Logaritma ve Diziler

Logaritma Kuralları ve Formülleri

AYT10 dakikalık okuma

Logaritma kuralları ve formülleri: mavi ve kırmızı blok gruplarını birleştirip ayıran ve tekrar düzenleriyle dizen iki öğrenci

Logaritma kuralları, çarpma ve bölme gibi zor işlemleri toplama ve çıkarmaya, kuvvet almayı ise çarpmaya dönüştürür. Bu kurallar üs kurallarının logaritma dilindeki karşılığıdır ve logaritmalı her ifadenin sadeleştirilmesinde kullanılır. Bu yazıda çarpım, bölüm ve kuvvet kurallarını ispatlarıyla, tabanın kuvveti kuralını, taban değiştirme formülünü, ters çevirme ve zincir kurallarını, logaritmalı üsleri, yaklaşık değerlerle hesaplamayı, harfle verilen logaritmalarla çalışmayı ve sık yapılan hataları çözümlü örneklerle ele alıyoruz.


Kurallar neden gerekli?

Önce şunları bil

Bu yazıyı daha rahat anlamak için logaritmanın tanımını ve üs kurallarını biliyor olman yeterli.

Temel bilgiler için Logaritma Konu Anlatımı ve Üslü Sayılar Konu Anlatımı yazılarına göz at.

log64+log69 ifadesindeki iki logaritmanın hiçbiri tam sayı değildir, ama toplamları 2 dir. Bunu görmek için logaritma kuralları gerekir. Kurallar, farklı görünen logaritmaları birleştirmeyi, ayırmayı ve tek bir değere indirmeyi sağlar.

Kapaktaki öğrenciler mavi ve kırmızı blok gruplarını birleştiriyor, ayırıyor ve aynı gruptan birkaç tane yan yana diziyor. Bu üç hareket, logaritmanın çarpım, bölüm ve kuvvet kurallarına karşılık geliyor. Diğer bütün formüller bu üç temel kuralın birleşimidir.

Üs kurallarından logaritma kurallarına

Logaritma bir üs olduğu için logaritma kuralları üs kurallarından gelir. Aynı tabanlı kuvvetler çarpılırken üsler toplanır; bu yüzden çarpımın logaritması, logaritmaların toplamıdır. Bölmede üsler çıkarılır; kuvvetin kuvvetinde ise üsler çarpılır.

Üs kuralıLogaritma kuralı
am·an=am+nloga(xy)=logax+logay
aman=am−nlogaxy=logax−logay
(am)n=amnlogaxn=nlogax

Kuralların hepsinde x ve y pozitif, taban ise pozitif ve 1 den farklıdır. Bu koşullar unutulursa kurallar yanlış sonuç verebilir.

Çarpım kuralı

logax=m ve logay=n olsun. Tanımdan x=am ve y=an olur. Çarpım xy=am+n olduğundan loga(xy)=m+n bulunur. Böylece çarpımın logaritması logaritmaların toplamına eşittir:

loga(xy)=logax+logay

Örnek

log64+log69 ifadesi verilsin.

Değerini bulalım.

Çarpım kuralıyla ifade log6(4·9)=log636 olur.

62=36 olduğundan sonuç 2 dir.

Bölüm kuralı

Aynı yolla bölümün logaritması logaritmaların farkıdır. xy=am−n olduğundan:

logaxy=logax−logay

Örnek

log354−log32 ifadesi verilsin.

Değerini bulalım.

Bölüm kuralıyla ifade log3542=log327 olur.

33=27 olduğundan sonuç 3 tür.

Bölüm kuralının özel bir durumu loga1x=−logax eşitliğidir; çünkü loga1=0 dır. Bir sayının tersinin logaritması, logaritmasının ters işaretlisidir.

Kuvvet kuralı

x=am ise xn=amn olur. Bu yüzden bir kuvvetin logaritmasında üs, logaritmanın önüne katsayı olarak iner:

logaxn=nlogax

Örnek

log285 ve log5125 ifadeleri verilsin.

