Logaritma Kuralları ve Formülleri
AYT10 dakikalık okuma görüntülenme
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?
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.
ifadesindeki iki logaritmanın hiçbiri tam sayı değildir, ama toplamları 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 kuralı | Logaritma kuralı |
|---|---|
Kuralların hepsinde ve pozitif, taban ise pozitif ve den farklıdır. Bu koşullar unutulursa kurallar yanlış sonuç verebilir.
Çarpım kuralı
ve olsun. Tanımdan ve olur. Çarpım olduğundan bulunur. Böylece çarpımın logaritması logaritmaların toplamına eşittir:
ifadesi verilsin.
Değerini bulalım.
Çarpım kuralıyla ifade olur.
olduğundan sonuç dir.
Bölüm kuralı
Aynı yolla bölümün logaritması logaritmaların farkıdır. olduğundan:
ifadesi verilsin.
Değerini bulalım.
Bölüm kuralıyla ifade olur.
olduğundan sonuç tür.
Bölüm kuralının özel bir durumu eşitliğidir; çünkü dır. Bir sayının tersinin logaritması, logaritmasının ters işaretlisidir.
Kuvvet kuralı
ise olur. Bu yüzden bir kuvvetin logaritmasında üs, logaritmanın önüne katsayı olarak iner:
ve ifadeleri verilsin.
Değerlerini bulalım.
olur.
olur.
Kökler de kesirli üs olarak yazılıp aynı kurala uyar: olur.
Kuvvet kuralında tanım koşulu
Kuvvet kuralı yalnızca logaritması alınan sayı pozitifken doğrudan uygulanabilir. Çift kuvvetlerde bu koşula özellikle dikkat etmek gerekir: her için pozitiftir ama negatif olabilir.
için ifadesi verilsin.
Kuvvet kuralının nasıl uygulanacağını inceleyelim.
olur; ama tanımsızdır.
Doğru yazım tir; burada bulunur.
Bu ayrım özellikle logaritmalı denklemlerde önemlidir: yerine 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:
ve ifadeleri verilsin.
Değerlerini bulalım.
olur.
olur.
Taban değiştirme formülü
Farklı tabanlı logaritmalar ortak bir tabana çevrilerek karşılaştırılır ya da hesaplanır. Taban değiştirme formülü, her logaritmayı istenen bir tabanındaki iki logaritmanın bölümü olarak yazar:
İspatı kısadır: ise dir. İki tarafın tabanında logaritması alınınca kuvvet kuralıyla olur ve yalnız bırakılır.
ve ifadeleri verilsin.
Taban değiştirmeyle bulalım.
olur.
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.
ile , sonra ile karşılaştırılsın.
Hangisinin büyük olduğunu bulalım.
olduğundan ilk iki sayı eşittir.
ve olduğundan 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.
ve değerleri verilsin.
değerini yaklaşık olarak bulalım.
olur.
Sonuç yaklaşık dir; gerçekten olduğundan değer ile arasındadır.
Ters çevirme kuralı
Taban değiştirme formülünde alınırsa pay olur ve bir logaritmanın tabanı ile sayısı yer değiştirince değerin çarpmaya göre tersi elde edilir:
ve ifadeleri verilsin.
Değerlerini bulalım.
Birincisi olur.
İkincisi olur.
Ters çevirmeyle toplam
Paydasında logaritma bulunan kesirler ters çevirme kuralıyla aynı tabanlı logaritmalara dönüşür. Böylece kesirler toplamı tek bir logaritmada birleşir.
ifadesi verilsin.
Değerini bulalım.
Her kesir ters çevrilir: .
Çarpım kuralıyla 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:
çarpımı verilsin.
Değerini bulalım.
Zincir kuralı art arda uygulanınca aradaki bütün sayılar sadeleşir ve kalır.
Sonuç tür.
Kapanan zincir
Zincirin son sayısı ilk tabana eşitse, yani zincir başladığı yere dönüyorsa çarpım her zaman dir: . Bu kural, tabanları ve sayıları döngü oluşturan çarpımları tek adımda hesaplatır.
