gamedschool

Logaritma Fonksiyonu ve Özellikleri konu anlatımı

12. sınıf Matematik · Üstel ve Logaritmik Fonksiyonlar

Lise · 12. sınıf · Matematik · Ünite: Üstel ve Logaritmik Fonksiyonlar · ~5 dk okuma

Logaritmanın tanımı (y = logₐ x ⇔ aʸ = x) ve üstel fonksiyonun tersi olarak logaritma fonksiyonu; taban ve tanım kümesi şartları; onluk logaritma (log x) ve doğal logaritma (ln x); logaritma fonksiyonunun grafiği ve özellikleri; logaritmanın özellikleri (çarpım, bölüm, üs, taban değiştirme kuralları); logaritmayla basamak sayısı bulma; gerçek hayatta logaritma: Richter ölçeği, pH, desibel; John Napier ve logaritmanın tarihi.

Logaritma fonksiyonu

Tanım: a > 0, a ≠ 1 ve x > 0 olmak üzere y = logₐ x ⇔ aʸ = x

  • log₂ 8 = 3 çünkü 2³ = 8 · log₃ (1/9) = −2 çünkü 3⁻² = 1/9

Logaritma, üstel fonksiyonun tersidir: y = aˣ ile y = logₐ x grafikleri y = x doğrusuna göre simetriktir.

Özel değerler: logₐ 1 = 0 · logₐ a = 1 · a^(logₐ x) = x · logₐ aˣ = x

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

Grafik ve özellikler:

  • Tanım kümesi (0, ∞), görüntü kümesi ℝ
  • Grafik (1, 0) noktasından geçer; x = 0 (y ekseni) düşey asimptot
  • a > 1 ise artan, 0 < a < 1 ise azalan

Tanım kümesi şartı: logₐ f(x) için f(x) > 0; taban değişkense taban > 0 ve taban ≠ 1

(log₍ₓ₋₁₎ (5 − x) için x − 1 > 0, x − 1 ≠ 1, 5 − x > 0 → 1 < x < 5, x ≠ 2)

Logaritmanın özellikleri

KuralFormülÖrnek
Çarpımlogₐ(x·y) = logₐ x + logₐ ylog 20 = log 2 + log 10
Bölümlogₐ(x/y) = logₐ x − logₐ ylog 5 = log 10 − log 2
Üslogₐ xⁿ = n · logₐ xlog₂ 32 = log₂ 2⁵ = 5
Taban üssülog₍ₐᵐ₎ bⁿ = (n/m) · logₐ blog₄ 8 = log₍₂²₎ 2³ = 3/2
Taban değiştirmelogₐ b = log b / log alog₂ 7 = log 7 / log 2
Ters tabanlarlogₐ b · log_b a = 1log₂ 3 · log₃ 2 = 1

Örnek: log 2 ≈ 0,301 ise

  • log 8 = 3 · log 2 ≈ 0,903
  • log 5 = log 10 − log 2 ≈ 1 − 0,301 = 0,699
  • log 0,2 = log 2 − log 10 ≈ −0,699

Basamak sayısı: Pozitif bir A sayısında log A = k + ondalık kısım (k tam sayı) ise A k + 1 basamaklıdır.

2⁵⁰ → log 2⁵⁰ = 50 · 0,301 = 15,05 → 16 basamaklı

Gerçek hayatta logaritma

Logaritma, çok geniş aralıkta değişen büyüklükleri küçük ve anlaşılır sayılarla ifade eder.

  • Deprem (Richter ölçeği): M = log (A / A₀) → Büyüklükteki 1 birimlik artış, sismograftaki genliğin 10 katına (açığa çıkan enerjinin yaklaşık 32 katına) karşılık gelir. 7 büyüklüğündeki deprem genlik olarak 5’likten 10² = 100 kat büyüktür.
  • pH: pH = −log [H⁺] → [H⁺] = 10⁻³ ise pH = 3 (asidik); pH’ı 1 düşen çözelti 10 kat daha asidiktir.
  • Ses şiddeti (desibel): L = 10 · log (I / I₀) → Ses şiddeti 10 katına çıkınca düzey 10 dB artar.