Değerlerini bulalım.

log285=5log28=5·3=15 olur.

log5125=12log5125=12·3=32 olur.

Kökler de kesirli üs olarak yazılıp aynı kurala uyar: log2163=13log216=43 olur.

Kuvvet kuralında tanım koşulu

Kuvvet kuralı yalnızca logaritması alınan sayı pozitifken doğrudan uygulanabilir. Çift kuvvetlerde bu koşula özellikle dikkat etmek gerekir: x2 her x≠0 için pozitiftir ama x negatif olabilir.

Örnek

x=−3 için log3x2 ifadesi verilsin.

Kuvvet kuralının nasıl uygulanacağını inceleyelim.

log3(−3)2=log39=2 olur; ama 2log3(−3) tanımsızdır.

Doğru yazım logax2=2loga|x| tir; burada 2log33=2 bulunur.

Bu ayrım özellikle logaritmalı denklemlerde önemlidir: logx2 yerine 2logx yazmak negatif çözümleri siler.

Tabanın kuvveti

Taban da bir kuvvet olarak yazılabiliyorsa tabandaki üs logaritmanın önüne bölen olarak iner. Sayıdaki ve tabandaki üsler birlikte şu kuralı verir:

logambn=nmlogab

Örnek

log832 ve log28 ifadeleri verilsin.

Değerlerini bulalım.

log2325=53log22=53 olur.

log21/223=31/2=6 olur.

Taban değiştirme formülü

Farklı tabanlı logaritmalar ortak bir tabana çevrilerek karşılaştırılır ya da hesaplanır. Taban değiştirme formülü, her logaritmayı istenen bir c tabanındaki iki logaritmanın bölümü olarak yazar:

logab=logcblogca

İspatı kısadır: logab=x ise ax=b dir. İki tarafın c tabanında logaritması alınınca kuvvet kuralıyla xlogca=logcb olur ve x yalnız bırakılır.

Örnek

log432 ve log927 ifadeleri verilsin.

Taban değiştirmeyle bulalım.

log432=log232log24=52 olur.

log927=log327log39=32 olur.

Kurallarla karşılaştırma

Farklı görünen iki logaritmanın eşit olup olmadığı ya da hangisinin büyük olduğu kurallarla anlaşılır. Tabanın kuvveti kuralı, birçok ifadeyi aynı tabana indirerek karşılaştırmayı hesapsız hâle getirir.

Örnek

log49 ile log23, sonra log23 ile 32 karşılaştırılsın.

Hangisinin büyük olduğunu bulalım.

log49=log2232=log23 olduğundan ilk iki sayı eşittir.

32=log223/2=log28 ve 8<9=3 olduğundan log23 daha büyüktür.

Hesap makinesiyle logaritma

Hesap makineleri genellikle yalnızca onluk ve doğal logaritmayı hesaplar. Başka tabanlı bir logaritma, taban değiştirme formülüyle bu iki tabandan birine çevrilir.

Örnek

log7≈0,8451 ve log2≈0,3010 değerleri verilsin.

log27 değerini yaklaşık olarak bulalım.

log27=log7log2≈0,84510,3010 olur.

Sonuç yaklaşık 2,81 dir; gerçekten 22=4<7<8=23 olduğundan değer 2 ile 3 arasındadır.

Ters çevirme kuralı

Taban değiştirme formülünde c=b alınırsa pay 1 olur ve bir logaritmanın tabanı ile sayısı yer değiştirince değerin çarpmaya göre tersi elde edilir:

logab=1logba

Örnek

log23·log32 ve 1log26+1log36 ifadeleri verilsin.

Değerlerini bulalım.

Birincisi log23·1log23=1 olur.

İkincisi log62+log63=log66=1 olur.

