İçeriğe geç
Ana içeriğe atla
AYTMatematik

İntegral

AYT Matematik integral rehberi: ∫ f(x) dx = F(x) + C belirsiz integral; ∫ xⁿ dx = x^(n+1)/(n+1) + C kuvvet kuralı (n ≠ -1) ve ∫ 1/x dx = ln|x| + C özel durumu; u-değişikliği ve LIATE kısmi integrasyon; ∫_a^b f dx = F(b) - F(a) Analizin Temel Teoremi; tek/iki eğri altı alan ve ∫ [üst - alt] dx; parçalı/mutlak değerli integrali aralık bölme; hız-konum, ortalama değer, dönel hacim uygulamaları. 16 bölüm, 48 tam çözümlü örnek, 10 satırlık akronim ve 28 satırlık Hızlı Dizin.

İntegral konu anlatımı: 17 bölüm, 38 dakikalık okuma süresi. AYT sınavına hazırlanan öğrenciler için detaylı konu özeti. SoruÇözme platformunda 18.900+ soru ve 704 konuyla ücretsiz hazırlık yapabilirsiniz.

Veri: SoruÇözme
İçindekiler · 17 Bölüm

1. İntegralin Doğuşu: Diferansiyel ve Türevin Tersi

İntegral, türevin tersi olarak tanımlanan ve AYT Matematiğin en yüksek soru potansiyeli taşıyan konularından biridir. Türevde bir fonksiyonun anlık değişim oranını bulmayı öğrendik. İntegralde ise ters yönde soru soruyoruz: Türevi verilen fonksiyonun kendisi nedir? Ayrıca bu kavram geometrik olarak bir eğri altında kalan alanın hesabıyla da kesişir; tek bir araç iki büyük problemi aynı anda çözer.

Başlamadan önce diferansiyel notasyonunu hatırlayalım. y = f(x) ise türev dy/dx = f'(x) biçiminde yazılır. Bu ifade "y'deki çok küçük bir artışın (dy) x'teki çok küçük bir artışa (dx) oranı" anlamına gelir. Denklem aşağıdaki gibi de düzenlenebilir:

dy = f'(x) · dx

Yani dy, fonksiyonun belirli bir noktadaki anlık değişim miktarıdır. Bu küçük değişimlerin büyük bir aralıkta toplamı alındığında, fonksiyonun bu aralıktaki toplam değişimi elde edilir. İşte bu toplama sürecine integral denir ve özel bir sembolle gösterilir: ∫

Ters Türev (Antiderivatif) Kavramı

F'(x) = f(x) koşulunu sağlayan F(x) fonksiyonuna f'nin bir antiderivatifi ya da ters türevi denir. Örneğin f(x) = 2x verildiğinde F(x) = x² bir antiderivatiftir; çünkü (x²)' = 2x. Ancak F(x) = x² + 1 de, F(x) = x² + 5 de, F(x) = x² - 100 de aynı türevi verir. Bütün bu seçeneklerin ortak yanı, türevde kaybolan sabitin her biri için farklı olmasıdır.

Bu durumu tek bir ifadeyle toparlamak için integral sabiti olarak bilinen C eklenir ve belirsiz integral şöyle yazılır:

∫ f(x) dx = F(x) + C

Burada ∫ integral sembolü, f(x) integrand (integrali alınan ifade), dx ise integralin hangi değişkene göre alındığıdır. C sabiti, türevi sıfır olan tüm sabitleri tek bir harfle temsil eder.

Örnek 1 — Temel Antiderivatif

f(x) = 3x² verildiğine göre ∫ f(x) dx kaçtır?

Çözüm: Türevi 3x² olan fonksiyonu arıyoruz. (x³)' = 3x² olduğundan antiderivatif x³'tür. Sonuç: ∫ 3x² dx = x³ + C.

Örnek 2 — Türev ve İntegralin Ters İlişkisi

F'(x) = 4x + 6 ve F(0) = 5 ise F(2) kaçtır?

Çözüm: Önce F'nin genel biçimini integral alarak bulalım. ∫ (4x + 6) dx = 2x² + 6x + C. F(0) = 5 koşulu: 2 · 0 + 6 · 0 + C = 5 ⇒ C = 5. F(x) = 2x² + 6x + 5. F(2) = 2 · 4 + 6 · 2 + 5 = 8 + 12 + 5 = 25.

AYT İpucu: Türev ile integral birbirinin ters işlemidir. d/dx [∫ f(x) dx] = f(x) olur; yani türevin ardından integral (ya da integralin ardından türev) alındığında başlangıçtaki fonksiyona C sabiti farkıyla geri dönülür. Bu ilişki integralin tanımıdır ve pek çok sorunun hızlı çözülme anahtarıdır.

İntegralin Geometrik Anlamı — Kısa Önizleme

İntegralin sayısal tanımının ötesinde güçlü bir geometrik anlamı vardır: y = f(x) eğrisinin x eksenine olan alt bölgesinin alanı, belirli integralle hesaplanır. "Alan" başlığında bu bağlantıyı detaylı ele alacağız; şimdilik "integral = toplam değişim = alan" olarak kabaca aklımızda tutalım.

Tarihçe — Riemann Toplamları

İntegral kavramının matematiksel temeli Riemann toplamlarına dayanır. [a, b] aralığı n eşit parçaya bölünüp her parçanın üzerine bir dikdörtgen yerleştirildiğinde toplam alan Σ f(xᵢ) · Δx biçiminde hesaplanır. Parça sayısı n → ∞'a giderken (Δx → 0) bu toplam tam olarak ∫_a^b f(x) dx değerine yaklaşır. Yani belirli integral aslında sonsuz ince dikdörtgenlerin alanlarının toplamıdır. Pratik hesaplamada Riemann toplamını kullanmayız; çünkü Analizin Temel Teoremi bize daha kısa bir yol sunar: antiderivatif al, sınırları yerleştir, çıkar.

2. Belirsiz İntegral ve Temel Kurallar

Belirsiz integral, sınır belirtilmemiş integraldir. Sonuç bir fonksiyon (+ C) olarak çıkar. Bu bölümde en çok karşılaşılan kuralları sıralayıp örneklerle pekiştireceğiz. Bu kuralları ezberlemek yerine "türev tablosunun tersi" mantığıyla öğrenmek en sağlıklısıdır.

Sabit ve Kuvvet Fonksiyonu

Herhangi bir sabit k için ∫ k dx = kx + C. Kuvvet fonksiyonu için ise kilit kural "üssü bir artır, yeni üsse böl" biçimidir:

∫ xⁿ dx = x^(n+1)/(n+1) + C, n ≠ -1

Örnekler: ∫ x⁴ dx = x⁵/5 + C. ∫ x^(-2) dx = x^(-1)/(-1) + C = -1/x + C. ∫ √x dx = ∫ x^(1/2) dx = (2/3) x^(3/2) + C. ∫ 1/∛x dx = ∫ x^(-1/3) dx = x^(2/3) / (2/3) + C = (3/2) x^(2/3) + C.

Dikkat: n = -1 yasaktır. ∫ x^(-1) dx = ∫ (1/x) dx için formüldeki n + 1 paydası 0 olacağından tanımsızlık doğar. Bu tek durum için ayrı bir kural vardır: ∫ (1/x) dx = ln|x| + C. Mutlak değer ihmal edilirse negatif x'te tanımsızlık çıkar; AYT'de bu nokta klasik bir çeldiricidir.

Doğrusallık: Toplam ve Sabit Katsayı

İntegral, toplama ve sabit katsayı işlemlerini korur:

∫ [f(x) ± g(x)] dx = ∫ f(x) dx ± ∫ g(x) dx

∫ k · f(x) dx = k · ∫ f(x) dx

Çarpım ve bölüm için benzer bir kural yoktur. ∫ (f · g) dx ≠ (∫ f) · (∫ g) ve ∫ (f/g) dx ≠ (∫ f)/(∫ g). Bu durumlar için değişken değiştirme veya kısmi integrasyon (ileride) yöntemlerine başvurulur.

Örnek 3 — Çok Terimli Polinom İntegrali

∫ (3x⁴ - 6x² + 8x - 5) dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: Her terime ayrı ayrı kural uygulanır: 3x⁴ → 3 · x⁵/5 = (3/5)x⁵; -6x² → -6 · x³/3 = -2x³; 8x → 8 · x²/2 = 4x²; -5 → -5x. Toplam: (3/5)x⁵ - 2x³ + 4x² - 5x + C.

Örnek 4 — Köklü ve Kesirli Üsler

∫ (√x + 1/x²) dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: √x = x^(1/2) ⇒ ∫ x^(1/2) dx = (2/3)x^(3/2). 1/x² = x^(-2) ⇒ ∫ x^(-2) dx = x^(-1)/(-1) = -1/x. Toplam: (2/3)x^(3/2) - 1/x + C veya eşit olarak (2/3)x√x - 1/x + C.

Örnek 5 — 1/x Özel Durumu

∫ (4/x + x³) dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: 4/x teriminde n = -1, ln kuralı kullanılır: ∫ 4/x dx = 4 · ln|x|. x³ teriminde standart kural: x⁴/4. Sonuç: 4 ln|x| + x⁴/4 + C.

AYT İpucu: Karma tipli integrallerde öncelikle ifadeyi "toplanabilen parçalara" ayırın. Kesirli ifadeleri terimlerine bölün (örn. (x² + 3x + 1)/x = x + 3 + 1/x gibi); karmaşık paydalarda uzun bölme ya da kısmi kesir ayırma yardımcı olur.

3. Temel Fonksiyonların İntegralleri

Polinom dışında AYT sorularında sıkça karşılaşılan üstel, logaritmik, trigonometrik ve ters trigonometrik fonksiyonların integrallerini bir arada tanıyalım. Bu formüllerin hepsi, türev tablosundaki ilişkinin ters çevrilmesinden elde edilir.

Üstel ve Logaritmik Fonksiyonlar

  • ∫ eˣ dx = eˣ + C — (eˣ türevinin yine eˣ olması bu özel eşitliği doğurur.)
  • ∫ aˣ dx = aˣ/ln a + C — (a > 0, a ≠ 1 için.)
  • ∫ (1/x) dx = ln|x| + C — (n = -1 özel durumu.)

Trigonometrik Fonksiyonlar

  • ∫ sin x dx = -cos x + C
  • ∫ cos x dx = sin x + C
  • ∫ sec² x dx = tan x + C
  • ∫ csc² x dx = -cot x + C
  • ∫ sec x · tan x dx = sec x + C
  • ∫ csc x · cot x dx = -csc x + C

Ters Trigonometrik Çıkışlar

  • ∫ 1/(1 + x²) dx = arctan x + C
  • ∫ 1/√(1 - x²) dx = arcsin x + C

Örnek 6 — Trig Toplamı

∫ (3 sin x - 2 cos x + sec² x) dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: Terim terim: 3 sin x → 3(-cos x) = -3 cos x; -2 cos x → -2 sin x; sec² x → tan x. Toplam: -3 cos x - 2 sin x + tan x + C.

Örnek 7 — Üstel Fonksiyon

∫ (2eˣ - 3ˣ) dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: 2eˣ → 2eˣ; 3ˣ → 3ˣ/ln 3. Sonuç: 2eˣ - 3ˣ/ln 3 + C.

Örnek 8 — Trigonometrik Özdeşlikle Sadeleştirme

∫ tan² x dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: 1 + tan² x = sec² x özdeşliği ⇒ tan² x = sec² x - 1. Böylece ∫ tan² x dx = ∫ (sec² x - 1) dx = tan x - x + C. Sonuç: tan x - x + C.

