Logaritma Konu Anlatımı
AYT10 dakikalık okuma görüntülenme
Logaritma, bir sayının belirli bir tabanın kaçıncı kuvveti olduğunu söyleyen işlemdir ve üs almanın tersidir. Katlanarak büyüyen nicelikleri eşit adımlarla ölçmeyi sağladığı için fen bilimlerinden finansa kadar pek çok alanda kullanılır. Bu yazıda üslü ifadeden logaritmaya geçişi, logaritmanın tanımını ve tanımlı olma koşullarını, temel değerleri, onluk ve doğal logaritmayı, tanım kümesi sorularını, logaritma fonksiyonunun grafiğini ve özelliklerini, logaritmalı sayıları karşılaştırmayı, basamak sayısı hesabını ve günlük hayattan uygulamaları çözümlü örneklerle ele alıyoruz.
Logaritma nedir?
Bu yazıyı daha rahat anlamak için üslü sayıları ve ters fonksiyon kavramını biliyor olman yeterli.
Temel bilgiler için Üslü Sayılar Konu Anlatımı ve Ters Fonksiyon yazılarına göz at.
Üslü sayılarda taban ve üs verilir, sonuç hesaplanır: . Logaritma ise ters soruyu sorar: nin kaçıncı kuvveti eder? Cevap tür ve bu durum biçiminde yazılır. Kısacası logaritma, bir üssü bulma işlemidir.
Kapaktaki öğrenci her adımda iki katına çıkan blok kulelerini şeffaf bir kemerin altından geçirerek eşit adımlarla yükselen küçük basamaklara çeviriyor. Logaritmanın yaptığı iş budur: katlanarak büyüyen değerleri, kaç adımda büyüdüklerini gösteren eşit aralıklı sayılara dönüştürür.
Logaritmanın tanımı
pozitif ve den farklı bir sayı, pozitif bir sayı olmak üzere eşitliğini sağlayan sayısına nin tabanına göre logaritması denir:
Bu eşdeğerlik, logaritma sorularının neredeyse tamamında kullanılır. Bir logaritmanın değerini bulmak için ifade üslü biçime çevrilir; üslü bir denklemi çözmek için ise logaritma biçimine geçilir.
Logaritma bir üstür.
sorusu, nın kaçıncı kuvvetinin ettiğini sorar.
Tanımlı olma koşulları
Logaritmanın tanımlı olması için hem tabana hem de logaritması alınan sayıya koşullar konur. Her koşulun bir nedeni vardır:
| Koşul | Neden? |
|---|---|
| Taban pozitif: | Negatif tabanın kesirli kuvvetleri gerçek sayı olmayabilir |
| Taban den farklı: | in her kuvveti dir; başka sayıya ulaşılamaz |
| Sayı pozitif: | Pozitif tabanın her kuvveti pozitiftir |
Bu yüzden , ya da gibi ifadeler tanımsızdır. Logaritma içeren her soruda, hesaba başlamadan önce bu üç koşul kontrol edilmelidir.
Logaritma değeri hesaplamak
Logaritmanın değerini bulmak için sayı, tabanın bir kuvveti olarak yazılır. Sayı tabanın kesirli ya da negatif kuvvetiyse üs kuralları kullanılır:
| İfade | Üslü yazım | Değer |
|---|---|---|
ifadesi verilsin.
Değerini bulalım.
yazılır; iki taraf tabanına çevrilir: .
, yani olur.
Köklü ve kesirli sayıların logaritması
Kök ve kesir içeren sayılar önce üslü biçimde yazılır: ve . Taban köklü olduğunda da aynı yol izlenir; taban ve sayı ortak bir asal tabana çevrilir, sonra üsler eşitlenir.
, ve ifadeleri verilsin.
Değerlerini bulalım.
olduğundan birincisi olur; olduğundan ikincisi olur.
ise , yani olur.
Temel değerler
Tanımdan doğrudan çıkan dört eşitlik, logaritma hesaplarının en sık kullanılan araçlarıdır:
| Eşitlik | Neden? |
|---|---|
| Tanımın kendisi | |
| Üs, tabanın yi veren kuvvetidir |
Son iki eşitlik, logaritma ile üs almanın birbirinin tersi olduğunu gösterir: biri diğerinin yaptığını geri alır. Örneğin ve olur.
