere dayanarak afla daki sonuçlardan hangisine ulafl lamaz?

Matematikte sonsuz bir s fatt r, bir ad de ildir. Nas l sonlu bir s fatsa, matematikte kullan lan sonsuz da bir s fatt r. Sonsuz, sonlunun karfl t d

Üst Üçgensel Matrisler

TEMEL MATEMAT K TEST

Hemen Hemen Her Sonlu Çizge Asimetriktir

Eski Yunan matematikçileri cetvel ve pergel yard m yla

Geçmiflte (n/(n+1))n dizisinin 1 e yak nsad n f s ldad k

GAZLAR ÖRNEK 16: ÖRNEK 17: X (g) Y (g) Z (g)

Saymak San ld Kadar Kolay De ildir

KES RLER. Bunlar biliyor musunuz? Bütün bir fleyin bölündü ü iki eflit parçadan her biri. Tam, bölünmemifl fley. Bütün elma gibi.

Bu bölümde eski iyis ralamalardan yenilerini elde etmeyi ö renece iz.

11. SINIF KONU ANLATIMLI. 2. ÜNİTE: KUVVET ve HAREKET 3. Konu TORK, AÇISAL MOMENTUM ve DENGE ETKİNLİK ve TEST ÇÖZÜMLERİ

Geçen bölümde, Zorn Önsav varsay larak yis ralama Teoremi

Afin ve zdüflümsel Düzlemler

MATEMAT K TEST. 3. a ve b reel say lar olmak üzere, 3 a = 4 ve 3 2a b 3 = 8 oldu una göre,

Gerçel Say larla p-sel Tamsay lar Aras ndaki Benzerlik

Hiç K salmadan K salan Yol

Bu bölümde okuru Seçim Aksiyomu nun neden do al bir

Fevzi Pafla Cad. Dr. Bar fl Ayd n. Virgül (,) 2. Baz k saltmalar n sonuna konur.

CO RAFYA KONUM. ÖRNEK 2 : Afla daki haritada, Rize ile Bingöl il merkezlerinin yak n ndan geçen boylam gösterilmifltir.

TEMEL MATEMAT K TEST

Bir önceki yaz da, n bir tek tamsay oldu unda n n sihirli

ÜN TE III L NEER CEB R

ÜÇGEN LE LG L TEMEL KAVRAMLAR

Rastgele Bir Say Seçme ya da Olas l k Nedir

X +5 iyonunda; n = p + 1 eflitli i vard r. ATOM VE PER YOD K CETVEL ÖRNEK 15: ÖRNEK 16:

Bir Tekhücrelinin Soyunu Sonsuza Dek Sürdürme fians

GEOMETR K fiek LLER. Bunlar biliyor musunuz? Yüzey: Bir varl n d fl ve genifl bölümleri. yüzey. Düz: Yüzeyinde girinti, ç k nt olmayan.

Do al say lar kümesi, yani {0, 1, 2, 3, 4,... } kümesi, toplama

Bu bölümde kan tlayaca m z teoremi, artan ve üstten s -

MATEMAT K. Hacmi Ölçme

CO RAFYA. DÜNYA NIN fiekl N N VE HAREKETLER N N SONUÇLARI ÖRNEK 1 :

Araflt rma modelinin oluflturulmas. Veri toplama

OPERATÖRLER BÖLÜM Giriş Aritmetik Operatörler

ÖZEL SAMANYOLU LİSELERİ

1. Bir kümenin eleman say s 3 artt r ld nda, alt küme say s 56 artmaktad r.

Okurun bir önceki bölümü okudu unu ve orada ortaya

F Z K BASINÇ. Kavram Dersaneleri 42

Bu noktaya gelene kadar nin birçok özelli ini kan tlad k.

GEOMETR 7 ÜN TE I PR ZMALAR

Sonlu bir kümenin eleman say s n n ne demek oldu unu

F Z K ELEKTROSTAT K ÖRNEK 2: ÖRNEK 1 :

Pokerin Matemati i Ali Nesin* /

14. Ordinallerde Çarpma fllemi

Bahçe Sorusu 1. Girifl. Daire biçiminde bir bahçeye, merkezden bafllayarak, birer metre aral klarla yatay ve dikey s ralanm fl fi-

6 MADDE VE ÖZELL KLER

Bu bölümde, bugüne dek ancak rüyalar n zda görece inizi

say s kaç basamakl d r? 2. Bir düzlemde verilen 8 noktadan 4 tanesi ayn do ru üzerindedir. Di er 4 noktadan. 3. n do al say olmak üzere;

Do ufl Üniversitesi Matematik Kulübü Matematik Yar flmas 2003 Bireysel Yar flma Soru ve Çözümleri

B anka ve sigorta flirketlerinin yapm fl olduklar ifllemlerin özelli i itibariyle

fleklinde okuruz. Pay paydas ndan büyük veya eflit olan kesirlere bileflik kesirler denir.

