Köklü gösterimlerin eşleniğini bulma (paydayı rasyonel yapma)
MAT.9.1.1Köklü gösterimlerin eşleniğini bulma (paydayı rasyonel yapma) konusunu; tanımı, temel kuralları, günlük hayat örnekleri ve çözümlü sorularıyla adım adım işliyoruz.
Köklü gösterimlerin eşleniğini bulma (paydayı rasyonel yapma), 9. sınıf matematik, MAT.9.1.1
1 Neden Bu Konu?
Fizikte serbest düşme süresi hesaplanırken şu formül kullanılır:
Örneğin yüksekliği $h$ metre olan bir cisim serbest bırakıldığında, süre $t = \sqrt{2h/g}$ saniye bulunur. Bu ifade farklı yükseklikler için hesaplanırken paydada $g$ gibi köklü bir büyüklük olmasa da bazen payda $\sqrt{2}$ veya $\sqrt{3}$ şeklinde çıkabilir. Bu durumda sonucu daha anlaşılır kılmak için paydayı rasyonel yaparız.
Neden paydayı rasyonel yapmak isteriz? Paydada köklü bir sayı olduğunda:
- Ondalık hesaplamalarda bölme işlemi zorlaşır.
- İki benzer ifadeyi karşılaştırmak karmaşık olur.
- Matematiksel yazım standardında payda genellikle rasyonel sayı olarak bırakılır.
Paydayı rasyonel yapmak için kesrin değerini değiştirmeyen 1 ile çarpma işlemini kullanırız. Yani pay ve paydayı aynı ifadeyle çarparız.
Bu konuda iki ana durum vardır:
- Paydada yalnızca tek terimli köklü ifade (ör. $\sqrt{7}$)
- Paydada iki terimli ifade (ör. $\sqrt{5}+1$ veya $\sqrt{6}-\sqrt{2}$)
Her ikisini de adım adım öğreneceğiz.
2 Tek Terimli Paydayı Rasyonel Yapma
$a > 0$ olmak üzere,
Bu kural, karekökün tanımından gelir: $\sqrt{a}$, karesi $a$ olan sayıdır.
Paydasında tek terimli $\sqrt{a}$ bulunan bir kesri rasyonel yapmak için pay ve paydayı $\sqrt{a}$ ile çarparız. Bu işlem kesrin değerini değiştirmez çünkü $\frac{\sqrt{a}}{\sqrt{a}}=1$'dir.
$\frac{1}{\sqrt{2}}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapalım.
$\frac{5}{\sqrt{3}}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapalım.
$\frac{2}{3\sqrt{5}}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapalım.
Burada paydadaki $3$ zaten rasyonel olduğu için yalnızca $\sqrt{5}$ ile çarptık.
$\sqrt{a}$ ifadesinin tanımlı olması için $a \geq 0$ olmalıdır. Eğer paydada $\sqrt{a}$ varsa ve $a<0$ ise ifade gerçek sayılarda tanımsızdır. Bu konu boyunca $a,b > 0$ kabul edeceğiz.
3 İki Terimli Paydayı Rasyonel Yapma
$a > 0$, $b > 0$ olmak üzere,
Bu kural, iki kare farkı özdeşliğinin $(x+y)(x-y)=x^2-y^2$ uygulamasıdır. Burada $x=\sqrt{a}$ ve $y=\sqrt{b}$ alınır.
Paydada iki terim varsa, paydanın eşleniği ile payı ve paydayı çarparız.
İki terimli $\sqrt{a} + \sqrt{b}$ ifadesinin eşleniği $\sqrt{a} - \sqrt{b}$; $\sqrt{a} - \sqrt{b}$ ifadesinin eşleniği ise $\sqrt{a} + \sqrt{b}$'dir. Yani aradaki işaret ters çevrilir.
$\frac{1}{\sqrt{3}+1}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapalım.
$\frac{5}{\sqrt{7}-\sqrt{2}}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapalım.
Paydada bir kök ve bir tamsayı olduğunda da aynı mantık işler. $\frac{4}{3+\sqrt{5}}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapalım.
Eşlenik seçerken yalnızca iki terimin arasındaki işaret değişir. Terimlerin kendileri değişmez. Örneğin $\sqrt{5}-2$ ifadesinin eşleniği $-\sqrt{5}+2$ değil, $\sqrt{5}+2$'dir.