AYT İpucu: Trig integrallerinde "doğrudan kural yok" dediğiniz anda hemen özdeşliklere (1 + tan² x = sec² x, sin² x + cos² x = 1, çift açı formülleri, yarım açı) başvurun. Çoğu zaman integrandı tanıdık kuralların toplamına dönüştürür.

4. Değişken Değiştirme — u-Substitution

Değişken değiştirme, integral çözmenin en kullanışlı ve en sık başvurulan yöntemidir. Temel fikir şudur: integranddaki bir alt-ifadeye yeni bir harf (u) atayarak integrali daha tanıdık bir forma dönüştürürüz. Bu, türevdeki zincir kuralının ters yüzüdür.

Zincir kuralını hatırlayın: d/dx [F(g(x))] = F'(g(x)) · g'(x). İki tarafın integrali alınırsa F(g(x)) + C = ∫ F'(g(x)) · g'(x) dx. u = g(x) yazdığımızda F'(g(x)) = F'(u) = f(u) olur (F, f'nin antiderivatifiyse), ve dönüşüm formülü şöyle kısalır: ∫ f(g(x)) · g'(x) dx = ∫ f(u) du.

u = g(x) dönüşümüyle du = g'(x) dx yazılır. İntegrand u'ya ve du'ya cinsinden yeniden yazılır:

∫ f(g(x)) · g'(x) dx = ∫ f(u) du

Dönüşüm Algoritması

  1. İntegrandda bileşke bir yapı ya da karmaşık bir parantez seç → u = (o parantez).
  2. du = u'(x) dx türevini yaz.
  3. İntegraldeki tüm x'leri u cinsinden ifade et; kalan dx ile du'yu eşleştir (gerekirse sabit katsayı düzeltmesi yap).
  4. ∫ f(u) du biçiminde yeni integrali çöz.
  5. Son cevapta u yerine tekrar g(x) yaz.

Örnek 9 — Klasik u-Substitution

∫ 2x · (x² + 1)⁵ dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: u = x² + 1 alınırsa du = 2x dx, ve 2x dx doğrudan integrandda var. ∫ u⁵ du = u⁶/6 + C. u yerine koyalım: (x² + 1)⁶/6 + C.

Örnek 10 — Sabit Katsayı Telafi

∫ x · (x² + 1)⁵ dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: u = x² + 1 ⇒ du = 2x dx ⇒ x dx = du/2. İntegral: ∫ u⁵ · (1/2) du = (1/2) · u⁶/6 = u⁶/12. Sonuç: (x² + 1)⁶/12 + C.

Örnek 11 — Köklü İfade

∫ x · √(x² + 4) dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: u = x² + 4 ⇒ du = 2x dx ⇒ x dx = du/2. ∫ √u · (1/2) du = (1/2) · (2/3) u^(3/2) = u^(3/2)/3. Sonuç: (x² + 4)^(3/2)/3 + C.

Örnek 12 — Trigonometrik u-Sub

∫ cos x · sin⁴ x dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: u = sin x ⇒ du = cos x dx. İntegral: ∫ u⁴ du = u⁵/5. Sonuç: sin⁵ x / 5 + C.

Örnek 13 — 1/x'in Bileşkesi

∫ (2x)/(x² + 1) dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: u = x² + 1 ⇒ du = 2x dx. İntegral: ∫ du/u = ln|u| + C = ln(x² + 1) + C. (x² + 1 her x için pozitif olduğundan mutlak değer yazılmasa da olur.)

AYT İpucu: u-sub için "içerideki ifadenin türevi dışarıda çarpan olarak var mı?" sorusunu sorun. Cevap evet ise dönüşüm nettir; yaklaşık evet ise sabit katsayı düzeltmesiyle tamamlayın. Eğer türevi hiç yoksa muhtemelen u-sub değil başka bir yöntem (kısmi integrasyon) gerekiyordur.

Örnek 14 — Fonksiyon Tipiyle Pratik

∫ eˣ · (eˣ + 3)⁴ dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: u = eˣ + 3 ⇒ du = eˣ dx. İntegral: ∫ u⁴ du = u⁵/5. Sonuç: (eˣ + 3)⁵ / 5 + C.

Örnek 14b — Lineer u Dönüşümü

∫ (2x + 3)⁷ dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: u = 2x + 3 ⇒ du = 2 dx ⇒ dx = du/2. İntegral: ∫ u⁷ · (1/2) du = (1/2) · u⁸/8 = u⁸/16. Sonuç: (2x + 3)⁸ / 16 + C. Bu tür lineer (ax + b)ⁿ integrallerinde kısayol: sonuç (ax + b)^(n+1) / [(n + 1) · a] + C olur.

Örnek 14c — Logaritmik Türev Kalıbı

∫ (3x² + 2) / (x³ + 2x + 5) dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: Paydanın türevi 3x² + 2'dir — tam pay ile eşleşiyor. u = x³ + 2x + 5 ⇒ du = (3x² + 2) dx. İntegral: ∫ du/u = ln|u| + C. Sonuç: ln|x³ + 2x + 5| + C. Genel kalıp: ∫ f'(x)/f(x) dx = ln|f(x)| + C.

Örnek 14d — Üstel Bileşke

∫ x · e^(-x²) dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: u = -x² ⇒ du = -2x dx ⇒ x dx = -du/2. İntegral: ∫ eᵘ · (-1/2) du = -(1/2) eᵘ = -(1/2) e^(-x²). Sonuç: -(1/2) · e^(-x²) + C.

5. Kısmi İntegrasyon — Temel Formül ve LIATE

Kısmi integrasyon konusuna geçmeden önce bir "u-sub seçme" pusulası daha ekleyelim. İntegranda baktığınızda "içindeki" ifadeyi hangi yapının oluşturduğuna bakın: parantez, kök işareti, üstel ya da trigonometrik bir fonksiyonun argümanı. u genelde bu "içindeki" ifadedir. Sonra dışarıda bu içerinin türevine benzer bir çarpan arayın. Türev tam varsa düz u-sub; eksik katsayı varsa sabit düzeltme; hiç yoksa farklı yöntem (kısmi integrasyon) lazımdır.

Bazı çarpım integrallerinde değişken değiştirme işe yaramaz. Örneğin ∫ x · eˣ dx integrandında eˣ'in türevi yine eˣ'tir; x çarpanının "türevi dışarıda" yakalanamaz. Bu tarz integraller için türevdeki çarpım kuralının ters yüzü olan kısmi integrasyon formülü kullanılır.

Çarpım kuralından [u(x) · v(x)]' = u'(x) · v(x) + u(x) · v'(x). İki tarafın integrali alınırsa u · v = ∫ u' · v dx + ∫ u · v' dx. Buradan düzenlenerek elde edilen tarihsel formül:

∫ u dv = u · v - ∫ v du

LIATE Seçim Kuralı

Formülde u ve dv olarak hangi parçayı seçmek gerektiği önemlidir. Pratik bir öncelik sırası LIATE şeklinde hatırlanır:

  1. Logaritmik (ln x, log x)
  2. Inverse Trigonometric (arctan x, arcsin x)
  3. Algebraic (polinom, rasyonel)
  4. Trigonometric (sin x, cos x)
  5. Exponential (eˣ, aˣ)

Listede önce gelen u, sonra gelen dv seçilir. Bu sayede du ifadesinde türev alındığında "iş küçülür".

Dikkat: LIATE her zaman doğru sonuca götürmez; pek çok durumda doğru tercihtir ama özel yapılı integrallerde ters seçim gerekebilir. Temel mantık şudur: u seçtiğinizde türevi sizi basitleştirecekse doğru seçimdir. Yanlış seçim sonucunda ikinci integral ilkinden zor çıkıyorsa u-dv tercihlerini değiştirin.

Örnek 15 — ∫ x · eˣ dx

∫ x · eˣ dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: LIATE'ye göre algebraic x ile exponential eˣ var; u = x, dv = eˣ dx. Türevler: du = dx, v = eˣ. Formül: ∫ u dv = u · v - ∫ v du = x · eˣ - ∫ eˣ dx = x · eˣ - eˣ. Sonuç: eˣ(x - 1) + C.

Örnek 16 — ∫ ln x dx

∫ ln x dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: Tek terim olduğu için "dx" dv olarak kabul edilir. u = ln x ⇒ du = (1/x) dx; dv = dx ⇒ v = x. Formül: ∫ ln x dx = x · ln x - ∫ x · (1/x) dx = x · ln x - ∫ 1 dx = x · ln x - x. Sonuç: x · ln x - x + C.

Örnek 17 — ∫ x · ln x dx

∫ x · ln x dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: Logaritma x'ten önce gelir (LIATE). u = ln x ⇒ du = dx/x; dv = x dx ⇒ v = x²/2. ∫ x · ln x dx = (x²/2) · ln x - ∫ (x²/2) · (1/x) dx = (x² ln x)/2 - ∫ (x/2) dx = (x² ln x)/2 - x²/4. Sonuç: (x² ln x)/2 - x²/4 + C.

Örnek 18 — ∫ x · cos x dx

∫ x · cos x dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: u = x (algebraic), dv = cos x dx. du = dx, v = sin x. ∫ x cos x dx = x · sin x - ∫ sin x dx = x sin x - (-cos x) = x sin x + cos x. Sonuç: x sin x + cos x + C.

6. Kısmi İntegrasyon — Tekrarlı ve Dairesel Uygulamalar

Kısmi integrasyonun temel formülü (∫ u dv = uv − ∫ v du) bazen tek uygulamada sonuca ulaştırmaz: elde edilen yeni integral yine çarpım biçiminde olabilir. Bu durumda iki strateji izlenir — ya formülü arka arkaya birkaç kez uygulayıp polinom derecesini bire indirmek, ya da iki uygulama sonucunda başlangıç integralinin yeniden ortaya çıkmasını kullanarak cebirsel bir denklem kurmak.

Örnek 18b — İkinci Derece Polinom × Üstel (Çoklu Uygulama)

∫ x² · eˣ dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: u = x² (algebraic), dv = eˣ dx. du = 2x dx, v = eˣ. ∫ x² eˣ dx = x² · eˣ - ∫ 2x · eˣ dx. İkinci integral için yine kısmi integrasyon: ∫ 2x · eˣ dx = 2x · eˣ - ∫ 2 · eˣ dx = 2x · eˣ - 2eˣ. Birleştirelim: x² · eˣ - (2x · eˣ - 2eˣ) = x² · eˣ - 2x · eˣ + 2eˣ. Sonuç: eˣ(x² - 2x + 2) + C. Polinom derecesi n olduğunda kısmi integrasyon n kez art arda uygulanır.

Kısmi İntegrasyonun Tekrar Edilmesi

Bazı integrallerde kısmi integrasyon uygulandığında yeni integral hâlâ çarpım biçiminde çıkabilir. Bu durumlarda iki seçenek vardır: (i) Formülü bir kez daha uygulamak (yukarıdaki polinom × üstel örneği gibi), (ii) Dairesel yöntem: ∫ eˣ · sin x dx gibi integrallerde iki kez kısmi integrasyon sonunda ilk integral yeniden karşımıza çıkar; eşitliği "I =" gibi çözeriz.

Örnek 18c — Dairesel Yöntem

I = ∫ eˣ · sin x dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: u = sin x, dv = eˣ dx seçilsin. du = cos x dx, v = eˣ. I = eˣ sin x - ∫ eˣ cos x dx. İkinci integral için yine kısmi: u = cos x, dv = eˣ dx ⇒ du = -sin x dx, v = eˣ. ∫ eˣ cos x dx = eˣ cos x - ∫ eˣ (-sin x) dx = eˣ cos x + I. Yerine yazalım: I = eˣ sin x - (eˣ cos x + I) ⇒ 2I = eˣ (sin x - cos x) ⇒ I = eˣ(sin x - cos x)/2. Sonuç: eˣ(sin x - cos x)/2 + C.