Logaritmanın işareti
Bir logaritmanın pozitif mi negatif mi olduğu, hesaplamadan önce taban ve sayının e göre konumundan anlaşılır. Taban ve sayı in aynı tarafındaysa logaritma pozitif, farklı taraflarındaysa negatiftir.
| Taban | Sayı | İşaret |
|---|---|---|
| Pozitif | ||
| Negatif | ||
| Pozitif | ||
| Negatif |
Örneğin negatiftir, pozitiftir ve negatiftir. Karşılaştırma sorularında önce işaretlere bakmak, sayıları çoğu zaman hesap yapmadan gruplara ayırır.
Logaritmalı üsler
Üssünde logaritma bulunan ifadelerde eşitliği kullanılır. Üs bir toplam ise önce üs kuralıyla parçalara ayrılır; taban logaritmanın tabanının kuvvetiyse önce ortak tabana çevrilir.
, ve ifadeleri verilsin.
Değerlerini bulalım.
ve olur.
olur.
Onluk ve doğal logaritma
İki taban o kadar sık kullanılır ki kendilerine özel yazımları vardır. Tabanı olan logaritmaya onluk logaritma denir ve taban yazılmaz: . Tabanı sayısı olan logaritmaya doğal logaritma denir ve ile gösterilir.
sayısı yaklaşık olan irrasyonel bir sayıdır ve sürekli büyüme hesaplarında, türev ve integral konularında doğal olarak ortaya çıkar. Doğal logaritmada da temel değerler geçerlidir: , ve .
| Yazım | Anlamı |
|---|---|
Üslü denklemden logaritmaya
Bir üslü denklemde bilinmeyen üsteyse ve iki taraf aynı tabana getirilemiyorsa çözüm logaritma ile yazılır. Sonuç bir tam sayı değildir, ama hangi iki tam sayı arasında olduğu kolayca bulunur.
denklemi verilsin.
Çözümü yazalım ve hangi tam sayılar arasında olduğunu bulalım.
Tanımdan olur.
olduğundan , ile arasındadır.
ifadesi verilsin.
Değerin hangi iki ardışık tam sayı arasında olduğunu bulalım.
ve dir.
olduğundan , ile arasındadır.
İç içe logaritma
İç içe logaritmalar içten dışa doğru hesaplanır. Her adımda elde edilen sayı bir sonraki logaritmanın içine yazılır.
ifadesi verilsin.
Değerini bulalım.
İçteki logaritma: .
Dıştaki logaritma: olur.
olsun.
i bulalım.
Dıştan içe tanım uygulanır: .
Buradan olur.
Tabanı bilinmeyen logaritma
Tabanda bilinmeyen varsa ifade yine üslü biçime çevrilir. Bulunan değerlerden tabanın pozitif ve den farklı olma koşulunu sağlamayanlar atılır.
ve eşitlikleri verilsin.
ve yi bulalım.
olduğundan ya da ; taban pozitif olmalı, olur.
ise olur.
Tanım kümesi
Logaritmalı bir fonksiyonun tanım kümesi bulunurken tabanın pozitif ve den farklı, logaritması alınan ifadenin ise pozitif olması istenir. Bu koşulların ortak çözümü tanım kümesini verir.
fonksiyonu verilsin.
Tanım kümesini ve bu kümedeki tam sayıları bulalım.
ve koşullarından ve ; koşulundan .
Tanım kümesi olur; içindeki tam sayılar ve tür.
fonksiyonu verilsin.
Tanım kümesini bulalım.
olmalıdır, yani .
Tanım kümesi olur.
Logaritma fonksiyonunun grafiği
fonksiyonu, üstel fonksiyonunun tersidir. Ters fonksiyonların grafikleri doğrusuna göre simetrik olduğundan logaritma grafiği, üstel grafiğin bu doğruya göre yansımasıdır.
Grafikte üstel eğri noktasından, logaritma eğrisi ise onun yansıması olan noktasından geçer. Aynı şekilde noktası noktasına yansır: ve .