4 Eşlenik ile Paydayı Rasyonel Yapma Aynı Şey midir?
Hayır, aynı şey değildir. Bu iki kavram şöyle ayrılır:
| Durum | Eşlenik | Paydayı Rasyonel Yapma |
|---|---|---|
| Tek terimli payda ör. $\frac{1}{\sqrt{7}}$ |
Eşlenik yine $\sqrt{7}$'dir (kendisi) | Pay ve paydayı $\sqrt{7}$ ile çarparak payda $7$ yapılır. |
| İki terimli payda ör. $\frac{1}{\sqrt{7}+2}$ |
Eşlenik $\sqrt{7}-2$'dir (işaret değişir) | Pay ve paydayı $\sqrt{7}-2$ ile çarparak payda $7-4=3$ yapılır. |
Tek terimlide eşlenik kendisidir; iki terimlide eşlenik ters işaretlisidir. Paydayı rasyonel yapma işlemi her durumda eşlenik kullanılarak yapılır; dolayısıyla eşlenik aracıdır, paydayı rasyonel yapma ise amaçtır.
Tek terimli: $\frac{3}{\sqrt{5}}$ → eşlenik $\sqrt{5}$ → $\frac{3\sqrt{5}}{5}$
İki terimli: $\frac{3}{\sqrt{5}+1}$ → eşlenik $\sqrt{5}-1$ → $\frac{3(\sqrt{5}-1)}{4}$
5 Kuralların Özeti
Aşağıdaki tablo, paydayı rasyonel yaparken kullanılacak tüm kalıpları toplu gösterir.
| Payda Biçimi | Çarpılacak İfade | Payda Sonucu | Örnek Sonuç |
|---|---|---|---|
| $\sqrt{a}$ | $\sqrt{a}$ | $a$ | $\frac{1}{\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{2}}{2}$ |
| $b\sqrt{a}$ | $\sqrt{a}$ | $b \cdot a$ | $\frac{1}{2\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{3}}{6}$ |
| $\sqrt{a}+\sqrt{b}$ | $\sqrt{a}-\sqrt{b}$ | $a-b$ | $\frac{1}{\sqrt{5}+\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{5}-\sqrt{2}}{3}$ |
| $\sqrt{a}-\sqrt{b}$ | $\sqrt{a}+\sqrt{b}$ | $a-b$ | $\frac{1}{\sqrt{5}-\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{5}+\sqrt{2}}{3}$ |
| $c+\sqrt{a}$ | $c-\sqrt{a}$ | $c^2-a$ | $\frac{1}{3+\sqrt{5}} = \frac{3-\sqrt{5}}{4}$ |
| $c-\sqrt{a}$ | $c+\sqrt{a}$ | $c^2-a$ | $\frac{1}{3-\sqrt{5}} = \frac{3+\sqrt{5}}{4}$ |
Tüm bu kurallar $a>0$, $b>0$ ve $c$ gerçek sayı, ayrıca payda sıfır olmayacak şekilde geçerlidir. Örneğin $\sqrt{a}-\sqrt{b}$ paydası için $a \neq b$ olmalıdır ki payda sıfırlanmasın.
6 🔍 Karar Verme Örnekleri
Bu bölümde, öğrendiğin kuralların beceri temelli sorularda nasıl karşına çıkacağını göreceksin. Şıklı soru yok; yalnızca karar verme süreçleri var.
Durum: Bir öğrenci, serbest düşme süresini $t = \sqrt{\frac{2h}{g}}$ formülüyle hesaplıyor. $h=10$ m ve $g=9{,}8$ m/s² için süreyi bulan programın çıktısı $\frac{2}{\sqrt{5}}$ saniye oluyor. Öğrenci süreyi yaklaşık olarak söylemek istiyor.
İstenen: Paydayı rasyonel yaparak sürenin yaklaşık değerini kolayca bulmak.
Kural seçimi: Payda tek terimli $\sqrt{5}$ olduğu için eşlenik kendisidir. $\frac{2}{\sqrt{5}}$ ifadesini $\frac{\sqrt{5}}{\sqrt{5}}$ ile çarpıp paydayı $5$ yaparız. İki terimli kuralı burada geçerli değildir çünkü paydada tek terim var.
Uygulama: $\frac{2}{\sqrt{5}} = \frac{2\sqrt{5}}{5} \approx \frac{2 \cdot 2{,}236}{5} \approx 0{,}894$ saniye.
Durum: Alanı $18$ m² olan kare şeklindeki bir araziye çit yapılacak. Bir kenar uzunluğu $\sqrt{18} = 3\sqrt{2}$ m, çevre ise $12\sqrt{2}$ m. Çitin metresi $7{,}5$ TL olduğuna göre toplam maliyet bulunmak isteniyor. Hesaplama sonucu $\frac{84\sqrt{2}}{\sqrt{2}+1}$ TL çıkıyor.