AYT İpucu: "eˣ · sin x" veya "eˣ · cos x" gördüğünde refleks dairesel yöntem olmalıdır. İki uygulama ardından başlangıç integrali tekrar ortaya çıkar; cebirsel olarak "I = ..." denklemi çözülür.

7. Belirli İntegral ve Analizin Temel Teoremi

Belirsiz integralin sonucu + C'li bir fonksiyondur. Ancak pek çok uygulamada (özellikle alan ve hareket problemlerinde) tek bir sayı elde etmek istiyoruz. Bunun için integrale iki sınır eklenir ve sonuç sayısallaşır:

∫_a^b f(x) dx

Burada a alt sınır, b üst sınırdır. Bu ifadenin hesaplanması, kalkülüsün en güçlü teoremine dayanır.

Analizin Temel Teoremi (ATT)

f, [a, b] aralığında sürekli ve F onun herhangi bir antiderivatifi (yani F'(x) = f(x)) ise:

∫_a^b f(x) dx = F(b) - F(a)

Yani önce belirsiz integrali alıp antiderivatif fonksiyonunu buluyor, sonra bu fonksiyonu üst ve alt sınırda değerlendirip farkı hesaplıyoruz. Gösterim olarak F(b) - F(a) yerine kısaca [F(x)]_a^b yazılır.

Dikkat: Belirli integralde sabit C yazılmaz; çünkü [F(b) + C] - [F(a) + C] = F(b) - F(a) olur, sabit sadeleşir. İşlem hatasını en aza indirmek için "belirsiz integrali al, sınırları koy, sabiti ihmal et" sırasını takip edin.

Örnek 19 — Polinom Belirli İntegrali

∫_0^2 (3x² + 2x) dx değerini hesaplayalım.

Çözüm: Antiderivatif: F(x) = x³ + x². F(2) = 8 + 4 = 12; F(0) = 0. Sonuç: 12 - 0 = 12.

Örnek 20 — 1/x ve Logaritma

∫_1^e (1/x) dx değerini hesaplayalım.

Çözüm: F(x) = ln|x|. F(e) = ln e = 1; F(1) = ln 1 = 0. Sonuç: 1 - 0 = 1.

Örnek 21 — Trigonometrik

∫_0^(π/2) sin x dx değerini hesaplayalım.

Çözüm: F(x) = -cos x. F(π/2) = -cos(π/2) = 0; F(0) = -cos 0 = -1. Sonuç: 0 - (-1) = 1.

ATT — İkinci Biçim (Değişken Üst Sınır)

F(x) = ∫_a^x f(t) dt biçiminde tanımlı bir fonksiyonun türevi üst sınırdaki değişkenin kendisidir:

F'(x) = f(x)

Üst sınır bir fonksiyonsa (örn. u(x)), zincir kuralı gereği türev f(u(x)) · u'(x) olur.

Örnek 22 — Değişken Üst Sınır Türevi

F(x) = ∫_0^(x²) sin(t) dt ise F'(x) kaçtır?

Çözüm: u(x) = x² ⇒ u'(x) = 2x. F'(x) = sin(u(x)) · u'(x) = sin(x²) · 2x = 2x · sin(x²).

Örnek 22b — ATT ile Limit Hesabı

lim_{x→0} [∫_0^x sin(t²) dt] / x³ değerini hesaplayalım.

Çözüm: x → 0 iken pay ve payda birlikte 0'a gider (0/0 belirsizliği). L'Hôpital kuralı: payın türevi ATT'den sin(x²), paydanın türevi 3x². lim_{x→0} sin(x²)/(3x²) = (1/3) · lim_{x→0} sin(x²)/x² = (1/3) · 1 = 1/3. Burada lim_{u→0} sin u / u = 1 özdeşliğini u = x² için kullandık.

Örnek 22c — Sabit Üst Sınır Değişmezlik

G(x) = ∫_x^5 (t² + 2t) dt ise G'(x) kaçtır?

Çözüm: Alt sınır değişken, üst sınır sabit. Sınırları ters çevirip işaret değiştirelim: G(x) = -∫_5^x (t² + 2t) dt. Şimdi ATT: G'(x) = -(x² + 2x) = -x² - 2x.

8. Belirli İntegralin Özellikleri

Belirli integralin hesabını kısaltan ve işlem kalabalığını azaltan bir dizi özellik vardır. Bu özellikler hem işlem süresini azaltır hem de soru tasarımındaki tuzaklardan kaçınmayı kolaylaştırır.

Temel Özellikler

  1. Sınırlar eşitse: ∫_a^a f(x) dx = 0. Alt ve üst sınır aynıysa alan sıfırdır.
  2. Sınır değişimi: ∫_a^b f(x) dx = -∫_b^a f(x) dx. Sınırları yer değiştirmek işaret değiştirir.
  3. Doğrusallık: ∫_a^b [f ± g] dx = ∫_a^b f dx ± ∫_a^b g dx; ∫_a^b k · f dx = k · ∫_a^b f dx.
  4. Sınır bölme: a < c < b için ∫_a^b f dx = ∫_a^c f dx + ∫_c^b f dx. Parçalı tanımlı fonksiyonlar ve işaret değişen integrallerde vazgeçilmezdir.
  5. Sabit fonksiyon: ∫_a^b k dx = k · (b - a).
  6. Pozitif integrand: f(x) ≥ 0 ise ∫_a^b f dx ≥ 0; f(x) ≤ 0 ise ∫_a^b f dx ≤ 0.
  7. Karşılaştırma: f(x) ≤ g(x) her x ∈ [a, b] için ise ∫_a^b f dx ≤ ∫_a^b g dx. Bu özellik integrali tahmin sınırlandırmada (üst/alt sınır belirlemede) çok işe yarar.

Örnek 23 — Sınır Bölme

∫_0^4 f(x) dx = 10 ve ∫_2^4 f(x) dx = 7 ise ∫_0^2 f(x) dx kaçtır?

Çözüm: ∫_0^4 f dx = ∫_0^2 f dx + ∫_2^4 f dx ⇒ 10 = ∫_0^2 f dx + 7 ⇒ ∫_0^2 f(x) dx = 3.

Örnek 24 — Doğrusallık

∫_0^3 f(x) dx = 5 ve ∫_0^3 g(x) dx = 2 ise ∫_0^3 [3f(x) - 4g(x)] dx kaçtır?

Çözüm: Doğrusallık: 3 · 5 - 4 · 2 = 15 - 8 = 7.

Tek ve Çift Fonksiyon Kısayolu

Simetrik [-a, a] aralığında integrand'ın özel yapısına bakmak işlem yükünü büyük ölçüde azaltır:

  • f çift (f(-x) = f(x)): ∫_{-a}^a f(x) dx = 2 · ∫_0^a f(x) dx. Grafiksel olarak y eksenine göre simetrik bölgenin alanı iki yarının toplamıdır.
  • f tek (f(-x) = -f(x)): ∫_{-a}^a f(x) dx = 0. Grafiksel olarak sol yarıdaki negatif alan sağ yarıdaki pozitif alanı iptal eder.

Örnek 25 — Tek Fonksiyon

∫_{-5}^{5} (x⁵ + 3x³ - 7x) dx değerini hesaplayalım.

Çözüm: Her terim tek kuvvettir ⇒ toplam tek fonksiyondur. Sonuç doğrudan 0.

Örnek 26 — Çift Fonksiyon

∫_{-1}^{1} (3x² + 2) dx değerini hesaplayalım.

Çözüm: 3x² çift, 2 sabittir (çift). Tüm integrand çift. ∫_{-1}^{1} = 2 · ∫_0^1 (3x² + 2) dx = 2 · [x³ + 2x]_0^1 = 2 · (1 + 2) = 6.

Örnek 27 — Karma Tek-Çift

∫_{-2}^{2} (x³ + x² + 5) dx değerini hesaplayalım.

Çözüm: x³ tek ⇒ ∫ = 0. x² + 5 çift ⇒ ∫_{-2}^{2} (x² + 5) dx = 2 · ∫_0^2 (x² + 5) dx = 2 · [x³/3 + 5x]_0^2 = 2 · (8/3 + 10) = 2 · (8/3 + 30/3) = 2 · 38/3 = 76/3.

AYT İpucu: [-a, a] simetrik aralık gördüğünüzde integrandı parçalara ayırarak her parçanın tek ya da çift olduğunu kontrol edin. Tek terimler doğrudan 0 verir; çift terimler için 2 · ∫_0^a formülü hızlandırır.

9. Belirli İntegralde Değişken Değiştirme

Belirsiz integralde öğrendiğimiz u-sub yöntemini belirli integrale uyarlarken iki seçenek vardır.

Seçenek 1: Sınırları da Dönüştür

u = g(x) dönüşümünü yaparken integrandı, dx'i ve sınırları da u cinsine çevirin. x = a sınırı için u = g(a), x = b sınırı için u = g(b). Artık u değişkeninde belirli integral kalır ve sonuç doğrudan sayısal olarak bulunur. Avantajı: antiderivatifi tekrar x cinsine çevirmeye gerek kalmaz.

Seçenek 2: Önce Belirsiz Hesapla, Sonra Sınırları Uygula

Belirsiz integrali çözüp u cinsinden bir antiderivatif bulun, sonra u yerine g(x) yazıp asıl değişkene dönün; en sonunda x'in a ve b sınır değerlerini F(b) - F(a) biçiminde uygulayın. Birçok öğrenci bu yolu daha güvenli bulur.

Örnek 28 — Seçenek 1 Uygulaması

∫_0^2 2x · (x² + 1)³ dx değerini hesaplayalım.

Çözüm: u = x² + 1 ⇒ du = 2x dx. Sınırlar: x = 0 ⇒ u = 1; x = 2 ⇒ u = 5. Yeni integral: ∫_1^5 u³ du = [u⁴/4]_1^5 = 625/4 - 1/4 = 624/4 = 156.

Örnek 29 — Seçenek 2 Uygulaması

Aynı integrali ikinci yoldan çözelim: ∫ 2x (x² + 1)³ dx. u = x² + 1 ⇒ du = 2x dx. ∫ u³ du = u⁴/4 = (x² + 1)⁴/4. Şimdi sınırları uygulayalım: [(x² + 1)⁴/4]_0^2 = 5⁴/4 - 1⁴/4 = 625/4 - 1/4 = 624/4 = 156. Aynı sonuç.

Örnek 30 — Sınır Dönüşümü Tuzak Örneği

∫_0^1 x · √(1 - x²) dx değerini hesaplayalım.

Çözüm: u = 1 - x² ⇒ du = -2x dx ⇒ x dx = -du/2. Sınırlar: x = 0 ⇒ u = 1; x = 1 ⇒ u = 0. Yeni integral: ∫_1^0 √u · (-1/2) du = (1/2) · ∫_0^1 √u du (sınırları ters alarak işaret düzelttik) = (1/2) · [(2/3) u^(3/2)]_0^1 = (1/2) · (2/3) = 1/3.

Dikkat: Belirli integralde u-sub yapıldığında sınırları da u cinsine çevirmek zorunludur. Yeni sınırlar yazıldıysa "u yerine x'i geri koyma" adımı atlanır — doğrudan F(g(b)) - F(g(a)) hesaplanır. İki yöntemi karıştırmak (örn. yeni sınırı yaz ama sonra eski x'lere geri dön) AYT'de en sık yapılan u-sub hatasıdır. Tek bir yol seçin, sonuna kadar tutarlı kalın.

