Logaritmaya giriş: hangi kuvvet, hangi koşul?
Konunun mantığı
Gerçel sayılarda logₐx ifadesini okumadan önce a>0, a≠1 ve x>0 koşulları aranır. a taban, x argümandır. logₐx=y demek aʸ=x demektir: “a sayısını hangi kuvvete yükseltirsem x çıkar?” sorusunu yanıtlarız. Tabanın 1 olması her üste aynı 1 sonucunu verdiği için tek bir ters değer oluşturmaz; negatif ya da sıfır taban da burada kullanılan bütün gerçel üslü fonksiyonu vermez.
Argümanın pozitif olması logaritmanın sonucunun pozitif olması demek değildir. Örneğin geçerli bir a için a⁰=1 olduğundan logₐ1=0; a¹=a olduğundan logₐa=1 olur. Pozitif tabanın negatif üsleri de pozitif sayılar üretir ve bunların logaritması negatif olabilir. 0<a<1 tabanları geçerlidir; birden küçük tabanı otomatik olarak yasaklama. Üstel eşitliği yazmak, değerin işaretini ezberden seçmekten daha güvenilirdir.
Aynı geçerli a tabanı ve u>0,v>0 için logₐ(uv)=logₐu+logₐv. Gerekçesi u=aᵖ ve v=aᑫ yazıldığında uv=aᵖ⁺ᑫ olmasıdır. Bölümde u/v=aᵖ⁻ᑫ olduğundan logₐ(u/v)=logₐu−logₐv. Burada her iki ayrı logaritmanın argümanı pozitif olmalıdır; yalnız çarpımın pozitif olması açılımı haklı çıkarmaz. İki negatif çarpanın çarpımı pozitif olsa bile ayrı gerçel logaritmaları tanımsızdır.
Pozitif u ve gerçek t için logₐ(uᵗ)=t·logₐu olur; üs dışarı çarpan olarak çıkar. Ancak logₐ(u+v) için aynı tür bir dağıtma kuralı yoktur. logₐu+logₐv, u+v değil uv argümanına karşılık gelir. Ayrıca logₐ(x²)=2logₐx eşitliğinin sağ tarafı x>0 ister; sol taraf x≠0 için tanımlıdır. x negatif olabilirse uygun yazım 2logₐ|x| olur; dönüşüm yaparken tanım kümesini daraltma.
Bir logaritmalı eşitliği çözerken önce özgün ifadelerin ortak tanım koşullarını yaz, sonra üstel biçime veya aynı tabanda tek argümana geç. Son bulunan adayları başlangıç koşullarıyla denetle; cebirsel işlem tanımsız bir ifadeyi geçerli yapmaz. Bir terim logaritma sonucunun katı mı, argümanın çarpanı mı diye parantezlere dikkat et: 2logₐx ile logₐ(2x) genel olarak aynı değildir. Bu girişte tabanlar açık yazılır; tabanı belirtilmeyen kısaltmalara dayanmayız.
logₐx=y ⇔ aʸ=x; a>0,a≠1,x>0. Sonuç negatif olabilir. Aynı tabanda ve pozitif argümanlarda çarpım toplama, bölüm çıkarma; pozitif argümanın kuvveti dışarı çarpan olur. Toplama argümanına dağıtma yok; önce özgün tanım kümesi.
Adım adım bir örnek
log₃(27·√3) değerini iki geçerli yolla bulunuz.
Tek üs olarak yaz
- 27=3³ ve √3=3^(1/2); çarpım 3^(7/2).
- 3 sayısının hangi kuvveti bu sonucu verir sorusunun yanıtı 7/2.
Sınır: Taban 3 geçerli; çarpım argümanı pozitif. Üsleri toplamak aynı tabanlı kuvvetlerde uygulanır.
Çarpım ve kuvvet kuralları
- İki çarpan da pozitif: log₃(27·√3)=log₃27+log₃√3.