Ters çevirmeyle toplam

Paydasında logaritma bulunan kesirler ters çevirme kuralıyla aynı tabanlı logaritmalara dönüşür. Böylece kesirler toplamı tek bir logaritmada birleşir.

Örnek

1log230+1log330+1log530 ifadesi verilsin.

Değerini bulalım.

Her kesir ters çevrilir: log302+log303+log305.

Çarpım kuralıyla log30(2·3·5)=log3030=1 olur.

Zincir kuralı

Birinin sayısı diğerinin tabanı olan logaritmalar çarpılınca aradaki sayı sadeleşir. Taban değiştirme formülüyle her çarpan bir bölüm olarak yazılırsa paylar ve paydalar birbirini götürür:

logab·logbc=logac

Örnek

log23·log34·log45·log56·log67·log78 çarpımı verilsin.

Değerini bulalım.

Zincir kuralı art arda uygulanınca aradaki bütün sayılar sadeleşir ve log28 kalır.

Sonuç 3 tür.

Kapanan zincir

Zincirin son sayısı ilk tabana eşitse, yani zincir başladığı yere dönüyorsa çarpım her zaman 1 dir: logab·logbc·logca=logaa=1. Bu kural, tabanları ve sayıları döngü oluşturan çarpımları tek adımda hesaplatır.

Örnek

log25·log59·log92 çarpımı verilsin.

Değerini bulalım.

Zincir kuralıyla ilk iki çarpan log29 olur; bu da log92 ile çarpılınca log22 kalır.

Sonuç 1 dir.

Logaritmaları verilen sayılarla işlem

İki sayının aynı tabandaki logaritmaları biliniyorsa, bu sayılardan kurulan çarpım, bölüm ve kuvvetlerin logaritmaları kurallarla doğrudan hesaplanır. Sayıların kendilerini bulmaya gerek kalmaz.

Örnek

logax=2 ve logay=3 olsun.

loga(x2y), logaxy ve logax3y2 değerlerini bulalım.

loga(x2y)=2·2+3=7 ve logaxy=12·2−3=−2 olur.

logax3y2=3·2−2·3=0 olur; bu da x3=y2 olduğunu gösterir.

Logaritmalı üsler

alogab=b eşitliği, üssünde logaritma bulunan ifadeleri sadeleştirir. Üs bir toplamsa önce üs kuralıyla parçalanır.

Örnek

5log57 ve 23+log25 ifadeleri verilsin.

Değerlerini bulalım.

Birincisi doğrudan 7 olur.

İkincisi 23·2log25=8·5=40 olur.

Daha ileri bir kural da vardır: alogbc=clogba eşitliği her uygun a, b ve c için doğrudur. İki tarafın b tabanında logaritması alınınca ikisi de logba·logbc olur. Örneğin 3log25=5log23 tür.

Yaklaşık değerlerle hesap

log2≈0,301 ve log3≈0,477 değerleri bilinirse birçok sayının onluk logaritması kurallarla bulunur. Sayı 2, 3 ve 10 un çarpımları ve bölümleri olarak yazılır:

SayıYazılışYaklaşık logaritma
62·30,778
51020,699
1222·31,079
1,5320,176

log5=log10−log2=1−log2 eşitliği özellikle kullanışlıdır; 5 in logaritması doğrudan 2 ninkinden elde edilir. Aynı yolla log25=2−2log2 ve log50=2−log2 yazılabilir.

Harfle verilen logaritmalar

Sınav sorularında logaritmalar çoğu zaman harfle verilir ve başka bir logaritmanın bu harfler cinsinden yazılması istenir. Yöntem aynıdır: sayı, logaritması bilinen sayıların çarpımına ve bölümüne ayrılır.

Örnek

log2=a ve log3=b olsun.

log18 ve log15 ifadelerini a ve b cinsinden yazalım.

18=2·32 olduğundan log18=a+2b olur.

15=3·102 olduğundan log15=b+1−a olur.

Örnek

Yine log2=a ve log3=b olsun.

log612 ifadesini a ve b cinsinden yazalım.