AYT İpucu: Sınırlar u dönüşümüyle ters dönerse (üst sınır u, alt sınırdan küçük çıkarsa) panik yapmayın: ∫_b^a = -∫_a^b özelliğiyle sınırları yer değiştirip işareti tersleyin. Negatif katsayı (örn. -du/2) zaten önde varsa iki eksi birbirini götürür ve hesap kısalır. Refleks: "ters sınır → işaret çevir → temiz integral".

10. Eğri Altında Alan — Tek Eğri Durumu

Belirli integralin en önemli geometrik yorumu, eğri altında kalan bölgenin alanını verir. Bu bağlantı, integral konusunun en çok soru gelen başlığıdır; AYT'de neredeyse her yıl bu kurguda en az bir soru yer alır.

f(x) ≥ 0 Durumu

f fonksiyonu [a, b] aralığında sürekli ve negatif olmayan bir değere sahipse, y = f(x) eğrisi ile x = a, x = b dikmeleri ve y = 0 (x ekseni) çizgileriyle sınırlı bölgenin alanı:

A = ∫_a^b f(x) dx

Örnek 31 — Basit Parabol Alanı

y = x² eğrisi ile x = 0, x = 3 ve x ekseni arasında kalan bölgenin alanını bulalım.

Çözüm: A = ∫_0^3 x² dx = [x³/3]_0^3 = 27/3 - 0 = 9 br².

f(x) < 0 Durumu — Mutlak Değer Şart

Eğri x ekseninin altında kalıyorsa belirli integral negatif bir sayı verir. Fiziksel alan ise negatif olamaz; bu yüzden sonucun mutlak değeri alan olarak yazılır.

A = |∫_a^b f(x) dx|, f(x) ≤ 0 olan aralıkta.

Dikkat: Eğri aralığın içinde x eksenini kesiyorsa, integrali doğrudan [a, b] üzerinde almak alan yerine "işaretli alan" verir. Alan hesabında aralığı kök noktalarından bölüp her parçada |∫| hesaplayıp toplayın.

Örnek 32 — x Ekseninin Altında Alan

y = x² - 4 parabolünün x ekseniyle sınırladığı bölgenin alanını bulalım.

Çözüm: Kökler: x² - 4 = 0 ⇒ x = ±2. [-2, 2] aralığında x² - 4 ≤ 0. Alan: A = |∫_{-2}^{2} (x² - 4) dx|. Integrand çift ⇒ A = |2 · ∫_0^2 (x² - 4) dx| = |2 · [x³/3 - 4x]_0^2| = |2 · (8/3 - 8)| = |2 · (-16/3)| = 32/3 br².

Örnek 32b — Negatif Aralıkta Alan

y = x³ eğrisi ile x ekseni arasında x ∈ [-2, 0] aralığında kalan alanı bulalım.

Çözüm: [-2, 0] aralığında x³ ≤ 0 (eksenin altı). A = |∫_{-2}^{0} x³ dx| = |[x⁴/4]_{-2}^{0}| = |0 - 16/4| = |-4| = 4 br².

Örnek 33 — Ekseni Kesen Eğri

y = x · (x - 3) parabolünün x = 0 ile x = 5 arasında x eksenini kestiği tüm bölgenin toplam alanını bulalım.

Çözüm: Kökler: x = 0 ve x = 3. [0, 3] aralığında x(x - 3) ≤ 0 (eksenin altı); [3, 5] aralığında x(x - 3) ≥ 0 (eksenin üstü). A = |∫_0^3 (x² - 3x) dx| + ∫_3^5 (x² - 3x) dx. F(x) = x³/3 - 3x²/2. F(0) = 0. F(3) = 9 - 27/2 = -9/2. F(5) = 125/3 - 75/2 = 250/6 - 225/6 = 25/6. İlk parça: |F(3) - F(0)| = |-9/2| = 9/2. İkinci parça: F(5) - F(3) = 25/6 - (-9/2) = 25/6 + 27/6 = 52/6 = 26/3. Toplam alan: 9/2 + 26/3 = 27/6 + 52/6 = 79/6 br².

AYT İpucu: Alan sorularında sıralı refleks: (1) f(x) = 0 köklerini bul, (2) işaret tablosu yaz, (3) aralığı parçala, (4) negatif parçalarda mutlak değer kullan, (5) topla. "Tek integralle" çözüm bulmaya çalışırsanız x ekseninin altı kısım pozitifi yiyebilir ve sonuç hatalı çıkar.

11. İki Eğri Arasında Alan — Temel Kurgu

AYT'nin en sevdiği kurgulardan biri, iki eğrinin kesişimiyle oluşan kapalı bölgenin alanıdır. Bu tip sorularda eğrilerden hangisinin "üst", hangisinin "alt" olduğunu doğru belirlemek ve kesişim noktalarını bulmak birincil görevdir.

Temel Formül

İki eğri arasında alan formülü, aslında tek eğri durumunun bir genellemesidir. Tek eğride üst f(x), alt sıfır (x ekseni) idi; burada sadece "alt"ı g(x)'e taşıyoruz. Kapalı bölgeyi iki yatay dilim olarak düşünürseniz, her x için dilimin yüksekliği f(x) - g(x) olur; x'i a'dan b'ye tarayıp bu yükseklikleri topladığımızda alan çıkar.

[a, b] aralığında f(x) ≥ g(x) ise y = f(x) ve y = g(x) eğrilerinin arasında kalan bölgenin alanı:

A = ∫_a^b [f(x) - g(x)] dx

Burada a ve b genellikle f(x) = g(x) denkleminin kökleridir (iki eğrinin kesiştiği apsisler). Bütün yüksekliği "üstten alta" fark olarak yazarız; bu yüzden bölgenin x eksenine göre konumu (altta, üstte, karışık) alanı etkilemez.

Örnek 34 — Parabol ve Doğru

y = x² parabolü ile y = x + 2 doğrusu arasında kalan bölgenin alanını bulalım.

Çözüm: Kesişim: x² = x + 2 ⇒ x² - x - 2 = 0 ⇒ (x - 2)(x + 1) = 0 ⇒ x = -1, x = 2. Bu aralıkta x + 2 > x² olup olmadığını test edelim: x = 0 için x + 2 = 2, x² = 0 ⇒ doğru yukarıdadır. A = ∫_{-1}^{2} [(x + 2) - x²] dx = ∫_{-1}^{2} (-x² + x + 2) dx. F(x) = -x³/3 + x²/2 + 2x. F(2) = -8/3 + 2 + 4 = -8/3 + 6 = 10/3. F(-1) = 1/3 + 1/2 - 2 = 2/6 + 3/6 - 12/6 = -7/6. A = 10/3 - (-7/6) = 20/6 + 7/6 = 27/6 = 9/2 br².

Örnek 34b — Parabol ile x Ekseni Alanı

y = 4 - x² parabolünün x ekseni ile sınırladığı kapalı bölgenin alanını bulalım.

Çözüm: Kökler: 4 - x² = 0 ⇒ x = ±2. [-2, 2] aralığında 4 - x² ≥ 0. Integrand çift. A = ∫_{-2}^{2} (4 - x²) dx = 2 · ∫_0^2 (4 - x²) dx = 2 · [4x - x³/3]_0^2 = 2 · (8 - 8/3) = 2 · 16/3 = 32/3 br².

Örnek 35 — İki Parabol

y = x² ile y = 2x - x² eğrileri arasındaki bölgenin alanını bulalım.

Çözüm: Kesişim: x² = 2x - x² ⇒ 2x² - 2x = 0 ⇒ 2x(x - 1) = 0 ⇒ x = 0, x = 1. Üst fonksiyonu test: x = 1/2 için y₁ = 1/4, y₂ = 1 - 1/4 = 3/4 ⇒ y₂ üstte. A = ∫_0^1 [(2x - x²) - x²] dx = ∫_0^1 (2x - 2x²) dx = [x² - (2/3)x³]_0^1 = 1 - 2/3 - 0 = 1/3 br².

AYT İpucu — 4 Adım Refleksi: İki eğri arasında alan sorularında ezberlenmesi gereken sıralama: (1) Kesişim noktalarını bul — f(x) = g(x) denkleminin kökleri integralin a, b sınırlarıdır. (2) Üstlüğü test et — kesişim aralığının iç noktasında bir x değeri seç, f ve g'yi karşılaştır; büyük olan üsttür. (3) ∫ [üst - alt] dx kur — sırayı asla değiştirme; aksi hâlde negatif sonuç çıkar. (4) Antiderivatif al, F(b) - F(a) yaz. Üstlük tek aralıkta sabitse tek integral, değişiyorsa kesişim noktalarından bölüp her parçada üst-alt yeniden belirlenir.

Dikkat: "İki eğri arasında alan" sorusu ile "eğri ile x ekseni arasında alan" sorusu karıştırılmamalıdır. İkincisinde alt eğri y = 0'dır ve x ekseninin altına geçen parça için mutlak değer kullanılır. Birincisinde alt eğri g(x)'tir ve fark f - g zaten pozitiftir (üst doğru seçildiyse), mutlak değere gerek kalmaz. Soruyu okurken "x ekseniyle mi, başka bir eğriyle mi sınırlı?" sorusunu sorun.

12. İki Eğri Arasında Alan — Üstlük Değişimi ve y-Ekseni

Bazı kurgularda iki eğrinin hangisinin üstte olduğu aralık boyunca değişir; bir başka sınıf kurguda ise bölgeyi x yerine y değişkeni üzerinden dilimlemek çok daha doğal olur. Bu iki varyantı görmek, temel formülün nerede yetersiz kaldığını ve nasıl genişletildiğini anlatır.

Üstlük Değişen Durum

Eğriler birden fazla noktada kesişiyorsa, aralık bu kesişim noktalarından bölünür ve her alt aralıkta hangi eğrinin üstte olduğu ayrı ayrı tespit edilir. Fark daima "üst - alt" olacak şekilde yazılır.

Örnek 36 — Üstlüğün Değiştiği Durum

y = x³ ile y = x eğrileri arasında x ∈ [-1, 1] aralığında kalan toplam alanı bulalım.

Çözüm: Kesişim: x³ = x ⇒ x(x² - 1) = 0 ⇒ x = 0, ±1. Test: x = 1/2 için x³ = 1/8, x = 1/2 ⇒ x doğrusu üstte. x = -1/2 için x³ = -1/8, x = -1/2 ⇒ x³ üstte (-1/8 > -1/2). Aralık üstlüğü değiştirir. [-1, 0]'da x³ - x pozitif (x³ üstte), [0, 1]'de x - x³ pozitif (x üstte). A = ∫_{-1}^{0} (x³ - x) dx + ∫_0^1 (x - x³) dx. Simetri: iki integral de 1/4 verir ⇒ A = 1/4 + 1/4 = 1/2 br².

y Eksenine Göre Alan

Bazı bölgelerde y değişkeni cinsinden çözmek daha pratiktir. Eğri x = h(y) biçiminde verilir ve y ekseni ile sınırlı bölge için:

A = ∫_c^d h(y) dy

c ve d y değişkeninin sınırlarıdır. Örnek: y = x² parabolü ile y = 4 doğrusu ve y ekseni arasındaki sağ bölgenin alanı için x = √y alınır, A = ∫_0^4 √y dy = [(2/3) y^(3/2)]_0^4 = (2/3) · 8 = 16/3 br².

AYT İpucu: "Üst - alt" kuralı hafızada tutulursa hangi eğrinin üstte hangisinin altta olduğunu grafik çizerek ya da bir test noktası koyarak mutlaka doğrulayın. Sırayı ters seçerseniz integral negatif çıkar ve öğrenci çoğu zaman bu durumu mutlak değer alarak değil, sonuca - işareti koyarak çözmeye çalışır; doğru refleks üst–alt sırasını baştan düzeltmektir.