TEMEL MATEMAT K TEST

Zihinden fllem Yapal m, Yuvarlayal m, Tahmin Edelim

Transkript:

Aritmetik Diziler ve Ötesi Ünlü Alman matematikçisi Kari Friedrick Gauss 10 yafl ndayken, ö retmeni ö rencileri oyalamak için, 1 den 100 e kadar say lar yazarak toplay n der. Baflka bir deyiflle, 1 + 2 + 3 +... + 100 =? toplamas n yapmalar n söyler. Ö retmen soruyu okuyup bitirince Gauss, küçük yaz tahtas n masas n n üzerine b rakarak, oldu ö retmenim deyip yerine oturur. Ö retmen bir saat sonra ö rencilerin bulduklar sonuçlan küçük yaz tahtalar ndan kontrol ederken hayretler içinde kal r. Bütün ö rencilerin yan tlar yanl fl oldu u halde, Gauss un yan t do rudur. Gauss, hiç ifllem yapmadan yaz tahtas na sorunun yan t olan 5050 say s n yazm flt r. Yukar daki sat rlar, matematik dersleri ile ilgilendi im, akrabal k derecesi bana çok yak n bir delikanl aday n n ders kitab ndan ald m 1. Yazarlar kitaplar na böyle bir öyküyle bafllamakla birkaç ere i birden amaçlarlar. Her fleyden önce öyküyle bafllamak kitab ilginçlefltirir; dolay s yla kitab n kolay okunmas n sa lar. Sonra ilk bak flta uzun bir hammaliye gibi görünen bir ifli dâhi- 1 Osman K rbafl, Hüseyin Baflaran; Matematik, Ortaokul I, MEB Yay n, 1979. 87

yane bir yöntemle bir ç rp da bitirerek ö retmenin oyununu bofla ç kartmak var; bu da ö renciye çekici gelir. Gauss birden ö retmene karfl ö renciyle gizli bir ittifak kurar sanki; ittifak ne kelime, ö renci Gauss la özdeflleflir. Yukar daki öykü iyi hofl da önemlice bir konuyu eksik b - rak yor. Dolay s yla yanl fl anlamaya yol aç yor. Öyküyü okuyan bir kifli 1 den 100 e kadar say lar n toplam n n ilk kez Gauss taraf ndan k sa yoldan hesapland kan s na kap l yor. Yanl fl anlafl lmas n, Gauss un dehas n az msamak de il amac m. Olay büyük bir olas l kla öyküde anlat ld gibi olmufltur ve Gauss 1 den 100 e kadar say lar kolayca toplamak, için gerekli yöntemi hemen orada s n fta bulmufltur; ama bu, bu yöntemin Gauss tan önce bilinmedi i anlam na gelmiyor do al ki. Nitekim Gauss tan yaklafl k 2300 y l önce Pisagor ve müridleri ad n verdikleri say dizilerini biliyorlar ve bu say lara gizemci anlamlar yüklüyorlard. Üçgensel say lar n ilk 6 s afla daki flekilde görülüyor. fiekilden, bu say lara neden T 1 T 2 1 1+2=3 T 3 1+2+3=6 T 4 1+2+3+4=10 T 5 1+2+3+4+5=15 T 6 1+2+3+4+5+6= üçgensel ad verildi i aç kça görülece i gibi, bunlardan n incisinin (yani T n nin) 1 den n ye kadar say lar n toplam oldu u da okurun dikkatinden kaçmayacakt r. fiimdi T 6 n n üstüne yandaki flekildeki gibi bir T 6 daha koyal m. fiu halde 2T 6 = 6 (6 + 1) = 42 ya da T 6 = 6 (6 + 1)/2 = 21 bulunur. Bu sonucu bir T n üstüne baflka bir T n kapatarak hemen genellefltirebiliriz: 88