- 3+(1/2)log₃3=3+1/2=7/2.
Sınır: Çarpım kuralı logaritmanın içindeki toplama için kullanılamaz; iki ayrı argümanın pozitifliği burada sağlanır.
İkinci yöntemdeki toplamın birinci yöntemde üs toplamı olarak görünmesini açıkla. İçeride 27+√3 olsaydı aynı iki işlem neden yürütülemezdi?
Hatayı bul
“log₂(4+4)=log₂4+log₂4=4” çözümünde ilk hata nedir?
İlk hatayı göster
İlk hata: Çarpım için geçerli logaritma kuralını toplama argümanına uygulamak.
4+4=8 olduğundan log₂8=3. Sağdaki log₂4+log₂4=4 ise log₂(4·4)=log₂16 ifadesidir; farklı bir argümanı hesaplar.
log₃(x−2)+log₃(x+2)=2 yerine yalnız log₃(x²−4)=2 sorulursa çözüm kümesi değişir mi?
Evet. Tek ifadenin koşulu x²−4>0, yani x<−2 veya x>2. Hem −√13 hem √13 geçerlidir. İlk denklemde iki ayrı argüman x>2 gerektirdiği için yalnız pozitif kök kalır.
Dersin soruları
1Gerçel sayılarda log_(1/2)(8) ifadesinin değeri kaçtır?
Bu soruda hata mı var?2Gerçel sayılarda log₄(8)+log₄(2)−log₄(4) kaçtır?
Bu soruda hata mı var?3Gerçel sayılarda log₃(x−2)+log₃(x+2)=2 denkleminin çözüm kümesi hangisidir?
Bu soruda hata mı var?Kendini dene
Tüm soruları cevapla. Bitirince puanını ve zorlandığın noktaları göreceksin.
1Gerçel sayılarda aşağıdaki ifadelerden hangisi tanımsızdır?
2a>0 ve a≠1 olmak üzere log_a(1/4)=−2 ise a kaçtır?
3a>0 ve b>0 olmak üzere log₂a=3 ve log₂b=5 ise log₂(a²/b) kaçtır?
4Gerçel x≠0 için aşağıdaki eşitliklerden hangisi daima doğrudur?
5log₅(x²−6)=log₅x denkleminin gerçel çözüm kümesi hangisidir?
62·log₂x=4 denklemi ile log₂(x²)=4 denkleminin gerçel çözüm kümeleri sırasıyla hangisidir?
7log_(1/3)(27)+log_9(1/3) toplamı kaçtır?
8f(x)=log_(x−1)(5−x) fonksiyonunun gerçel tanım kümesi hangisidir?
9x gerçel sayı olmak üzere log₂((x−2)(x−6))=log₂(x−2)+log₂(x−6) eşitliğinin iki tarafı da tanımlı olacak ve eşitlik sağlanacaktır. Aşağıdaki x değerlerinden hangisi bu koşulu sağlar?
10a>0 ve b>0 olmak üzere log₂a=2 ve log₂(a+b)=5 ise b kaçtır?
Aklında kaldı mı?
Gerçel logₐu için hangi üç koşul gerekir?
a>0, a≠1 ve u>0. Sonucun pozitif olması gerekmez; taban 0 ile 1 arasında olabilir.
logₐ(x²)=2logₐx dönüşümü x negatifken kullanılabilir mi?
Sağ taraf x>0 ister; negatif x için tanımsızdır. x≠0 için tanım kümesini koruyan yazım logₐ(x²)=2logₐ|x| olur.
Kaynak ve kontrol durumu
Bu ders Hepnot için hazırlandı; üçüncü taraf soru kitabından soru veya görsel aktarılmadı. Bu, başka içerikle benzerlik olmadığının garantisi değildir.
Branş editörü incelemesi ve müfredat eşleştirmesi sürüyor; bu nedenle ders taslak olarak işaretlidir.
Müfredat için başvurulacak kaynak: MEB öğretim programları.