13. Parçalı Fonksiyon ve Mutlak Değer İntegralleri

İntegrand parçalı tanımlıysa ya da içinde mutlak değer bulunuyorsa, integrali parçalara ayırmak zorunludur. Tek seferde çözmeye çalışmak neredeyse her zaman yanlış sonuç verir. AYT'de bu kurgu yaklaşık yılda bir kez mutlaka karşımıza çıkar.

Parçalı Fonksiyon İntegrali

f fonksiyonu aralığa göre farklı ifadelerle tanımlıysa, integrali her ifadenin geçerli olduğu aralıkta ayrı ayrı hesaplayıp toplayın:

∫_a^b f(x) dx = ∫_a^c f₁(x) dx + ∫_c^b f₂(x) dx

Örnek 37 — Parçalı Fonksiyon İntegrali

f(x) = { x² , x ≤ 1; 2x - 1 , x > 1 } ile tanımlı f için ∫_0^2 f(x) dx kaçtır?

Çözüm: ∫_0^2 = ∫_0^1 x² dx + ∫_1^2 (2x - 1) dx. Birinci: [x³/3]_0^1 = 1/3. İkinci: [x² - x]_1^2 = (4 - 2) - (1 - 1) = 2. Toplam: 1/3 + 2 = 7/3.

Mutlak Değer İntegrali

|f(x)| fonksiyonu, f'nin işareti pozitifse f'ye, negatifse -f'ye eşittir. İntegral için f'nin kök noktaları bulunur, aralık bu noktalardan bölünür, her parçada uygun işaret alınır.

Örnek 38 — Mutlak Değerli İntegral

∫_0^3 |x - 1| dx değerini hesaplayalım.

Çözüm: Kök: x - 1 = 0 ⇒ x = 1. [0, 1]: x - 1 ≤ 0 ⇒ |x - 1| = -(x - 1) = 1 - x. [1, 3]: x - 1 ≥ 0 ⇒ |x - 1| = x - 1. İntegrali bölelim: ∫_0^1 (1 - x) dx + ∫_1^3 (x - 1) dx. Birinci: [x - x²/2]_0^1 = 1 - 1/2 = 1/2. İkinci: [x²/2 - x]_1^3 = (9/2 - 3) - (1/2 - 1) = 3/2 - (-1/2) = 2. Toplam: 1/2 + 2 = 5/2.

Örnek 39 — İşaret Değişimi Karışık

∫_{-2}^{3} |x² - 1| dx değerini hesaplayalım.

Çözüm: Kökler: x² - 1 = 0 ⇒ x = ±1. İşaret: |x| > 1 için x² - 1 > 0; |x| < 1 için x² - 1 < 0. Bölümleme: [-2, -1], [-1, 1], [1, 3]. |f| integrali: ∫_{-2}^{-1} (x² - 1) dx + ∫_{-1}^{1} -(x² - 1) dx + ∫_1^3 (x² - 1) dx. F(x) = x³/3 - x. F(-2) = -8/3 + 2 = -2/3. F(-1) = -1/3 + 1 = 2/3. F(1) = 1/3 - 1 = -2/3. F(3) = 9 - 3 = 6. Birinci parça: F(-1) - F(-2) = 2/3 - (-2/3) = 4/3. İkinci parça: -(F(1) - F(-1)) = -(-2/3 - 2/3) = 4/3. Üçüncü parça: F(3) - F(1) = 6 - (-2/3) = 20/3. Toplam: 4/3 + 4/3 + 20/3 = 28/3.

Dikkat: Mutlak değer içeren integrali tek bir ifadeyle (örn. |∫|) çözmek yaygın bir hatadır. |∫| ile ∫|f| farklı sayılar verir. İşaret değişen bölgelerde mutlak değer integrandın içinde uygulanır, bu yüzden aralığı kök noktalarından bölmek zorunludur.

14. İntegralle Hareket, Ortalama Değer ve Ek Uygulamalar

Belirli integral, geometrik alan hesabının ötesinde pek çok uygulamada karşımıza çıkar. AYT'de genellikle alan sorularıyla karıştırılmasın diye ek uygulamalar biraz daha sade verilir; ancak temel fikirleri bilmek paragraf çözümlerinde büyük kolaylık sağlar.

Hareket Problemleri — Hızdan Konuma

Türev konusunda s(t) konumunun türevi v(t) hızı, v(t)'nin türevi a(t) ivmesi idi. Tersi de doğrudur: hızın integrali konumu, ivmenin integrali hızı verir. Bir parçacığın [t₁, t₂] arasında aldığı yol:

Δs = ∫_{t₁}^{t₂} v(t) dt

v(t) yönü değiştiriyorsa toplam yol yerine "net yer değiştirme" elde edilir. Gerçek yol için |v(t)| integrali alınır.

Örnek 40 — Hızın İntegrali

Bir cismin hızı v(t) = 3t² + 2 (m/s) olarak veriliyor. t = 0 ile t = 2 s arasında aldığı yol kaç metredir?

Çözüm: Δs = ∫_0^2 (3t² + 2) dt = [t³ + 2t]_0^2 = 8 + 4 - 0 = 12 m.

Ortalama Değer

[a, b] aralığında sürekli bir f fonksiyonunun ortalama değeri:

f_ort = (1/(b - a)) · ∫_a^b f(x) dx

Yani alan / aralık uzunluğu. Geometrik olarak, tabanı (b - a), alanı ∫_a^b f(x) dx olan dikdörtgenin yüksekliğidir.

Örnek 41 — Ortalama Değer

f(x) = x² fonksiyonunun [0, 3] aralığındaki ortalama değeri kaçtır?

Çözüm: ∫_0^3 x² dx = 9. f_ort = 9 / (3 - 0) = 3.

Lisans Düzeyi Diğer Uygulamalar — Kısa Referans

AYT kapsamı dışında kalan ancak adı geçebilecek birkaç ileri uygulama: dönel cisim hacmi V = π · ∫_a^b [f(x)]² dx, eğri yay uzunluğu L = ∫_a^b √(1 + [f'(x)]²) dx ve marjinal maliyet/gelir integralleri. Bu formülleri ezberlemek gerekmez; taşınan fikir hep aynıdır: integral, bir büyüklüğün sonsuz küçük parçalarının toplamıdır.

Dikkat — Yer Değiştirme ≠ Toplam Yol: Hareket sorularında en sık karıştırılan iki kavram: (a) Yer değiştirme (Δs): Δs = ∫_{t₁}^{t₂} v(t) dt — başlangıç ve bitiş noktaları arasındaki net konum farkı, işaretli sayıdır, negatif çıkabilir. (b) Toplam yol: ∫_{t₁}^{t₂} |v(t)| dt — cismin geçtiği toplam mesafe, daima pozitif. v(t) işaret değiştiriyorsa (cisim yön değiştirmişse) iki sayı farklıdır. Soruda "kaç metre yol aldı?" denirse mutlak değer; "konumu ne kadar değişti?" denirse işaretli integral kullanılır.

AYT İpucu — Ortalama Değer: "f fonksiyonunun [a, b] aralığındaki ortalama değeri kaçtır?" tipindeki sorularda payda mutlaka (b - a) aralık uzunluğudur. ∫_a^b f dx sonucunu doğrudan ortalama olarak yazmak en yaygın hatadır. Geometrik yorum: tabanı (b - a), alanı ∫_a^b f dx olan dikdörtgenin yüksekliği ortalamadır. Aralık [-2, 4] gibi negatif sınır içeriyorsa b - a = 4 - (-2) = 6 olarak alın; mutlak değer kullanılmaz.

15. AYT Stili Karma Örnekler — Temel Teknikler

Bu ilk karma bölümde integral konusunun temel tekniklerini (türevden integrale geri dönüş, u-substitution, Analizin Temel Teoremi, alan hesabı) birleştiren örnekleri çözüyoruz. Her soruda hangi tekniğin devreye girdiğini vurgulamaya çalışın; refleks yerleşince AYT'deki benzer sorular kısa sürede çözülür.

Örnek 42 — Türevden İntegrale Geçiş

F'(x) = 6x² + 4x ve F(1) = 10 ise F(2) kaçtır?

Çözüm: ∫ (6x² + 4x) dx = 2x³ + 2x² + C. F(1) = 2 + 2 + C = 4 + C = 10 ⇒ C = 6. F(x) = 2x³ + 2x² + 6. F(2) = 16 + 8 + 6 = 30.

Örnek 43 — u-Sub ile Belirli İntegral

∫_0^1 x · e^(x²) dx değerini hesaplayalım.

Çözüm: u = x² ⇒ du = 2x dx ⇒ x dx = du/2. Sınırlar: x = 0 ⇒ u = 0; x = 1 ⇒ u = 1. İntegral: (1/2) · ∫_0^1 eᵘ du = (1/2) · [eᵘ]_0^1 = (1/2) · (e - 1) = (e - 1)/2.

Örnek 44 — Analizin Temel Teoremi ile Türev

F(x) = ∫_1^(x³) (t² + 1) dt ise F'(2) kaçtır?

Çözüm: Zincir kuralı: F'(x) = ((x³)² + 1) · (x³)' = (x⁶ + 1) · 3x². F'(2) = (64 + 1) · 3 · 4 = 65 · 12 = 780.

Örnek 45 — Üç Fonksiyon Arasında Alan

y = x², y = 1/x ve x = 2 eğrileri ile x ekseni tarafından 1. bölgede sınırlı bölgenin alanını bulalım. (x = 1 noktasında y = x² ile y = 1/x kesişir.)

Çözüm: [0, 1] aralığında üst eğri y = x²'dir ve taban x eksenidir; [1, 2] aralığında üst eğri y = 1/x'tir. Toplam alan = ∫_0^1 x² dx + ∫_1^2 (1/x) dx = [x³/3]_0^1 + [ln|x|]_1^2 = 1/3 + (ln 2 - ln 1) = 1/3 + ln 2. Sonuç: 1/3 + ln 2 br².

AYT İpucu — Karma Soru Refleksi: Bir AYT integral sorusunu okuyup ilk üç saniyede sorulması gereken üç soru: (1) İntegrand ne tipte? Polinom (xⁿ kuralı), 1/x (ln|x|), trig/üstel (tablo), bileşke fonksiyon (u-sub), çarpım (kısmi integrasyon)? (2) Belirli mi belirsiz mi? Sınır varsa F(b) - F(a), yoksa + C. (3) Geometri / hareket / saf hesap mı? Geometri ise alan formülü (üst-alt, kök bul, mutlak değer), hareket ise hız-konum-ivme türev-integral zinciri, saf hesap ise doğrudan teknik. Bu üç filtreyi geçen soru en fazla 2-3 dakikada çözülür.

Dikkat — Karma Sorularda Sık Tuzak: Üç-dört kavramın iç içe geçtiği AYT sorularında en sık üç hata: (a) F(a) = k başlangıç koşulunu uygularken C'yi bulmadan F(b) hesaplamak. (b) İki eğri arasındaki alanı, eğrilerden biri x eksenini kestiğinde "x ekseninin altı ayrı hesaplanmalı" diye yanlış parçalamak (oysa f - g formülü zaten farkı işliyor). (c) u-sub ve kısmi integrasyonu peş peşe gerektiren integrallerde (örn. ∫ x · ln(x² + 1) dx) önce u = x² + 1 ile sadeleştirmek yerine doğrudan kısmi integrasyona girip integrali zorlaştırmak. Refleks: "önce sadeleştir, sonra kısmi integrasyon".