Tarih: İskoç matematikçi John Napier 1614’te logaritmayı tanıttı; büyük çarpma ve bölmeleri toplama ve çıkarmaya çevirerek astronomi ve denizcilik hesaplarını kolaylaştırdı. Hesap makinelerinden önce logaritma cetvelleri ve sürgülü hesap cetvelleri kullanıldı.

Kavramlar

logaritma
bir sayıyı elde etmek için tabanın alınacağı üs
onluk logaritma
tabanı 10 olan logaritma
doğal logaritma
tabanı e olan logaritma (ln)
düşey asimptot
grafiğin yaklaştığı dikey doğru
logaritmik ölçek
her birimi 10 kat değişime karşılık gelen ölçek
Önemli noktalar
  • y = logₐ x ⇔ aʸ = x; a > 0, a ≠ 1, x > 0
  • Logaritma üstel fonksiyonun tersidir; grafikler y = x’e göre simetrik
  • logₐ 1 = 0, logₐ a = 1; grafik (1, 0)’dan geçer
  • Çarpım → toplam, bölüm → fark, üs → katsayı
  • Taban değiştirme: logₐ b = log b / log a
  • Richter, pH ve desibel logaritmik ölçeklerdir

Örnek soru ve çözümü

Soru

Grafiğe göre y = log₂ x fonksiyonu hangi noktalardan geçer? log₂ 4 değerini tanımla doğrulayınız ve y = log₁/₂ x ile ilişkisini açıklayınız.

Çözüm

Grafik (1, 0) ve (4, 2) noktalarından geçer. log₂ 4 = 2 çünkü 2² = 4. y = log₁/₂ x = −log₂ x olduğundan iki grafik x eksenine göre simetriktir; biri artan, diğeri azalandır.

Çözümlü örnekler

1. log₅ 125 kaçtır? KolayÇözüm

5³ = 125 olduğundan 3.

2. log 2 = 0,301 ve log 3 = 0,477 ise log 12 kaçtır? OrtaÇözüm

log 12 = log (4 · 3) = 2 log 2 + log 3 = 0,602 + 0,477 = 1,079.

3. f(x) = log₍ₓ₋₂₎ (8 − x) fonksiyonunun en geniş tanım kümesini bulunuz. ZorÇözüm

Taban için x − 2 > 0 ve x − 2 ≠ 1 → x > 2, x ≠ 3. Logaritması alınan için 8 − x > 0 → x < 8. Tanım kümesi: (2, 8) − {3}.

Sık yapılan hatalar

  • log(x + y) = log x + log y sanmak (çarpımda geçerlidir).
  • Tanım kümesinde logaritması alınan ifadenin pozitifliğini kontrol etmemek.
  • Tabanın 1 olabileceğini düşünmek.

Biliyor muydun?

Logaritma cetvelleri yaklaşık 350 yıl boyunca bilim insanlarının en önemli hesap aracıydı; Ay’a giden Apollo astronotları da yanlarında sürgülü hesap cetveli taşıyordu!

Kendini dene

1. log₂ 32 kaçtır?
  1. 16
  2. 6
  3. 5
  4. 4
Cevabı göster

Doğru cevap: C) 5 · 2⁵ = 32.

2. log₃ 1 kaçtır?
  1. 1
  2. 0
  3. Tanımsız
  4. 3
Cevabı göster

Doğru cevap: B) 0 · logₐ 1 = 0.

3. ln e kaçtır?
  1. 10
  2. e
  3. 0
  4. 1
Cevabı göster

Doğru cevap: D) 1 · logₐ a = 1.

4. Grafiğe göre y = log₂ x grafiği x eksenini hangi noktada keser?
  1. (1, 0)
  2. (0, 1)
  3. (2, 0)
  4. (0, 0)
Cevabı göster

Doğru cevap: A) (1, 0) · Grafik.

5. log 2 ≈ 0,301 ise log 8 yaklaşık kaçtır?
  1. 0,903
  2. 0,602
  3. 2,408
  4. 0,301
Cevabı göster

Doğru cevap: A) 0,903 · 3 log 2.

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

12. 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