çarpımı verilsin.
Değerini bulalım.
Zincir kuralıyla ilk iki çarpan olur; bu da ile çarpılınca kalır.
Sonuç 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.
ve olsun.
, ve değerlerini bulalım.
ve olur.
olur; bu da olduğunu gösterir.
Logaritmalı üsler
eşitliği, üssünde logaritma bulunan ifadeleri sadeleştirir. Üs bir toplamsa önce üs kuralıyla parçalanır.
ve ifadeleri verilsin.
Değerlerini bulalım.
Birincisi doğrudan olur.
İkincisi olur.
Daha ileri bir kural da vardır: eşitliği her uygun , ve için doğrudur. İki tarafın tabanında logaritması alınınca ikisi de olur. Örneğin tür.
Yaklaşık değerlerle hesap
ve değerleri bilinirse birçok sayının onluk logaritması kurallarla bulunur. Sayı , ve un çarpımları ve bölümleri olarak yazılır:
| Sayı | Yazılış | Yaklaşık logaritma |
|---|---|---|
eşitliği özellikle kullanışlıdır; in logaritması doğrudan ninkinden elde edilir. Aynı yolla ve 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.
ve olsun.
ve ifadelerini ve cinsinden yazalım.
olduğundan olur.
olduğundan olur.
Yine ve olsun.
ifadesini ve cinsinden yazalım.
Taban değiştirme: .
ve olduğundan sonuç 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.
olsun.
ifadesini cinsinden yazalım.
Taban ye çevrilir: .
ve olduğundan sonuç 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.
olduğu biliniyor.
sayısının kaç basamaklı olduğunu bulalım.
olur.
Tam kısım olduğundan sayı basamaklıdır.
Doğal logaritmada kurallar
Doğal logaritma da bir logaritma olduğu için bütün kurallar onda da geçerlidir. ile yazılan ifadelerde tabanın olduğu unutulmamalıdır: ve .
, ve ifadeleri verilsin.
Değerlerini bulalım.
ve olur.
olduğundan üçüncüsü 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.
ifadesi verilsin.
Değerini bulalım.
Katsayı üsse taşınır: .
İfade olur.
ifadesi verilsin.
Değerini bulalım.
Pay olur.
Sonuç 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.
ve ifadeleri verilsin.
Değerlerini bulalım.
Birincisi olur.
İkincisi olur.
Ortak tabana getirme
Farklı tabanlı logaritmalar toplanacaksa önce aynı tabana getirilir. Tabanlar aynı asal sayının kuvvetleriyse tabanın kuvveti kuralı işlemi kısaltır.
ifadesi verilsin.
İfadeyi tek bir logaritma olarak yazalım.
ve olur.
Toplam 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.
denklemi verilsin.
Denklemi çözelim.
Çarpım kuralıyla , yani ve .
logaritmayı tanımsız yaptığı için atılır; çözüm tür.
Denklem çözme yöntemlerinin tamamı için Logaritmik Denklemler Nasıl Çözülür? yazısına bakabilirsin.
Kuralların özeti
| Kural | Formül |
|---|---|
| Çarpım | |
| Bölüm | |
| Kuvvet | |
| Tabanın kuvveti | |
| Taban değiştirme | |
| Ters çevirme | |
| Zincir | |
| Logaritmalı üs |
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
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
| Hata | Doğrusu |
|---|---|
| Toplamın logaritması için kural yok | |
| Çarpımın logaritması toplamdır | |
| Bölüm taban değiştirmedir | |
| Kuvvet kuralı yalnız için | |
| Tabanın kuvvetinde üssü çarpmak | Tabandaki üs bölen olur |
| Denklemde tanım koşulunu kontrol etmemek | Kökler 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
Tebrikler, bu konunun kontrol listesini tamamladın.
Bunlar da ilgini çekebilir