16. AYT Stili Karma Örnekler — İleri Teknikler

Bu ikinci karma bölümde simetri kısayolu, kısmi integrasyon, rasyonel fonksiyonda u-sub ve hareket uygulamalarını birleştiren örnekler yer alıyor. Her soruda refleksin çekirdeği aynı: integrandı tanıyıp doğru tekniği ilk adımda seçmek.

Örnek 46 — Simetri ile Kısayol

∫_{-π/2}^{π/2} (x² · cos x + x³ · sin x) dx değerini hesaplayalım.

Çözüm: x² · cos x çift fonksiyondur (çift × çift = çift). x³ · sin x çift fonksiyondur (tek × tek = çift). Toplam integrand çift. ∫ = 2 · ∫_0^(π/2) (x² · cos x + x³ · sin x) dx. Bu soruda asıl amaç, her iki terimin çift olduğunu doğrulamaktır; aksi hâlde hesap uzar. Simetri kontrol etmeden "x³ tek, sin x tek" düşüncesiyle hatalı biçimde 0 diyen öğrenciler yaygındır.

Örnek 47 — Kısmi İntegrasyon

∫_1^e x² · ln x dx değerini hesaplayalım.

Çözüm: u = ln x (LIATE'de L önde), dv = x² dx. du = dx/x, v = x³/3. Formül: ∫ u dv = u · v - ∫ v du = (x³/3) · ln x - ∫ (x³/3)(1/x) dx = (x³/3) ln x - ∫ x²/3 dx = (x³/3) ln x - x³/9. Sınırlar: [(x³/3) ln x - x³/9]_1^e = (e³/3) · 1 - e³/9 - (0 - 1/9) = e³/3 - e³/9 + 1/9 = 3e³/9 - e³/9 + 1/9 = (2e³ + 1)/9. Sonuç: (2e³ + 1)/9.

Örnek 47b — Karma Rasyonel İntegral

∫ (x + 1)/(x² + 2x + 5) dx integralini hesaplayalım.

Çözüm: Paydanın türevi 2x + 2 = 2(x + 1). Pay (x + 1), paydanın türevinin yarısı. u = x² + 2x + 5 ⇒ du = (2x + 2) dx ⇒ (x + 1) dx = du/2. ∫ (1/u) · (du/2) = (1/2) ln|u| + C. Sonuç: (1/2) · ln(x² + 2x + 5) + C. (x² + 2x + 5 = (x + 1)² + 4 > 0 her x için, mutlak değer gereksiz.)

Örnek 48 — Başlangıç Koşulu ile Hareket

Bir cismin ivmesi a(t) = 6t - 4 (m/s²) ile veriliyor. Başlangıçta hızı v(0) = 2 m/s, konumu s(0) = 5 m ise t = 3 s'deki konumu kaç m'dir?

Çözüm: Hız: v(t) = ∫ (6t - 4) dt = 3t² - 4t + C₁. v(0) = C₁ = 2 ⇒ v(t) = 3t² - 4t + 2. Konum: s(t) = ∫ (3t² - 4t + 2) dt = t³ - 2t² + 2t + C₂. s(0) = C₂ = 5 ⇒ s(t) = t³ - 2t² + 2t + 5. s(3) = 27 - 18 + 6 + 5 = 20 m.

✓ Özet: İntegral başlığı AYT Matematiğin en yüksek potansiyelli alanıdır. (1) ∫ f(x) dx = F(x) + C belirsiz integralin temeli; (2) ∫ xⁿ dx = x^(n+1)/(n+1) + C, n ≠ -1 için kuvvet kuralı, n = -1 için ln|x|; (3) temel fonksiyonlar (eˣ, aˣ, sin, cos, sec², 1/(1 + x²)) için doğrudan tablodan; (4) bileşke integraller için u = g(x) değişken değiştirme; (5) çarpım integralleri için ∫ u dv = uv - ∫ v du kısmi integrasyonu ve LIATE önceliği; (6) belirli integral için F(b) - F(a) ve sınır bölme–tek/çift fonksiyon kısayolları; (7) eğri altında alan için ∫ f dx, x eksenini aşan eğrilerde aralık bölme ve |∫|; (8) iki eğri arasında ∫ [üst - alt] dx; (9) parçalı ve mutlak değerli integrallerde aralığı köklerden parçalama; (10) hız–konum, ortalama değer ve dönel hacim gibi ek uygulamalar. Bu araçlarla AYT integral sorularının tamamı güvenle çözülür.

Akronim ve Mnemonik Hatırlatıcıları (10 Anahtar)

Sınav günü panik anında hızlı geri çağırma için integral ünitesinin tüm omurgasını on kısa kod halinde derler. Bu tabloyu son tekrarda gözden geçirmek, kuralları unutsanız bile ipucuyla geri çağırmanızı sağlar. Her satırda akronim, açılım ve hangi bölümde detaylı işlendiği belirtilmiştir.

Akronim / Kod Açılım ve Hatırlatma
TERS-TÜRTers türev kavramı: F'(x) = f(x) ⟺ ∫ f(x) dx = F(x) + C. İntegral, türevin tersidir; d/dx [∫ f(x) dx] = f(x) ve ∫ F'(x) dx = F(x) + C eşitlikleri integralin tanımıdır. C sabitinin nedeni türev alınırken yok olan tüm sabitleri tek harfte toplamaktır. Bölüm 1.
ÜS-N+1Üsse 1 ekle, n+1'e böl: n ≠ -1 olmak üzere ∫ xⁿ dx = x^(n+1)/(n+1) + C. Pratik kural: "üssü bir artır, yeni üsse böl". Negatif/kesirli üsler de aynı kurala uyar (örn. ∫ x^(1/2) dx = (2/3)x^(3/2) + C). n = 0 için ∫ k dx = kx + C. Bölüm 2.
1/X-LN1/x integralinin ln sonucu: ∫ (1/x) dx = ln|x| + C. ÜS-N+1 kuralı n = -1 için paydayı sıfırlar — bu özel durumda ln|x| devreye girer. Mutlak değer şarttır; çünkü 1/x hem pozitif hem negatif x için tanımlıdır, ln yalnız pozitif girdiyi kabul eder. Bölüm 2.
TRİG-3 TERSTrigonometrik 3 ters integral: ∫ sin x dx = -cos x + C (eksi gelir), ∫ cos x dx = sin x + C (artı gelir), ∫ sec² x dx = tan x + C. Türev tablosunun ters çevrilmiş hâli: türevde (sin)' = cos, (cos)' = -sin, (tan)' = sec²; integralde işaretler yer değiştirir. Bölüm 3.
E-X-AYNIeksponansiyel aynı kalır: ∫ eˣ dx = eˣ + C; genelleme ∫ aˣ dx = aˣ/ln a + C. eˣ türev ve integralinde değişmeyen tek fonksiyondur (ln e = 1 olduğundan paydada 1, sonuç eˣ aynen). Üstel integralin "kararlılık" özelliği u-sub ile ∫ e^(kx) dx = e^(kx)/k + C biçimine genelleşir. Bölüm 3.
BEL-FB-FABelirli integral = F(b) - F(a): Analizin Temel Teoremi. f, [a, b] sürekli ve F antiderivatifse ∫_a^b f(x) dx = F(b) - F(a). Sabit C belirli integralde yok olur (toplama-çıkarmada). İkinci biçim: F(x) = ∫_a^x f(t) dt ⟹ F'(x) = f(x); üst sınır u(x) ise F'(x) = f(u(x)) · u'(x) zincir kuralı. Bölüm 7.
U-DEĞu-değişikliği (substitution): ∫ f(g(x)) · g'(x) dx için u = g(x) ⟹ du = g'(x) dx. Sezgi: bileşke fonksiyonun "iç" kısmını u'ya at, türevini du'ya yerleştir. Tetikleyiciler: bir fonksiyonun yanında türevi çarpan; parantez içi karmaşık ifade; köklü/üslü iç kısım. Belirli integralde u-sub yapılırsa sınırları da u cinsine çevir. Bölüm 4.
LIATE-ULIATE'de öncelik u: ∫ u dv = uv - ∫ v du kısmi integrasyon formülünde u seçim sırası — Logaritmik → Inverse trig → Algebraic → Trig → Exponential. Listenin başındaki tip u'ya seçilir. Tipik: ∫ x · eˣ dx → u = x (algebraic), dv = eˣ dx; ∫ ln x dx → u = ln x (logaritmik), dv = dx. Bölüm 5.
ALAN-MUTLAKAlan hesabında mutlak değer: f(x) ≥ 0 ise A = ∫_a^b f(x) dx. Eğri x eksenini kesip aşağıya iniyorsa f < 0 olan parçada integral negatif çıkar; fiziksel alan için |∫| alınır. Refleks: önce kökleri (f = 0 noktaları) bul, aralığı parçala, her parçada |∫|, topla. Tek integralle "tüm alan" bulmaya çalışmak en sık AYT hatasıdır. Bölüm 10.
İKİ-EĞ ÜST-ALTİki eğri arası üst - alt: f(x) ≥ g(x) ise A = ∫_a^b [f(x) - g(x)] dx. a, b genellikle f = g denkleminin kökleri. Üstlük aralıkta değişiyorsa kesişim noktalarından parçala, her parçada üst-alt yeniden belirle. y ekseni dilimi için x = h(y) ile A = ∫_c^d h(y) dy. Üstlüğü ters seçmek integrali negatif yapar — refleks "test noktası ile doğrula". Bölümler 11-12.

AYT İpucu: İntegral yalnızca kendi başlığında değil, alan/hacim hesabı (eğri altı, dönel cisim), kinematik (hızdan konuma, ivmeden hıza), olasılık yoğunluk fonksiyonu, ortalama değer ve birikimli toplam (∫_a^x f(t) dt) konularında sürekli devreye girer. "İntegrand tanı → teknik seç" refleksi (xⁿ → ÜS-N+1, 1/x → ln|x|, eˣ/sin/cos → tablo, bileşke → u-sub, çarpım → LIATE kısmi, alan → ∫ üst-alt, parçalı/|·| → aralık böl) ne kadar sağlamsa AYT sorusunun çözüm süresi o kadar kısalır. YKS Haziran 2026 öncesi son tekrarda yukarıdaki akronim tablosunun (10 satır) ve sonraki bölümdeki Hızlı Dizin'in (28 satır) tek bakışta gözden geçirilmesi temel formül seçimi, u-sub/LIATE disiplini, x eksenini kesen alanda mutlak değer ve iki eğri arasında üst-alt refleksini güncel tutar. Sınav öncesi tekrar pratiğinde karışık integral paketi çözümü reflekslerin canlı kalmasına yardımcı olur.

17. Hızlı Dizin — Tek Bakışta Tüm AYT Matematik İntegral Kuralları

Aşağıdaki tablo, integral ünitesinin tüm kritik bilgilerini tek bakışta hatırlamak için hazırlanmış sınav öncesi başvuru kaynağıdır. YKS Haziran 2026 sınavına bir gün ya da bir hafta kala diğer kaynaklara dönmek yerine bu dizini gözden geçirin; her satır bir alt başlığın özüdür ve AYT Matematik testinde doğrudan kullanılır. Bölüm 16'nın sonundaki Akronim tablosu (10 satır) ile bu Hızlı Dizin (28 satır) birlikte yaklaşık 400-480 sözcüklük öz, tam çalışmayı yedekler.

