gamedschool

Üstel Fonksiyonlar, Nitel Özellikleri ve Ters Fonksiyonları konu anlatımı

11. sınıf Matematik · Tema 4: Nicelikler ve Değişimler (2)

Lise · 11. sınıf · Matematik · Ünite: Tema 4: Nicelikler ve Değişimler (2) · ~3 dk okuma

Üstel fonksiyon f(x) = aˣ (a > 0, a ≠ 1) ve grafikleri; a > 1 için artan, 0 < a < 1 için azalan; (0, 1) noktası, y = 0 yatay asimptotu, tanım ve görüntü kümesi; üstel büyüme ve azalma modelleri (nüfus, bakteri, bileşik faiz, radyoaktif bozunma, yarılanma ömrü); e sayısı; üstel fonksiyonun bire bir ve örten oluşu, ters fonksiyonu olarak logaritma: y = aˣ ⇔ x = logₐ y.

Üstel fonksiyon ve grafiği

Üstel fonksiyon: f(x) = aˣ (a > 0, a ≠ 1) → değişken üstte

Özellika > 1 (ör. 2ˣ)0 < a < 1 (ör. (1/2)ˣ)
DavranışArtanAzalan
Ortak nokta(0, 1)(0, 1)
Tanım kümesiℝℝ
Görüntü kümesi(0, ∞)(0, ∞)
Asimptoty = 0 (x → −∞)y = 0 (x → +∞)

⚠️ aˣ hiçbir zaman 0 veya negatif olmaz.

y = 2ˣ ve y = (1/2)ˣ grafikleri y eksenine göre simetriktir.

Üstel büyüme ve azalma

Genel model: A(t) = A₀ · rᵗ

  • r > 1 → büyüme: Nüfus, bakteri, bileşik faiz
  • 0 < r < 1 → azalma: Radyoaktif bozunma, ilaç etkisinin azalması, değer kaybı

Örnekler:

  • Her saat ikiye katlanan 100 bakteri: B(t) = 100 · 2ᵗ → 5 saat sonra 100 · 32 = 3200
  • Yıllık %10 faizle 1000 TL (bileşik): P(t) = 1000 · (1,1)ᵗ → 2 yıl sonra 1210 TL
  • Yarılanma ömrü 8 gün olan 80 g iyot-131: M(t) = 80 · (1/2)^(t/8) → 24 gün sonra 80 · 1/8 = 10 g

e sayısı (≈ 2,718): Sürekli büyüme modellerinde kullanılan doğal taban → y = eˣ

Üstel fonksiyonun tersi: logaritma

f(x) = aˣ fonksiyonu ℝ’den (0, ∞)’a bire bir ve örten olduğu için tersi vardır.

Ters fonksiyon: f⁻¹(x) = logₐ x

y = aˣ ⇔ x = logₐ y (“a’nın kaçıncı kuvveti y’dir?”)

ÜstelLogaritmik
2³ = 8log₂ 8 = 3
10² = 100log 100 = 2
5⁰ = 1log₅ 1 = 0
3⁻² = 1/9log₃ (1/9) = −2

Grafik: y = aˣ ile y = logₐ x grafikleri y = x doğrusuna göre simetriktir.

Özel tabanlar: log x = log₁₀ x (onluk logaritma) · ln x = logₑ x (doğal logaritma)

Kavramlar

üstel fonksiyon
değişkeni üste olan fonksiyon
asimptot
grafiğin yaklaştığı ama değmediği doğru
yarılanma ömrü
maddenin yarısının bozunma süresi
bileşik faiz
faizin faizine de faiz işlemesi
ters fonksiyon
fonksiyonun işlemini geri alan fonksiyon
Önemli noktalar
  • f(x) = aˣ, a > 0, a ≠ 1
  • a > 1 artan, 0 < a < 1 azalan; hepsi (0, 1)’den geçer
  • Görüntü kümesi (0, ∞), asimptot y = 0
  • Büyüme A₀·rᵗ (r > 1), azalma (0 < r < 1)
  • Yarılanma: (1/2)^(t/T)
  • Tersi logaritma: y = aˣ ⇔ x = logₐ y; grafikler y = x’e göre simetrik

Örnek soru ve çözümü

Soru

Grafiğe göre y = 2ˣ ile y = (1/2)ˣ hangi ortak noktadan geçer? x = 2 için değerleri kaçtır?

Çözüm

İkisi de (0, 1)’den geçer. x = 2 için 2² = 4 ve (1/2)² = 1/4.

Çözümlü örnekler

1. f(x) = 3ˣ ise f(−2) kaçtır? KolayÇözüm

3⁻² = 1/9.

2. Değeri her yıl %20 azalan 50 000 TL’lik bir aracın 2 yıl sonraki değeri kaçtır? OrtaÇözüm

50 000 · 0,8² = 32 000 TL.

3. Yarılanma ömrü 5730 yıl olan karbon-14’ün bir fosilde başlangıç miktarının 1/4’ü kalmışsa fosil kaç yaşındadır? ZorÇözüm

(1/2)^(t/5730) = 1/4 = (1/2)² → t = 2 · 5730 = 11 460 yıl.

Sık yapılan hatalar

  • aˣ’in negatif değer alabileceğini sanmak.
  • 2ˣ ile x²’yi karıştırmak.
  • Azalma oranını (%20) doğrudan çarpan olarak kullanmak (doğrusu 0,8).

Biliyor muydun?

Bir satranç tahtasının ilk karesine 1, ikincisine 2, üçüncüsüne 4 buğday tanesi koyarak her karede ikiye katlarsan, 64. karede yaklaşık 9 kentilyon tane gerekir — dünyanın yüzyıllık buğday üretiminden fazla!

Kendini dene

1. f(x) = 2ˣ ise f(5) kaçtır?
  1. 32
  2. 10
  3. 16
  4. 25
Cevabı göster

Doğru cevap: A) 32 · 2⁵.

2. Grafiğe göre y = 2ˣ fonksiyonu nasıldır?
  1. Azalan
  2. Sabit
  3. Artan
  4. Periyodik
Cevabı göster

Doğru cevap: C) Artan · Grafik.

3. Tüm aˣ üstel fonksiyonlarının geçtiği nokta hangisidir?
  1. (1, 0)
  2. (0, 0)
  3. (0, 1)
  4. (1, 1)
Cevabı göster

Doğru cevap: C) (0, 1) · a⁰ = 1.

4. Üstel fonksiyonun görüntü kümesi nedir?
  1. ℝ
  2. [0, ∞)
  3. (−∞, 0)
  4. (0, ∞)
Cevabı göster

Doğru cevap: D) (0, ∞) · Pozitif.

5. Grafiğe göre 3. saatte bakteri sayısı kaçtır?
  1. 300
  2. 800
  3. 400
  4. 1600
Cevabı göster

Doğru cevap: B) 800 · Grafik.

Konunun tüm sorularını ve testlerini gamedschool’da çözebilir, yanlışlarını tekrar edebilirsin.

11. Sınıf Matematik konuları
Konuyu oyunla pekiştir

gamedschool’da bu konunun testlerini çöz, XP ve altın kazan, Pixel Dünyası’nda arkadaşlarınla buluş. Öğrenciler için ücretsiz.

Ücretsiz kayıt ol