T n = n(n + l)/2. Öyleyse 1 den 100 e kadar say lar n toplam : T 100 = 100/2(100 + 1) = 5050 dir. Herhalde Gauss çocuk da böyle düflünmüfltü. T n, 1 den n ye kadar say lar n toplam yd. Demek ki, T n toplam na n + 1 do al say s n eklersek T n+1 i buluruz: T n+1 = T n + (n + 1). (1) E er bir dizide ard fl k iki say aras ndaki fark sabit bir d say s na eflitse bu diziye aritmetik dizi, d say s na da dizinin ortak fark denir. fiu halde do al say lar dizisi 1 den bafllayan ve ortak fark da d = 1 olan bir aritmetik dizidir. E er d = 2 ise 1 den bafllayan aritmetik dizi 1, 3, 5,... tek say lar dizisine, d = 3 ise 1, 4, 7,... dizisine dönüflür. E er (1) kural nda n + 1 say - s yerine bir aritmetik dizinin n+1 inci terimi olan a n+ i (dizide n + 1 inci s rada gelen terimi) koyarsak yani C n+1 = C n + a n+1 (2) kural na göre bir C n, n = 1, 2, 3,... dizisi oluflturursak, seçti imiz a n aritmetik dizisine ba l olarak de iflik çokgensel say dizileri elde ederiz. Afla daki tablo bu dizilerden baz lar n göstermektedir. Her dizinin üstünde o diziyi yaratan dizi de verilmifltir: Üçgensel say lar (d = 1) a n : 1 2 3 4 5 6 7 C n : 1 3 6 10 15 21 28 Karesel say lar (d = 2) a n : 1 3 5 7 9 11 13 C n : 1 4 9 16 25 36 49 Beflgensel say lar (d = 3) a n : 1 4 7 10 13 16 29 C n : 1 5 12 22 35 51 70 Alt gensel say lar (d = 4) a n : 1 5 9 13 17 21 25 C n : 1 6 15 28 45 66 91 89

Bu flekilde s n rs z türde dizi oluflturabiliriz. Afla daki flekil bu dizileri flekilsel olarak göstermektedir. fiekilden, örne in, neden beflgensel say lara beflgensel ad n n verildi i aç kça görülmektedir. T 1 = 1 T 2 = 3 T 3 = 6 T 4 = 10 T 5 = 15 Q 1 = 1 Q 2 = 4 Q 3 = 9 Q 4 = 16 Q 5 = 25 P 1 = 1 P 2 = 5 P 3 = 12 P 4 = 22 P 5 = 35 H 1 = 1 H 2 = 6 H 3 = 15 H 4 = 28 H 5 = 45 Okur dilerse genel olarak bir s-gensel dizinin (s = d + 2) n inci terimi u n yi veren afla daki formülün geçerli ini s nayabilir: u n = [2 + (s 2)(n l)]n/2 (3) fiimdi (3) ün baz s de erleri için özel durumlar n araflt ral m: 90

s = 3 için u n = n(n + 1)/2 (üçgensel say lar) s = 4 için u n = n 2 (karesel say lar) s = 5 için u n = n(3n 1)/2 (beflgensel say lar) s = 6 için u n = n(2n 1) (alt gensel say lar) Örne in alt gensel say larda beflinci say u 5 = 5(10 1) = 45 olacakt r. Ayr ca beklenece i gibi (3) ifadesi s = 2 için u n = n, yani do al say lar dizisini vermektedir. Dizinin Boyutu Bir düzlem üzerine çizilebilen ve yaln zca eni ve boyu olan flekillere düzemsel ya da 2 boyutlu flekil diyoruz. Örne in üçgen ya da kare - ya da yan sayfadaki flekildeki çokgenlerden herhangi biri - bir 2 boyutlu flekil oluflturur. En ve boy boyutlar na bir de derinlik boyutu eklenirse 3 boyutlu bir flekil elde edilir. Benzer flekilde yaln zca boyu olan bir do ru çizgi 1 boyutlu, ne eni ve boyu ne de derinli i olan tek bir nokta da s f r boyutlu bir flekildir. Yukarda da belirtti im gibi (2) denkleminde a n bir aritmetik dizi oldu u sürece C n dizisi 2 boyutlu bir dizidir. a n dizisini de ifltirmekle yaln z 2 boyutlu çokgenin gen say s n de ifltirebiliriz. Oysa, (2) denkleminde a n dizisini aritmetik dizilerin d fl ndan seçmekle C n dizisinin boyutunu da de ifltirebiliriz. Konuyu daha iyi aç klayabilmek için, her n = 1, 2, 3,... için a n = 1 olarak tan mlanan diziyi s f r boyutlu dizi olarak tan mlayal m. Bu dizi 1, 1, 1,... fleklindedir; n de ifltikçe dizinin terimleri de iflmez ve hep 1 de erini al r. Bu dizi ayn zamanda ortak fark s f r olan bir aritmetik dizi olarak da yorumlanabilir. fiimdi bu diziyi (2) denkleminde a n olarak kullan rsak 1, 2, 3,... do al say lar dizisini elde ederiz. Do al say lar dizisini 1 boyutlu dizi olarak tan mlayaca z. Daha önce de sözünü etti- imiz gibi (2) denkleminde a n yerine do al say lar dizisini kulland m z zaman oluflacak dizi üçgensel say lar dizisidir (bura- 91