Grafiğin özellikleri
Logaritma fonksiyonunun grafiği tabanın değerine göre iki biçimde olur, ama bazı özellikler her iki durumda da aynıdır:
| Özellik | |
|---|---|
| Tanım kümesi | |
| Görüntü kümesi | Tüm gerçek sayılar |
| Geçtiği nokta | |
| Asimptot | Dikey eksen, |
| iken | Artan |
| iken | Azalan |
Grafik dikey eksene sonsuz yaklaşır ama onu hiç kesmez; çünkü ve negatif sayıların logaritması tanımsızdır. Buna karşın grafik sağa doğru sınırsız yükselir, ama bu yükseliş çok yavaştır: in a ulaşması için in olması gerekir. Bu yavaş büyüme, logaritmanın çok büyük sayıları küçük ve kolay yönetilen değerlere çevirmesinin temel nedenidir.
Tabanı 1 den küçük logaritma
Taban ile arasındaysa logaritma fonksiyonu azalandır. olduğu için bu grafik, grafiğinin yatay eksene göre yansımasıdır.
İki grafik noktasında kesişir. için biri , diğeri değerini alır: ve .
Logaritmalı sayıları karşılaştırmak
Taban den büyükse logaritma artan olduğu için büyük sayının logaritması da büyüktür. Aynı sayının farklı tabanlardaki logaritmaları karşılaştırılırken ise tersine bir durum vardır: taban büyüdükçe aynı sayıya ulaşmak için daha küçük bir üs yeter.
, ve sayıları verilsin.
Sayıları sıralayalım.
, ve olduğundan , ile ; , ile ; , ile arasındadır.
Sıralama olur.
Logaritmalı eşitsizliklere giriş
Logaritma fonksiyonunun artan ya da azalan olması, eşitsizlik çözerken yönü belirler. Taban den büyükse eşitsizliğin yönü korunur, taban ile arasındaysa yön değişir. Her durumda logaritması alınan ifadenin pozitif olması ayrıca istenir.
ve eşitsizlikleri verilsin.
Çözüm kümelerini bulalım.
Birincide taban den büyüktür: .
İkincide taban den küçüktür, yön değişir: ; pozitiflik koşuluyla çözüm olur.
Logaritma fonksiyonunun tersi
Logaritmalı bir fonksiyonun tersi, yalnız bırakılıp logaritma üslü biçime çevrilerek bulunur. Tersine, üstel bir fonksiyonun tersi logaritmalı bir fonksiyondur.
fonksiyonu verilsin.
Ters fonksiyonu bulalım.
ise , yani .
Değişkenler yer değiştirince olur.
Kontrol için ve hesaplanabilir; fonksiyon ile tersi birbirini geri alır.
Kuralların önizlemesi
Logaritma üs almanın tersi olduğu için üs kuralları logaritmada yeni kurallara dönüşür. Çarpımın logaritması toplam, bölümün logaritması fark, kuvvetin logaritması ise çarpım olur:
| Üs kuralı | Logaritma kuralı |
|---|---|
Bu kuralların ispatı, taban değiştirme formülü ve çok sayıda örnek Logaritma Kuralları ve Formülleri yazısında.
Basamak sayısı
Onluk logaritma, büyük bir sayının kaç basamaklı olduğunu hesaplamadan bulmayı sağlar. basamaklı bir pozitif tam sayı ile arasındadır; bu yüzden logaritmasının tam kısmı dir. Basamak sayısı, logaritmanın tam kısmının bir fazlasıdır.
olduğu biliniyor.
sayısının kaç basamaklı olduğunu bulalım.
olur.
Tam kısım olduğundan sayı basamaklıdır.
Uygulama: pH değeri
Kimyada bir çözeltinin asitliği pH ile ölçülür ve formülüyle hesaplanır; burada hidrojen iyonu derişimidir. Derişim kat artınca pH yalnızca azalır; logaritma, çok geniş bir aralığa yayılan derişimleri ile arasındaki kullanışlı bir ölçeğe sıkıştırır.
Bir çözeltide mol bölü litre olsun.
pH değerini ve derişim katına çıkarsa yeni pH değerini bulalım.
olur.