İstenen: Maliyeti rasyonel paydaya dönüştürüp yaklaşık değer bulmak.
Kural seçimi: Paydada iki terim var: $\sqrt{2}+1$. Bu yüzden eşlenik $\sqrt{2}-1$ kullanılır. Tek terimli kural burada işe yaramaz. Çarpmada $(\sqrt{2}+1)(\sqrt{2}-1) = 2-1 = 1$ olur.
Uygulama: $\frac{84\sqrt{2}}{\sqrt{2}+1} = \frac{84\sqrt{2}(\sqrt{2}-1)}{1} = 84\sqrt{2}(\sqrt{2}-1) = 84(2-\sqrt{2}) = 168 - 84\sqrt{2} \approx 49{,}2$ TL.
Durum: Bir devrede akım $I = \frac{10}{\sqrt{6}+\sqrt{2}}$ amper olarak ölçülüyor. Akımın yaklaşık değeri, devre elemanı üreticisinin tablolarında kullanılacak.
İstenen: Paydayı rasyonel yaparak akımı basitleştirmek.
Kural seçimi: Payda iki terimli olduğu için eşlenik $\sqrt{6}-\sqrt{2}$ kullanılır. Payda $(6-2)=4$ olur. Tek terimli kural uygulanmaz.
Uygulama: $I = \frac{10(\sqrt{6}-\sqrt{2})}{4} = \frac{5}{2}(\sqrt{6}-\sqrt{2})$ amper.
Öz-yönlendirme: Bu bilgiyi bir beceri temelli soruda kullanmam istenseydi hangi kurala bakar, nereden başlardım? Cevap: Önce paydaya bakarım; paydada tek terimli kök varsa kendisiyle, iki terimli varsa eşleniğiyle çarparım. Hangi kuralı seçeceğime payda biçimi karar verir.
7 Çözümlü Örnekler
$\frac{6}{\sqrt{3}}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapın.
Payda tek terimli $\sqrt{3}$ olduğu için pay ve paydayı $\sqrt{3}$ ile çarparız.
$\frac{6}{\sqrt{3}} \cdot \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{3}} = \frac{6\sqrt{3}}{3}$
Sadeleştirme yapılır: $\frac{6\sqrt{3}}{3} = 2\sqrt{3}$.
$\frac{4}{2\sqrt{5}}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapın.
Payda $2\sqrt{5}$ şeklinde; 2 rasyonel, $\sqrt{5}$ irrasyonel. Yalnızca $\sqrt{5}$ ile çarparız.
$\frac{4}{2\sqrt{5}} \cdot \frac{\sqrt{5}}{\sqrt{5}} = \frac{4\sqrt{5}}{2 \cdot 5} = \frac{4\sqrt{5}}{10}$
Sadeleştir: $\frac{4\sqrt{5}}{10} = \frac{2\sqrt{5}}{5}$.
$\frac{1}{\sqrt{5}+1}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapın.
Payda iki terimli; eşlenik $\sqrt{5}-1$'dir.
Pay ve paydayı $\sqrt{5}-1$ ile çarparız.
$\frac{1}{\sqrt{5}+1} \cdot \frac{\sqrt{5}-1}{\sqrt{5}-1} = \frac{\sqrt{5}-1}{5-1} = \frac{\sqrt{5}-1}{4}$
$\frac{8}{\sqrt{6}-\sqrt{2}}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapın.
Payda iki terimli; eşlenik $\sqrt{6}+\sqrt{2}$'dir.
Pay ve paydayı $\sqrt{6}+\sqrt{2}$ ile çarp.
Payda $6-2=4$ olur: $\frac{8(\sqrt{6}+\sqrt{2})}{4} = 2(\sqrt{6}+\sqrt{2})$.
7 Çözümlü Örnekler
$\frac{2}{3+\sqrt{7}}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapın.
Payda iki terimli: $3+\sqrt{7}$. Eşlenik $3-\sqrt{7}$'dir.
Pay ve paydayı $3-\sqrt{7}$ ile çarp.
Payda $3^2 - (\sqrt{7})^2 = 9-7=2$ olur.
Sonuç: $\frac{2(3-\sqrt{7})}{2} = 3-\sqrt{7}$.
$\frac{\sqrt{3}+1}{\sqrt{3}-1}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapın.