ya kadar yeni bir fley yok). fiimdi üçgensel say lar dizisini a n dizisi olarak kullanal m 2. Bu durumda dörtyüzlüsel say lar dizisi diye tan mlayaca m 3 boyutlu bir say dizisi ortaya ç kar. Afla- daki tablo bu olguyu göstermektedir. Boyut Dizi 0 1 1 1 1 1 1 1... 1 1 2 3 4 5 6 7... 2 1 3 6 10 15 21 28... 3 1 4 10 20 35 56 84... Tabloda ilk 7 eleman verilen diziler afla daki flekilde flekilsel olarak gösterilmifltir. fiekilden sabit diziye neden s f r boyutlu, do al say lar dizisine de neden 1 boyutlu dedi im aç kça görülüyor. Üç boyutlu dizinin de bir düzgün dörtyüzlü piramidin (tetrahedronun) köflelerine konan noktalarla gösterilebildi ine dikkat edilmelidir. Bu nedenle bu diziye dörtyüzlüsel ad n verdim. 0 boyutlu dizi: 1 boyutlu dizi: 1 1 1 1 1 2 3 4 2 boyutlu dizi: 1 3 6 10 3 boyutlu dizi: 1 4 10 20 Üç boyut biz ölümlülerin alg layabilece i en büyük boyut 2 Dikkat edilirse ard fl k terimler aras ndaki fark sabit olmad için üçgensel say lar dizisi aritmetik bir dizi de ildir. 92

say s, oysa yukar daki tabloda uygulad m z kural uygulamaya devam etmememiz için de hiçbir neden yok: Boyut Dizi 4 1 5 15 35 70 126 210... Dikkat edilirse ard fl k terimler aras ndaki fark sabit olmad için üçgensel say lar dizisi aritmetik bir dizi de ildir. Ancak flimdi bir sorunumuz var. Bu son diziyi 3 ya da daha az boyutlu bir flekille gösterebilmemize olanak yok. Bunun için 4 boyutlu bir flekil gerekiyor! Ancak böyle bir flekli benim 3 boyutlu beynim düflünemiyor bile... Üçgensel say lar n n inci terimi için bir formül bulmufltuk: T n = n/2 (n + l) = n(n + 1)/2. Dörtyüzlüsel say lar dizisinin de kural na uydu u gösterilebilir. 0 ve 1 boyutlu say dizilerinin de s ras yla n 0 ve n/1 formülleriyle verildi i düflünülecek olursa, genel olarak b boyutlu bir say dizisinin n inci teriminin formülüyle verildi i bulunabilir. Bu son formülün geçerli i matematiksel tümevar m yöntemiyle kolayca kan tlanabilir. 1 den n ye kadar say lar n çarp m n! (n faktöriyel) ile gösterilirse (örne in 4! = 24, 5! = 120, 7! = 5040) yukardaki formül fleklinde ya da tan m yla, 93

fleklinde yaz labilir. Bu son ifadenin b = 0, 1, 2, 3 için yukar - daki tablodaki dizileri verdi i gözden kaçmamal d r (0! = 1 olarak tan mlan r). Bir ortaokul ders kitab ndan yola ç karak nerelere geldik! Matematik E lendirir Düzlemsel Diziler: Afla daki flekilde baz düzlemsel dizilerin ilk 5 terimi gösterilmifltir. Bu flekildeki her dizi için, n inci terimi veren bir ifade bulun. pucu: fiekildeki dizilerin tümü düzlemsel olduklar için, bu dizileri yaratan diziler aritmetik dizilerdir. Dolay s yla önce her dizi için o dizinin yaratan dizisini bulmak gerekir. 1 1 1 1 5 6 7 9 13 16 19 25 25 31 37 49 41 51 61 81 Yan tlar Yukardaki flekildeki diziler C n+1 = C n + a n+1 kural na göre oluflturulmufltur. Her dizide C 1 = 1 dir. 1 inci dizide a n = 4(n 1), 2 nci dizide a n = 5(n 1), 3 üncü dizide a n = 6(n 1), 4 üncü dizide de a n = 8(n 1) Baflka düzlemsel say dizileri dir. Görüldü ü gibi her dört durumda da a n dizileri a 1 = 0 dan bafllayan ve ortak farklar s ras yla 4, 5, 6 ve 8 olan aritmetik dizilerdir. 94