Derişim olursa olur; pH azalmıştır.
Uygulama: katlanarak büyüme
Her adımda sabit bir katla büyüyen bir niceliğin belirli bir değere kaç adımda ulaşacağı logaritma ile bulunur. Bakteri üremesi, bileşik faiz ve bilgisayar biliminde ikili arama bu türden sorulardır.
Bir bakteri kolonisi her saat iki katına çıkıyor.
Kolonin başlangıçtakinin katına kaç saatte ulaşacağını bulalım.
denklemi yazılır; .
olduğundan saat bulunur.
Aynı fikir ikili aramada da görülür: sıralı elemanlı bir listede her adımda aranan aralık yarıya indiği için en fazla adımda sonuca ulaşılır. Logaritma, bu yüzden bilgisayar biliminde algoritmaların hızını ölçmede de temel bir araçtır.
Sınavda logaritma
İleri düzeyde (AYT) logaritma; değer hesaplama, tanım kümesi, iç içe logaritma, karşılaştırma, grafik ve ters fonksiyon biçiminde karşına çıkabilir.
Logaritma kuralları ve logaritmalı denklemler bu konunun devamıdır ve sık sorulur.
Logaritma sorusuna başlarken önce tanım koşullarını yaz, sonra ifadeyi üslü biçime çevir. Değer hesaplarında sayıyı tabanın kuvveti olarak yazmak, karşılaştırma sorularında ise değerleri iki ardışık tam sayı arasına yerleştirmek çoğu zaman yeterlidir.
Sık yapılan hatalar
| Hata | Doğrusu |
|---|---|
| sanmak | , değer |
| Negatif sayının logaritmasını almak | Sayı pozitif olmalı |
| Tabanı almak | Taban den farklı olmalı |
| Tanım kümesinde tabanı unutmak | Taban da koşul verir |
| iken eşitsizlik yönünü korumak | Yön değişir |
| yazmak | tanımsızdır |
Hataların çoğu logaritmanın bir üs olduğunu unutmaktan doğar. Şüpheye düştüğünde ifadeyi biçimine çevirip denetlemek doğru sonucu hemen gösterir.
Hap bilgi özeti
Logaritma bir üstür.
sorusu, nın kaçıncı kuvvetinin ettiğini sorar.
Sık sorulanlar
Logaritma nedir?
Bir sayının belirli bir tabanın kaçıncı kuvveti olduğunu söyleyen işlemdir. log2 8 eşittir 3 çünkü 2 nin küpü 8 dir.
Logaritmada taban neden 1 olamaz?
1 in her kuvveti 1 olduğu için 1 tabanıyla başka bir sayıya ulaşılamaz. Bu yüzden taban pozitif ve 1 den farklı olmalıdır.
Negatif sayının logaritması alınır mı?
Hayır. Pozitif bir tabanın her kuvveti pozitif olduğu için logaritması alınan sayı pozitif olmalıdır.
log ve ln arasındaki fark nedir?
log onluk logaritmadır, tabanı 10 dur. ln doğal logaritmadır, tabanı yaklaşık 2.718 olan e sayısıdır.
Logaritma fonksiyonunun grafiği hangi noktadan geçer?
Her tabanda logaritma grafiği (1, 0) noktasından geçer; çünkü her tabanın sıfırıncı kuvveti 1 dir.
Bir sayının basamak sayısı logaritma ile nasıl bulunur?
Sayının onluk logaritmasının tam kısmına 1 eklenir. Örneğin 2 üzeri 100 sayısı 31 basamaklıdır.
log 1000 kaçtır?
10 un küpü 1000 olduğu için log 1000 eşittir 3 tür. Onluk logaritmada 10 un kuvvetlerinin logaritması doğrudan üs olarak okunur.
Logaritma fonksiyonu artan mıdır?
Taban 1 den büyükse artan, taban 0 ile 1 arasındaysa azalandır. Bu durum logaritmalı eşitsizliklerde yönün korunup korunmayacağını belirler.
Kontrol listesi
0 / 10 tamamlandı
Tebrikler, bu konunun kontrol listesini tamamladın.
Bunlar da ilgini çekebilir