Payda iki terimli: $\sqrt{3}-1$. Eşlenik $\sqrt{3}+1$'dir.
Pay ve paydayı $\sqrt{3}+1$ ile çarp.
Payda $3-1=2$; pay $(\sqrt{3}+1)^2 = 3+2\sqrt{3}+1 = 4+2\sqrt{3}$.
Sonuç: $\frac{4+2\sqrt{3}}{2} = 2+\sqrt{3}$.
$\frac{5}{\sqrt{2}} + \frac{3}{\sqrt{8}}$ ifadesini sadeleştirip paydayı rasyonel yapın.
$\sqrt{8}=2\sqrt{2}$ olduğundan ikinci terim $\frac{3}{2\sqrt{2}}$ olur.
Her iki terimin paydasını rasyonelleştirelim: $\frac{5}{\sqrt{2}} = \frac{5\sqrt{2}}{2}$; $\frac{3}{2\sqrt{2}} = \frac{3\sqrt{2}}{4}$.
Ortak payda 4: $\frac{10\sqrt{2}}{4} + \frac{3\sqrt{2}}{4} = \frac{13\sqrt{2}}{4}$.
Sonuç zaten rasyonel paydalı: $\frac{13\sqrt{2}}{4}$.
8 Sık Yapılan Hatalar ve Doğruları
| Hata | Doğrusu |
|---|---|
| Payda iki terimli iken tek terimli gibi yalnızca bir terimle çarpmak. Örnek: $\frac{1}{\sqrt{5}+1}$'de yalnızca $\sqrt{5}$ ile çarpmak. |
Payda iki terimli ise eşleniğiyle çarp: $\sqrt{5}-1$ ile. Aksi hâlde payda rasyonel olmaz. |
| Eşleniğin işaretini yanlış ters çevirmek. Örnek: $\sqrt{5}-2$'nin eşleniğini $-\sqrt{5}+2$ sanmak. |
Eşlenik yalnızca iki terim arasındaki işareti değiştirir: $\sqrt{5}+2$ olur. |
| Paydayı rasyonel yaparken yalnız paydanın çarpıldığını sanmak. | Pay ve payda aynı ifadeyle çarpılmalıdır; aksi hâlde kesrin değeri değişir. |
| $(\sqrt{a}+\sqrt{b})(\sqrt{a}-\sqrt{b})$ sonucunu $a+b$ sanmak. | Sonuç $a-b$'dir çünkü kareler farkıdır: $(\sqrt{a})^2-(\sqrt{b})^2=a-b$. |
| Paydadaki katsayılı köklü ifadede katsayıyı unutmak. Örnek: $\frac{1}{2\sqrt{3}}$'te yalnız $\sqrt{3}$ ile çarpıp paydayı 2 yapmak. |
Doğru sonuç $\frac{\sqrt{3}}{6}$'dır; paydadaki $2 \cdot 3 = 6$ olmalıdır. |
9 Alıştırmalar
Aşağıdaki alıştırmalarda paydayı rasyonel yapınız. Çözümler hemen altındadır.
$\frac{3}{\sqrt{2}}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapın.
$\frac{7}{\sqrt{5}}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapın.
$\frac{1}{3\sqrt{2}}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapın.
$\frac{2}{\sqrt{7}+1}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapın.
$\frac{6}{\sqrt{5}-\sqrt{2}}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapın.
$\frac{4}{2-\sqrt{3}}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapın.
$\frac{5}{\sqrt{8}}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapın.
$\frac{1}{\sqrt{3}+2}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapın.
$\frac{2\sqrt{3}}{\sqrt{6}+\sqrt{2}}$ ifadesinin paydasını rasyonel yapın.
10 Test 1 — Klasik Sorular (12 Soru)
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
11 Test 2 — Geçiş Soruları (12 Soru)
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
12 Test 3 — Beceri Temelli Sorular (12 Soru)
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Çözüm
Aynı temadaki diğer konular
- Üslü gösterimin tanımı ve temel kurallar
- Üslü gösterimlerle toplama ve çıkarma
- Tabanları aynı olan üslü gösterimlerle çarpma ve bölme
- Üsleri aynı olan üslü gösterimlerle çarpma ve bölme
- Üslü gösterimi verilen sayıların üssünü alma
- Bilimsel gösterim
- Üslü gösterimden köklü gösterime geçiş
- Köklü gösterimlerle toplama ve çıkarma
- Köklü gösterimlerle çarpma ve bölme
- Kökün kökünü alma
- Kök dereceleri farklı olan köklü gösterimlerle çarpma ve bölme