Taban değiştirme: log612=log12log6.

log12=2a+b ve log6=a+b olduğundan sonuç 2a+ba+b olur.

Harfle verilen tabanda logaritma

Bazen tek bir logaritma harfle verilir ve başka tabanlı bir logaritma istenir. Bu durumda verilen logaritmanın tabanı ortak taban seçilir ve istenen ifade taban değiştirmeyle bu tabana çevrilir.

Örnek

log23=a olsun.

log1218 ifadesini a cinsinden yazalım.

Taban 2 ye çevrilir: log1218=log218log212.

log218=1+2a ve log212=2+a olduğundan sonuç 1+2a2+a olur.

Kurallarla basamak sayısı

Kuvvet kuralı, büyük bir kuvvetin kaç basamaklı olduğunu bulmayı kolaylaştırır. Kuvvetin onluk logaritması, üs ile tabanın logaritmasının çarpımıdır; basamak sayısı bu değerin tam kısmının bir fazlasıdır.

Örnek

log3≈0,477 olduğu biliniyor.

320 sayısının kaç basamaklı olduğunu bulalım.

log320=20log3≈9,54 olur.

Tam kısım 9 olduğundan sayı 10 basamaklıdır.

Doğal logaritmada kurallar

Doğal logaritma da bir logaritma olduğu için bütün kurallar onda da geçerlidir. ln ile yazılan ifadelerde tabanın e olduğu unutulmamalıdır: lne=1 ve elnx=x.

Örnek

lne3, eln5 ve ln8−3ln2 ifadeleri verilsin.

Değerlerini bulalım.

lne3=3 ve eln5=5 olur.

ln8=ln23=3ln2 olduğundan üçüncüsü 0 olur.

Birden fazla kuralla sadeleştirme

Uzun ifadelerde kurallar sırayla uygulanır: önce katsayılar kuvvet kuralıyla sayının üssüne taşınır, sonra toplamlar çarpım, farklar bölüm olarak birleştirilir. Tek bir logaritmaya inen ifade kolayca hesaplanır.

Örnek

log212−log23+2log212 ifadesi verilsin.

Değerini bulalım.

Katsayı üsse taşınır: 2log212=log214.

İfade log2(123·14)=log21=0 olur.

Örnek

log8+log27log6 ifadesi verilsin.

Değerini bulalım.

Pay log216=log63=3log6 olur.

Sonuç 3log6log6=3 olur.

Katsayılı ifadeyi tek logaritmaya indirmek

Katsayılı logaritmalar toplanırken ya da çıkarılırken önce her katsayı kuvvet kuralıyla sayının üssüne taşınır. Katsayı kalmadığında toplama ve çıkarma çarpım ve bölüm kurallarıyla tek bir logaritmada birleşir.

Örnek

2log5+log4 ve 3log26−log227 ifadeleri verilsin.

Değerlerini bulalım.

Birincisi log25+log4=log100=2 olur.

İkincisi log2216−log227=log28=3 olur.

Ortak tabana getirme

Farklı tabanlı logaritmalar toplanacaksa önce aynı tabana getirilir. Tabanlar aynı asal sayının kuvvetleriyse tabanın kuvveti kuralı işlemi kısaltır.

Örnek

log25+log425+log8125 ifadesi verilsin.

İfadeyi tek bir logaritma olarak yazalım.

log425=log2252=log25 ve log8125=log2353=log25 olur.

Toplam 3log25=log2125 olur.

Kurallarla denkleme giriş

Logaritma kuralları denklem çözerken de kullanılır: birden fazla logaritma tek bir logaritmada toplanır, sonra tanım uygulanır. Bulunan köklerin tanım koşullarını sağlayıp sağlamadığı mutlaka kontrol edilmelidir.

Örnek

log2x+log2(x−2)=3 denklemi verilsin.

Denklemi çözelim.

