gamedschool

Üstel ve Logaritmik Denklemler ve Eşitsizlikler konu anlatımı

12. sınıf Matematik · Üstel ve Logaritmik Fonksiyonlar

Lise · 12. sınıf · Matematik · Ünite: Üstel ve Logaritmik Fonksiyonlar · ~4 dk okuma

Üstel denklemler: tabanları eşitleme, değişken değiştirme, logaritma alma; logaritmik denklemler: tanımdan üstel biçime geçme, logaritma özellikleriyle tek logaritmada toplama, değişken değiştirme ve tanım kümesi kontrolü; üstel ve logaritmik eşitsizlikler (taban 1’den büyükse eşitsizlik yönünün korunması, 0 ile 1 arasında ise değişmesi; tanım kümesiyle kesiştirme); faiz, nüfus ve yarı ömür problemlerinde süre bulma.

Üstel denklemler

1. Tabanları eşitleme: a^f(x) = a^g(x) ise f(x) = g(x)

  • 4ˣ = 8 → 2²ˣ = 2³ → x = 3/2
  • 9ˣ⁺¹ = 27 → 3²ˣ⁺² = 3³ → 2x + 2 = 3 → x = 1/2
  • aᶠ⁽ˣ⁾ = bᶠ⁽ˣ⁾ (a ≠ b) ise f(x) = 0 → 2ˣ⁻³ = 5ˣ⁻³ → x = 3

2. Değişken değiştirme: 4ˣ − 3 · 2ˣ − 4 = 0

  • 2ˣ = t (t > 0) → t² − 3t − 4 = 0 → (t − 4)(t + 1) = 0
  • t = −1 olamaz (2ˣ > 0), t = 4 → 2ˣ = 4 → x = 2

3. Logaritma alma: Tabanlar eşitlenemiyorsa iki tarafın logaritması alınır.

  • 3ˣ = 7 → x = log₃ 7 = log 7 / log 3 ≈ 0,845 / 0,477 ≈ 1,77

Logaritmik denklemler

Temel adım: logₐ f(x) = b ⇒ f(x) = aᵇ

  • log₂ (x − 1) = 3 → x − 1 = 8 → x = 9

Özelliklerle tek logaritmada toplama:

  • log x + log (x − 3) = 1 → log [x(x − 3)] = 1 → x² − 3x = 10 → x² − 3x − 10 = 0 → x = 5 veya x = −2
  • Tanım kümesi kontrolü: x = −2 için log (−2) tanımsız → Ç = {5}

Değişken değiştirme: (log x)² − 3 log x + 2 = 0 → log x = t → t² − 3t + 2 = 0 → t = 1 veya 2 → x = 10 veya x = 100

Logaritmaların eşitliği: logₐ f(x) = logₐ g(x) ⇒ f(x) = g(x) (ve ikisi de pozitif)

  • log₃ (2x + 1) = log₃ (x + 4) → x = 3 (2 · 3 + 1 = 7 > 0 ✓)

⚠️ Logaritmik denklemlerde bulunan her kök mutlaka tanım kümesinde denetlenmelidir.

Eşitsizlikler ve süre problemleri

Kural: Taban a > 1 ise eşitsizlik yönü korunur; 0 < a < 1 ise yön değişir.

EşitsizlikÇözüm
2ˣ⁻¹ > 82ˣ⁻¹ > 2³ → x − 1 > 3 → x > 4
(1/3)ˣ ≥ 9(1/3)ˣ ≥ (1/3)⁻² → yön değişir → x ≤ −2
log₂ (x − 3) < 20 < x − 3 < 4 → 3 < x < 7
log₁/₂ x > −10 < x < (1/2)⁻¹ → 0 < x < 2

Süre bulma: Yıllık %20 bileşik faizle para kaç yılda iki katına çıkar?

