$P(x)$ bir polinom olmak üzere, $P(x)$ polinomunun $x-3$ ile bölümünden kalan $5$ ve $x+2$ ile bölümünden kalan $3$'tür. Buna göre, $P(x)$ polinomunun $x^2-x-6$ ile bölümünden kalan aşağıdakilerden hangisidir?
A) $\frac{2x+19}{5}$Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu problemde, bir polinomun farklı çarpanlara bölümünden kalanları kullanarak, daha karmaşık bir çarpanla bölümünden kalanı bulmamız isteniyor. Adım adım ilerleyerek bu tür problemleri nasıl çözeceğimizi öğrenelim.
Kalan Teoremi bize der ki: Bir $P(x)$ polinomunun $x-a$ ile bölümünden kalan $P(a)$'dır.
Soruda verilen bilgileri bu teoremle yorumlayalım:
Bizden $P(x)$ polinomunun $x^2-x-6$ ile bölümünden kalanı bulmamız isteniyor. Bölme algoritmasına göre, bir $P(x)$ polinomu bir $B(x)$ polinomuna bölündüğünde, bölüm $Q(x)$ ve kalan $K(x)$ olmak üzere:
$P(x) = B(x) \cdot Q(x) + K(x)$
Burada $B(x) = x^2-x-6$'dır. Bölen polinomun derecesi $2$ olduğu için, kalan $K(x)$'in derecesi $2$'den küçük olmalıdır. Yani kalan, en fazla birinci dereceden bir polinom olabilir. Bu yüzden kalanı $K(x) = ax+b$ şeklinde ifade edebiliriz.
Denklemimizi yazalım:
$P(x) = (x^2-x-6) \cdot Q(x) + ax+b$
Bölen polinom $x^2-x-6$'yı çarpanlarına ayıralım. Çarpımları $-6$ ve toplamları $-1$ olan iki sayı $-3$ ve $2$'dir. Bu durumda:
$x^2-x-6 = (x-3)(x+2)$
Şimdi bu çarpanları ana denklemimizde yerine yazalım:
$P(x) = (x-3)(x+2) \cdot Q(x) + ax+b$
Adım 1'de bulduğumuz $P(3)=5$ ve $P(-2)=3$ bilgilerini bu denklemde kullanalım:
$P(3) = (3-3)(3+2) \cdot Q(3) + a(3)+b$
$5 = (0)(5) \cdot Q(3) + 3a+b$
$5 = 0 + 3a+b$
$3a+b = 5$ (Denklem 1)
$P(-2) = (-2-3)(-2+2) \cdot Q(-2) + a(-2)+b$
$3 = (-5)(0) \cdot Q(-2) -2a+b$
$3 = 0 -2a+b$
$-2a+b = 3$ (Denklem 2)
Şimdi $a$ ve $b$ değerlerini bulmak için iki bilinmeyenli iki denklemi çözelim:
1) $3a+b = 5$
2) $-2a+b = 3$}
İkinci denklemi birinci denklemden çıkaralım (veya birinci denklemden ikinci denklemi çıkaralım):
$(3a+b) - (-2a+b) = 5 - 3$
$3a+b+2a-b = 2$
$5a = 2 \implies a = \frac{2}{5}$
$a$ değerini Denklem 2'de yerine koyalım:
$-2\left(\frac{2}{5}\right) + b = 3$
$-\frac{4}{5} + b = 3$
$b = 3 + \frac{4}{5}$
$b = \frac{15}{5} + \frac{4}{5} = \frac{19}{5}$
Bulduğumuz $a$ ve $b$ değerlerini $K(x) = ax+b$ ifadesinde yerine yazalım:
$K(x) = \frac{2}{5}x + \frac{19}{5}$
Bu ifadeyi tek paydada yazarsak:
$K(x) = \frac{2x+19}{5}$
Bu sonuç, seçeneklerdeki A şıkkı ile aynıdır.
Cevap A seçeneğidir.