Konu / Kavram Anahtar Kural / Formül Sınav Tuzağı / Uç Değer
Belirsiz integral tanımı∫ f(x) dx = F(x) + C; F'(x) = f(x) koşulunu sağlayan F antiderivatifC sabiti unutmak en sık hata; belirsiz integralde C zorunlu, belirli integralde yok olur
Kuvvet kuralı (n ≠ -1)∫ xⁿ dx = x^(n+1)/(n+1) + C; n kesirli/negatif olabilir; ∫ k dx = kx + C (n = 0)n = -1 yerine koyup paydayı sıfırlamak — bu durum için 1/X-LN kuralı (ln|x|) ayrı
1/x integralinin özel hâli∫ (1/x) dx = ln|x| + C; n = -1 sınırı için ÜS-N+1 işlemezMutlak değer şart — 1/x hem pozitif hem negatif x'te tanımlı, ln yalnız pozitif girdiyi alır
Doğrusallık∫ [f ± g] dx = ∫ f dx ± ∫ g dx; ∫ k · f dx = k · ∫ f dxÇarpım ve bölüm için bu kural yoktur: ∫ f · g dx ≠ (∫ f) · (∫ g) — u-sub ya da kısmi integrasyon gerekir
Üstel integral∫ eˣ dx = eˣ + C; ∫ aˣ dx = aˣ/ln a + C; ∫ e^(kx) dx = e^(kx)/k + Ceˣ türev ve integralde değişmeyen tek fonksiyon; aˣ için ln a paydaya gelir, unutmamak
Trigonometrik temel∫ sin x dx = -cos x + C; ∫ cos x dx = sin x + C; ∫ sec² x dx = tan x + C; ∫ csc² x dx = -cot x + Cİşaretler türev tablosunun tersi — ∫ sin x'te eksi, ∫ cos x'te artı; karıştırmak çok yaygın
Ters trig integraller∫ 1/(1 + x²) dx = arctan x + C; ∫ 1/√(1 - x²) dx = arcsin x + CTablo dışı; pay/payda yapısını tanımak gerekir, doğrudan formül uygulanır
u-sub (değişken değiştirme)∫ f(g(x)) · g'(x) dx = ∫ f(u) du; u = g(x) ⟹ du = g'(x) dx; tetik: bileşke fonksiyon yanında türevi çarpandu'yu eşleştirmek için sabit katsayı telafi (örn. ∫ x · (x² + 1)⁵ dx → x dx = du/2, integralin önüne 1/2 çıkar)
Belirli integralde u-subu-sub belirli integralde sınırları da u cinsine çevirir: x = a ⟹ u = g(a), x = b ⟹ u = g(b); ∫_a^b → ∫_{g(a)}^{g(b)}"Sınır değiştirmeden u-sub yapma + sonra x'e geri dönme" iki yol mümkün; biri seçilince tutarlı olunmalı
Kısmi integrasyon∫ u dv = u · v - ∫ v du; LIATE öncelik (Logaritmik > Inverse trig > Algebraic > Trig > Exponential) ile u seçiliru-dv seçimi ters konursa integral daha karmaşık hâle gelir; ilk u doğru seçilmediyse iki adım sonra fark edilir, başa dön
∫ ln x dx klasiğiu = ln x, dv = dx ⟹ du = dx/x, v = x ⟹ ∫ ln x dx = x · ln x - x + CYapay çarpım kurmak (dv = dx) tek-fonksiyon integrallerinde temel kalıp; arctan, arcsin için aynı yöntem
Tekrarlı kısmi integrasyon∫ x² · eˣ dx tipinde polinom derecesi kadar (n kez) kısmi integrasyon gerekir; her adımda polinom derecesi 1 azalırDairesel kısmi integrasyon: ∫ eˣ · sin x dx tipinde aynı integral yeniden çıkar; bilinmeyen olarak kabul edip cebirsel çözüm
Analizin Temel Teoremif, [a, b] sürekli ve F herhangi bir antiderivatifse ∫_a^b f(x) dx = F(b) - F(a)Belirli integralde sabit C yazmaya gerek yok; F(b) + C - (F(a) + C) = F(b) - F(a)
ATT — ikinci biçimF(x) = ∫_a^x f(t) dt ⟹ F'(x) = f(x); üst sınır u(x) ise F'(x) = f(u(x)) · u'(x) (zincir)Üst sınır değişkene bağlıysa zincir kuralını ihmal etmek; alt sınırı değişkense işaret ters döner
Belirli integral özellikleri∫_a^a f = 0; ∫_a^b f = -∫_b^a f; ∫_a^b f = ∫_a^c f + ∫_c^b f (a < c < b); ∫_a^b k · f = k · ∫_a^b fSınır yer değiştirince işaret değişir; sınır bölme ile parçalı fonksiyon ve mutlak değer integralleri çözülür
Tek/çift fonksiyon kısayoluf tek (f(-x) = -f(x)) ⟹ ∫_{-a}^{a} f dx = 0; f çift (f(-x) = f(x)) ⟹ ∫_{-a}^{a} f dx = 2 · ∫_0^a f dxSimetri kontrolü integrali hesabını sıfıra düşürebilir; tek fonksiyon kontrol etmeden uzun hesaba girmek zaman kaybı
Eğri altı alan (tek eğri)f(x) ≥ 0 ise A = ∫_a^b f(x) dx; f x eksenini kesiyorsa kökleri bul, aralığı parçala, |∫| toplaTek integralle "tüm alan" yazmak — x ekseninin altı pozitifi yer; mutlak değer almadan negatif çıkar
İki eğri arası alanf(x) ≥ g(x) ise A = ∫_a^b [f(x) - g(x)] dx; a, b genellikle f = g köklerindenÜst-alt sırasını ters seçince integral negatif çıkar; test noktası ile üstlüğü doğrula; üstlük değişirse aralığı böl
y ekseni dilimix = h(y) verilirse y ekseniyle sınırlı bölge için A = ∫_c^d h(y) dyx ya da y dilimi seçimi soruya göre — soruda hangisinin sınırlanmış bölge sorulduğunu kontrol; hatalı dilim hatalı sonuç
Parçalı fonksiyon integralif parçalı ise her parçayı kendi aralığında ayrı integralle hesapla, topla: ∫_a^b f = ∫_a^c f₁ + ∫_c^b f₂Sınır c noktasında hangi parça geçerli? Tanım aralıklarındaki ≤ ile < ayrımı genelde sonucu değiştirmez (tek nokta integralde 0)
Mutlak değerli integral∫ |f| dx için kök noktaları bul, aralığı parçala, negatif aralıkta -f, pozitif aralıkta +f al, topla|∫ f| ile ∫ |f| farklı sayılar verir — birincisi mutlak değer dışında, ikincisi içinde; soruda hangisi istendiğine bak
Başlangıç koşulu (C bulma)F'(x) = f(x) ve F(a) = k verilirse ∫ f dx = F(x) + C, sonra F(a) = k denkleminden C bulunurİki adımı atlayıp doğrudan F(a) yazmak; C'yi bulmadan F(b) hesaplanırsa sonuç yanlış
Hız-konum-ivmeΔs = ∫_{t₁}^{t₂} v(t) dt (yer değiştirme); v(t) = ∫ a(t) dt + v₀; s(t) = ∫ v(t) dt + s₀v(t) yön değiştiriyorsa "yer değiştirme" ≠ "toplam yol"; toplam yol için ∫ |v(t)| dt; başlangıç koşulu ile C₁, C₂ bulunur
Ortalama değerf_ort = (1/(b - a)) · ∫_a^b f(x) dx; geometrik: alan / aralık uzunluğuAralık uzunluğunu (b - a) bölünme yapmadan integralı doğrudan ortalama olarak okumak; payda mutlaka (b - a)
Dönel cisim hacmiy = f(x) eğrisinin x ekseni etrafında [a, b] dönmesiyle V = π · ∫_a^b [f(x)]² dxf(x)² alınmadan f(x) yazmak — pay alanın değil hacmin formülü; π katsayısı unutmamak
Diferansiyel denklemler — basitdy/dx = f(x) ⟹ y = ∫ f(x) dx + C; y(a) = k başlangıç koşulu ile C bulunurSoruda y(a) verilince "C ne olduğunu bilmiyorum" deyip atlamak — başlangıç koşulundan denklemi çözüp C'yi belirle
Belirli integralde simetrik aralık[-a, a] aralığında çift fonksiyonu yarıya indir, tek fonksiyonu sıfır yaz; karışık ifadelerde terim terim simetri kontrol"Tüm integrand çift/tek" varsayımı — terimlerin simetri tipi farklıysa her birini ayrı kontrol et
AYT klasik tuzakları(1) C sabiti unutmak; (2) ∫ xⁿ formülünde n = -1 paydayı sıfırlamak; (3) ∫ 1/x'te mutlak değer atlamak; (4) u-sub'da du eşleşmesi/sabit telafi; (5) LIATE'i ters seçmek; (6) x eksenini kesen alanda |∫| almamak; (7) iki eğri arasında üst-alt karıştırmak; (8) parçalı/|·| integrali tek seferde çözmek"Belirsiz integralde C yaz, belirli integralde C yok"; integrand tanı → teknik seç; alanlarda kök ve test noktası ile üstlük doğrula

Genel Strateji: AYT Matematik integral sorularının büyük çoğunluğu yukarıdaki 28 satırdan biriyle doğrudan çözülür. Kalanı zincirleme kavram (u-sub + belirli integral sınır dönüşümü; LIATE + tekrarlı kısmi integrasyon; tek/çift simetri + ATT zincir kuralı; alan + üstlük değişimi + |∫|; parçalı fonksiyon + mutlak değer + kök noktaları; başlangıç koşulu + hız-konum + iki kez integrasyon) gerektirir. Üç ana refleks: integrandı tanı, uygun tekniği seç (üs-n+1 / 1/X-LN / temel tablo / u-sub / LIATE kısmi / belirli integral F(b)-F(a) / alan üst-alt / aralık böl), belirli integralde sınır ve C disiplinine dikkat et. Bu refleksler türev (ters işlem), alan-hacim hesabı, kinematik (hızdan konuma) ve diferansiyel denklemler konularında da doğrudan kullanılır.

Dikkat: Hızlı Dizin'i ezberlemek tek başına yetmez; her satırın altındaki "neden böyle" mantığı bilinmelidir. Kuvvet kuralının (n ≠ -1) gerekçesi: (x^(n+1)/(n+1))' = x^n; n = -1'de payda sıfırlanır, ln|x| devreye girer çünkü (ln|x|)' = 1/x. Doğrusallık kuralının gerekçesi: türev doğrusal bir operatör olduğundan, tersi olan integral de toplama ve sabit katsayı işlemlerini korur. u-sub'ın gerekçesi zincir kuralının ters çalıştırılmasıdır: (F(g(x)))' = F'(g(x)) · g'(x) ⟹ ∫ F'(g(x)) · g'(x) dx = F(g(x)) + C. Kısmi integrasyonun gerekçesi çarpım kuralının ters yazımıdır: (uv)' = u'v + uv' ⟹ ∫ (uv)' dx = ∫ u'v dx + ∫ uv' dx ⟹ ∫ u dv = uv - ∫ v du. Analizin Temel Teoremi'nin gerekçesi: integral, antiderivatifin "değer farkı" olarak okunur; bu, sürekli fonksiyonlar için Riemann toplamlarının limitidir. Mantığı kavranan kural sınav baskısında erişilebilir kalır; salt ezbere dayanan kural unutulur.