  • 1,2ᵗ ≥ 2 → t ≥ log 2 / log 1,2 ≈ 0,301 / 0,079 ≈ 3,8 → 4 yıl

Yarı ömür: N = N₀ (1/2)^(t/T) → N/N₀ = 1/8 ise t/T = 3 → t = 3T

Kavramlar

üstel denklem
bilinmeyenin üste olduğu denklem
logaritmik denklem
bilinmeyenin logaritma içinde olduğu denklem
değişken değiştirme
ifadeyi yeni bir harfle göstererek sadeleştirme
tanım kümesi kontrolü
kökün ifadeyi tanımlı yapıp yapmadığını denetleme
çözüm kümesi
denklemi sağlayan değerler
Önemli noktalar
  • Tabanları eşitle: aᶠ = aᵍ ⇒ f = g
  • aˣ = t dönüşümünde t > 0 şartı
  • Eşitlenemeyen tabanlarda logaritma al
  • logₐ f(x) = b ⇒ f(x) = aᵇ; kökleri tanım kümesinde denetle
  • a > 1 yön korunur, 0 < a < 1 yön değişir
  • Süre problemlerinde t = log (oran) / log (çarpan)

Örnek soru ve çözümü

Soru

Kartlara göre (1/2)ˣ⁺¹ < 1/16 eşitsizliğini çözünüz.

Çözüm

1/16 = (1/2)⁴ → (1/2)ˣ⁺¹ < (1/2)⁴. Taban 0 ile 1 arasında olduğundan eşitsizliğin yönü değişir: x + 1 > 4 → x > 3.

Çözümlü örnekler

1. 5ˣ⁻² = 125 denklemini çözünüz. KolayÇözüm

5ˣ⁻² = 5³ → x − 2 = 3 → x = 5.

2. log₃ (x + 2) + log₃ (x − 4) = 3 denklemini çözünüz. OrtaÇözüm

log₃ [(x + 2)(x − 4)] = 3 → x² − 2x − 8 = 27 → x² − 2x − 35 = 0 → x = 7 veya x = −5. x = −5 için x − 4 < 0 olduğundan Ç = {7}.

3. 9ˣ − 10 · 3ˣ + 9 = 0 denklemini çözünüz. ZorÇözüm

3ˣ = t → t² − 10t + 9 = 0 → t = 1 veya t = 9 → 3ˣ = 1 ise x = 0, 3ˣ = 9 ise x = 2. Ç = {0, 2}.

Sık yapılan hatalar

  • Tabanı 0 ile 1 arasında olan eşitsizlikte yönü değiştirmeyi unutmak.
  • Logaritmik denklemlerde tanım kümesine uymayan kökü kabul etmek.
  • aˣ = t dönüşümünde negatif t değerini kabul etmek.

Biliyor muydun?

Kural 72 olarak bilinen pratik yönteme göre yıllık %r faizle para yaklaşık 72/r yılda ikiye katlanır: %20 için 72/20 = 3,6 yıl, logaritmayla bulunan 3,8 yıla oldukça yakın!

Kendini dene

1. 2ˣ = 64 ise x kaçtır?
  1. 6
  2. 8
  3. 32
  4. 5
Cevabı göster

Doğru cevap: A) 6 · 2⁶.

2. 27ˣ = 9 ise x kaçtır?
  1. 1/3
  2. 2/3
  3. 3/2
  4. 3
Cevabı göster

Doğru cevap: B) 2/3 · 3³ˣ = 3².

3. 3ˣ⁻⁴ = 7ˣ⁻⁴ ise x kaçtır?
  1. 3
  2. 0
  3. 7
  4. 4
Cevabı göster

Doğru cevap: D) 4 · Üs sıfır.

4. log₂ (x + 3) = 4 ise x kaçtır?
  1. 5
  2. 11
  3. 13
  4. 16
Cevabı göster

Doğru cevap: C) 13 · x + 3 = 16.

5. 4ˣ − 5 · 2ˣ + 4 = 0 denkleminin çözüm kümesi hangisidir?
  1. {1, 4}
  2. {0, 2}
  3. {2}
  4. {0, 1}
Cevabı göster

Doğru cevap: B) {0, 2} · t = 1 veya 4.

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