Çarpım kuralıyla log2(x(x−2))=3, yani x2−2x=8 ve (x−4)(x+2)=0.

x=−2 logaritmayı tanımsız yaptığı için atılır; çözüm x=4 tür.

Denklem çözme yöntemlerinin tamamı için Logaritmik Denklemler Nasıl Çözülür? yazısına bakabilirsin.

Kuralların özeti

KuralFormül
Çarpımloga(xy)=logax+logay
Bölümlogaxy=logax−logay
Kuvvetlogaxn=nlogax
Tabanın kuvvetilogambn=nmlogab
Taban değiştirmelogab=logcblogca
Ters çevirmelogab·logba=1
Zincirlogab·logbc=logac
Logaritmalı üsalogab=b

Tablodaki her kural, logaritmanın bir üs olduğu gerçeğinden türetilebilir. Bir kural akla gelmediğinde ifadeyi üslü biçime çevirip üs kurallarını uygulamak her zaman işe yarar.

Sınavda logaritma kuralları

Sınavda nasıl çıkar

İleri düzeyde (AYT) logaritma kuralları; ifade sadeleştirme, harfle verilen logaritmalar, taban değiştirme, zincir kuralı ve logaritmalı üsler biçiminde karşına çıkabilir.

Kurallar logaritmalı denklem ve eşitsizlik sorularının da ilk adımıdır.

Sadeleştirme sorusunda önce bütün katsayıları üsse taşı, sonra toplamları ve farkları tek bir logaritmada birleştir. Farklı tabanlar varsa ortak tabana getirmeyi, harfle verilen sorularda ise sayıyı asal çarpanlarına ayırmayı dene.

Sık yapılan hatalar

HataDoğrusu
log(x+y)=logx+logyToplamın logaritması için kural yok
logx·logy=log(xy)Çarpımın logaritması toplamdır
logxlogy=logxyBölüm taban değiştirmedir
(logx)2=2logxKuvvet kuralı yalnız logx2 için
Tabanın kuvvetinde üssü çarpmakTabandaki üs bölen olur
Denklemde tanım koşulunu kontrol etmemekKökler denenir

Bu hataların çoğu kuralların yönünü karıştırmaktan doğar. Kural, logaritmanın içindeki işlemi dışarıdaki başka bir işleme çevirir; içeride toplama varsa hiçbir kural uygulanamaz.

Sık sorulanlar

Logaritmada çarpım kuralı nedir?

Çarpımın logaritması logaritmaların toplamıdır: log a tabanında xy eşittir log a x artı log a y.

Logaritmada kuvvet kuralı nedir?

Bir kuvvetin logaritmasında üs, logaritmanın önüne katsayı olarak iner: log a x üzeri n eşittir n çarpı log a x.

Taban değiştirme formülü nedir?

log a b, istenen bir c tabanında log c b nin log c a ya bölümüne eşittir. Hesap makinesiyle farklı tabanlı logaritma bu formülle hesaplanır.

log(x + y) nasıl açılır?

Toplamın logaritması için bir kural yoktur. log(x + y), log x artı log y ye eşit değildir.

log 5 kaçtır?

log 5 eşittir 1 eksi log 2 dir. log 2 yaklaşık 0.301 olduğundan log 5 yaklaşık 0.699 olur.

Zincir kuralı nedir?

Birinin sayısı diğerinin tabanı olan logaritmalar çarpılınca aradaki sayı sadeleşir: log a b çarpı log b c eşittir log a c.

Logaritma kuralları nereden gelir?

Logaritma bir üs olduğu için kurallar üs kurallarından gelir. Kuvvetler çarpılırken üsler toplandığı için çarpımın logaritması logaritmaların toplamıdır; bölme ve kuvvet kuralları da aynı yolla elde edilir.

Kontrol listesi

0 / 10 tamamlandı

Bunlar da ilgini çekebilir

Bu yazıyı paylaş

WhatsAppX
✕