Bu Makaleden

Anahtar Bilgiler

  1. İntegral türevin tersidir: F'(x) = f(x) ise F(x) fonksiyonuna f'nin bir antiderivatifi (ters türevi) denir. f'nin tüm antiderivatiflerini tek bir ifadede toplayan belirsiz integral şöyle yazılır: ∫ f(x) dx = F(x) + C. Buradaki C integral sabitidir ve türev alınırken ortadan kalkan sabiti temsil eder. Dolayısıyla türev ile integral birbirinin ters işlemidir: d/dx [∫ f(x) dx] = f(x), ∫ F'(x) dx = F(x) + C.
  2. Diferansiyel notasyonu: ∫ sembolünün yanındaki dx ifadesi, integralin hangi değişkene göre alındığını gösterir. dy/dx = f(x) yazımı "y'nin x'e göre türevi f(x)'tir" anlamına gelir ve dy = f(x) dx ile ∫ dy = ∫ f(x) dx dönüşümü integralin doğuş mantığını verir. Diferansiyel aslında çok küçük bir artışı temsil eder ve integral bu sonsuz küçük artışların toplamıdır.
  3. Temel kural — kuvvet fonksiyonu: n ≠ -1 olmak üzere ∫ xⁿ dx = x^(n+1)/(n+1) + C. Kısaca "üssü bir artır, yeni üsse böl". Örn. ∫ x⁵ dx = x⁶/6 + C, ∫ x^(1/2) dx = (2/3)x^(3/2) + C, ∫ x^(-3) dx = x^(-2)/(-2) + C = -1/(2x²) + C. Sabit (n = 0) için: ∫ k dx = kx + C. Değişken yerine sabit yazılırsa ∫ 7 dx = 7x + C.
  4. n = -1 özel durumu: ∫ x^(-1) dx kuralı yukarıdaki formülle hesaplanamaz (payda sıfır olur). Bu tek durum için ∫ (1/x) dx = ln|x| + C formülü kullanılır. Mutlak değer şarttır; çünkü ln fonksiyonu yalnız pozitif reel sayılar için tanımlı olmasına rağmen 1/x fonksiyonu hem pozitif hem negatif x için tanımlıdır.
  5. Doğrusallık kuralı: İntegral, toplama–çıkarma ve sabit katsayı işlemlerini koruyan doğrusal bir operatördür. ∫ [f(x) ± g(x)] dx = ∫ f(x) dx ± ∫ g(x) dx ve ∫ k · f(x) dx = k · ∫ f(x) dx. Ancak çarpım ve bölüm için böyle bir kural yoktur: ∫ f · g dx ≠ (∫ f) · (∫ g). Bu durumlar için değişken değiştirme veya kısmi integrasyon gerekir.
  6. Temel fonksiyonların integralleri: (1) ∫ eˣ dx = eˣ + C, (2) ∫ aˣ dx = aˣ/ln a + C, (3) ∫ sin x dx = -cos x + C, (4) ∫ cos x dx = sin x + C, (5) ∫ sec² x dx = tan x + C, (6) ∫ csc² x dx = -cot x + C, (7) ∫ sec x · tan x dx = sec x + C, (8) ∫ 1/(1 + x²) dx = arctan x + C, (9) ∫ 1/√(1 - x²) dx = arcsin x + C. Türev tablosunun ters çevrilmiş hâli olarak hatırlanır.
  7. Değişken değiştirme (u-substitution): İntegrandda bir bileşke fonksiyon görüldüğünde u = g(x) denilerek du = g'(x) dx dönüşümü yapılır: ∫ f(g(x)) · g'(x) dx = ∫ f(u) du. Tipik işaretler: (i) bir fonksiyonun yanında türevi çarpan olarak varsa, (ii) parantez içinde "karmaşık" bir ifade görünüyorsa, (iii) köklü veya üslü yapıların içi işlem zorlaştırıyorsa. Örn. ∫ 2x · (x² + 1)⁵ dx için u = x² + 1 ⇒ du = 2x dx ⇒ ∫ u⁵ du = u⁶/6 + C = (x² + 1)⁶/6 + C.
  8. Kısmi integrasyon (integration by parts): ∫ u(x) · v'(x) dx biçimindeki çarpım integralleri için ∫ u dv = u · v - ∫ v du formülü kullanılır. u seçiminde LIATE önceliği yardımcıdır: Logaritmik → Inverse trigonometrik → Algebraic (polinom) → Trigonometrik → Exponential (üstel). Örn. ∫ x · eˣ dx'te u = x (algebraic), dv = eˣ dx seçilir; du = dx, v = eˣ; sonuç: x · eˣ - ∫ eˣ dx = x · eˣ - eˣ + C = eˣ(x - 1) + C.
  9. ∫ ln x dx ile klasik örnek: Logaritma tek başına integrandsa yapay bir çarpım kurarak kısmi integrasyon uygulanır: u = ln x, dv = dx seçilir. du = 1/x dx, v = x. Sonuç: ∫ ln x dx = x · ln x - ∫ x · (1/x) dx = x · ln x - ∫ 1 dx = x · ln x - x + C. Aynı teknik ∫ arctan x dx, ∫ arcsin x dx gibi ters trigonometrik integrallerde de işe yarar.
  10. Belirli integral ve Analizin Temel Teoremi: f, [a, b] aralığında sürekli ve F herhangi bir antiderivatifi ise ∫_a^b f(x) dx = F(b) - F(a). Bu, "Analizin Temel Teoremi"dir ve integralin soyut tanımını somut bir sayıya dönüştürür. Sabit C belirli integralde yok olur: [F(b) + C] - [F(a) + C] = F(b) - F(a).
  11. Belirli integralin özellikleri: (1) ∫_a^a f(x) dx = 0. (2) ∫_a^b f(x) dx = -∫_b^a f(x) dx (sınırları yer değiştirirsek işaret değişir). (3) ∫_a^b [f ± g] dx = ∫_a^b f dx ± ∫_a^b g dx. (4) ∫_a^b k · f dx = k · ∫_a^b f dx. (5) Sınır bölme: ∫_a^b f dx = ∫_a^c f dx + ∫_c^b f dx, a < c < b için. (6) Tanım aralığının dışında f sıfırsa ∫ de sıfır olur.
  12. Tek ve çift fonksiyon kısayolu: İntegrand simetrikse hesap kısalır. f çift ise (f(-x) = f(x)): ∫_{-a}^{a} f(x) dx = 2 · ∫_0^a f(x) dx. f tek ise (f(-x) = -f(x)): ∫_{-a}^{a} f(x) dx = 0. Örn. ∫_{-2}^{2} (x³ + 5x) dx: integrand tek, sonuç 0. ∫_{-1}^{1} x² dx: integrand çift, 2 · ∫_0^1 x² dx = 2 · (1/3) = 2/3.
  13. Analizin Temel Teoremi — ikinci biçim: F(x) = ∫_a^x f(t) dt biçiminde tanımlanan fonksiyonun türevi, üst sınırdaki t'ye yerleştirilen x'i verir: F'(x) = f(x). Üst sınır bir fonksiyonsa zincir kuralı devreye girer: G(x) = ∫_a^{u(x)} f(t) dt için G'(x) = f(u(x)) · u'(x). Alt sınırı değişkense işaret negatif olur.
  14. Eğri altında alan — tek eğri: f(x) ≥ 0 ise [a, b] üzerinde y = f(x), y = 0, x = a, x = b çizgileriyle sınırlı bölgenin alanı: A = ∫_a^b f(x) dx. Eğri x eksenini kesip aşağıya iniyorsa alan için integral değil, mutlak değer kullanılır: f(x) < 0 olan parçada integral negatif çıkar, fiziksel alan için işaret pozitife çevrilir. Doğru refleks: önce köklere (x eksenini kestiği noktalara) bak, aralığı parçalara ayır, her parçada |∫| hesapla, topla.
  15. İki eğri arasında alan: y = f(x) ile y = g(x) eğrilerinin [a, b] üzerindeki kesişim sınırları içinde, f(x) ≥ g(x) ise aralarındaki alan A = ∫_a^b [f(x) - g(x)] dx'tir. Üst ile altın ayrımı önemlidir; değiştirirseniz işaret ters döner. a ve b genellikle f(x) = g(x) denkleminin kökleridir. Eğrilerin üstlüğü aralıkta değişirse aralığı bölüp her parçayı ayrı ele alın.
  16. y ekseni ile sınırlı alan: Eğri y değişkeni cinsinden verildiğinde (x = h(y) biçimi) y ekseniyle sınırlı alan: A = ∫_c^d h(y) dy. Örn. y = x² parabolünün y = 4 doğrusu ile y ekseni arasındaki alanı için x = √y yazılır; A = ∫_0^4 √y dy = (2/3) · y^(3/2) |₀⁴ = (2/3) · 8 = 16/3. x eksenine göre çözülürse 2 · ∫_0^2 (4 - x²) dx = 2 · [4x - x³/3]₀² = 2 · (8 - 8/3) = 32/3. Fark: 32/3 tüm parabol altı bölge, 16/3 tek taraflı bölgedir; soruda hangisinin istendiğine dikkat.
  17. Parçalı ve mutlak değer integrali: f parçalı tanımlıysa integral her parçanın kendi aralığında ayrı hesaplanır: ∫_a^b f dx = ∫_a^c f₁ dx + ∫_c^b f₂ dx. |f(x)| içeren integraller için önce f(x)'in kök noktaları bulunur, aralık bu noktalardan bölünür, işaretin negatif olduğu yerde -f alınır: ∫_a^b |f| dx = ∫_a^c f dx + ∫_c^b (-f) dx (f'nin [a, c] pozitif, [c, b] negatif olduğu senaryo).
  18. Başlangıç koşuluyla C'yi bulmak: F'(x) = f(x) verilip F(a) = k koşulu istenen tipik sorularda önce ∫ f(x) dx = F(x) + C hesaplanır, sonra F(a) = k şartından C sabiti bulunur. Örn. F'(x) = 2x ve F(1) = 3 için F(x) = x² + C; F(1) = 1 + C = 3 ⇒ C = 2, dolayısıyla F(x) = x² + 2.
  19. AYT sık tuzakları: (1) ∫ xⁿ dx formülünde n = -1 yerine koyup paydayı sıfırlamak. (2) ∫ 1/x dx için mutlak değer yazmamak. (3) Değişken değiştirmede du eşleşmesini unutmak (sabit katsayıyı telafi etmemek). (4) Kısmi integrasyonda u, dv seçimini ters koyup integrali zorlaştırmak (LIATE sırasını gözet). (5) Belirli integralde sabit C yazmak (gerekmez). (6) x eksenini kesen eğrinin alanında integrali negatif bırakmak. (7) İki eğri arasında alan hesabında üst-alt karıştırmak. (8) Mutlak değerli integrali aralık bölmeden çözmeye çalışmak. (9) Parçalı fonksiyon integralinde sınırı tek parça gibi uygulamak. (10) F'(x) = f(x) ilişkisinde F değişken üst sınır olarak x taşıdığında zincir kuralını ihmal etmek.
Benzer Konular

Aynı dersten devam et.

Sıkça Sorulanlar

Bu konuda merak edilenler

İntegral konusu AYT sınavında çıkar mı?

Evet, İntegral konusu AYT sınav müfredatında yer almaktadır. SoruÇözme'de bu konu için ücretsiz konu anlatımı bulunmaktadır; test seti hazır olduğunda aynı sayfadan erişilebilir.

İntegral konusunda test çözebilir miyim?

İntegral konu anlatımı ücretsiz olarak yayındadır. Bu konuya özel test seti hazır olduğunda aynı sayfadan teste geçiş bağlantısı gösterilecektir.

SoruÇözme'de kaç soru ve kaç konu var?

SoruÇözme platformunda 18.900+ soru ve 704 konu bulunmaktadır. KPSS, DGS, YDS, TYT, Ehliyet, İngilizce ve Açık Öğretim sınavlarına yönelik tüm içerikler ücretsizdir.

Paylas:WhatsAppPaylas