AYT · Üstel ve Logaritmik Fonksiyonlar
Üstel ve Logaritmik Denklemler Konu Anlatımı
Bilinmeyen üste ya da logaritmanın içinde. Logaritmayla üssü aşağı indir, eşitsizlikte tabana bak, tanım kümesini unutma. Nüfusun ikiye katlanma süresi, bir kemiğin yaşı ve bir yıldızın uzaklığı böyle bulunur.
- 2ˣ = 5x = log₂ 5 ≈ 2,32
- t = 2ˣ > 0negatif t elenir
- 0 < a < 1eşitsizlikte yön döner
- x = −3 ✗tanım kümesinde değil
Animasyonlu bölümlerde İleri → düğmesine basarak adım adım ilerle. Deneylerde doğruyu kaydır, tabanı değiştir, bir yıldızı uzaklaştır ve ne olduğunu gözle. Her bölümün sonunda çözümlü örnekler var: önce kendin düşün, sonra Çözümü göster.
Üstel ve Logaritmik Denklemler nedir?
Üstel denklemde bilinmeyen üstte, logaritmik denklemde logaritmanın içindedir. Tabanlar eşitlenebiliyorsa üsler eşitlenir; eşitlenemiyorsa iki tarafın logaritması alınır. Logaritmik denklemde bulunan kökler, logaritmanın tanımlı olma koşulunu sağlamalıdır. Eşitsizliklerde taban 0 ile 1 arasındaysa eşitsizliğin yönü değişir. Nüfus artışı, yarı ömür ve pH gibi durumlar da bu denklemlerle modellenir.
- Sınav
- AYT Matematik
- Sınıf ve ünite
- 12. sınıf · Üstel ve Logaritmik Fonksiyonlar
- MEB konusu
- Üstel, Logaritmik Denklemler ve Eşitsizlikler
- Bu derste
- 4 adım adım sahne, 14 çözümlü örnek, 10 soruluk sınama
1 · Üstel denklemler
Üs bilinmeyince
Logaritma dersinde aʸ = x ⇔ y = logₐ x eşitliğini gördük. Şimdi onu bir denklem çözme aracı olarak kullanacağız: bilinmeyen üsteyse logaritma onu aşağı indirir. Grafikte her çözüm, iki grafiğin kesiştiği noktanın apsisidir.
- Tabanlar eşitlenebiliyorsa üsler eşitlenir: 2ˣ = 8 = 2³ olduğundan x = 3. Grafikte bu, y = 2ˣ eğrisinin y = 8 doğrusunu kestiği noktanın apsisidir. Üstel fonksiyon bire bir olduğu için başka kesişim yok.
- 8 yerine 5 gelirse? 5, 2’nin tam kuvveti değil: 2² = 4 < 5 < 8 = 2³, kesişim 2 ile 3 arasında. Logaritmanın tanımı bu sayıya bir ad verir: 2ˣ = 5 ⇔ x = log₂ 5 ≈ 2,32.
- Tabanlar eşitlenemiyorsa iki tarafın logaritmasını al; üsler çarpan olarak aşağı iner: 3ˣ = 2ˣ⁺¹ → x · log 3 = (x + 1) · log 2 → x = log 2 ÷ (log 3 − log 2) ≈ 1,71. İki eğri tam bu apsiste kesişiyor.
- Başka bir yol: iki tarafı 2ˣ’e böl. (3/2)ˣ = 2, yani x = log3/2 2. Eğriler değişti ama kesişimin apsisi aynı kaldı (kesikli çizgi): denklemi denk bir denkleme dönüştürmek çözümü değiştirmez.
- aˣ her zaman pozitiftir. 2ˣ = −1 (ya da 2ˣ = 0) denkleminde doğru eğriyi hiç kesmez: çözüm yok, Ç = ∅. aˣ = b denkleminin çözümü ancak b > 0 iken vardır.
Adım 1 / 5
Çözümlü örnek
5x − 1 = 7 denklemini çözün.
Çözümü gösterÇözümü gizle
- 7, 5’in tam kuvveti değil. Tanıma göre x − 1 = log₅ 7.
- x = 1 + log₅ 7 (hesap makinesiyle ≈ 2,21).
x = 1 + log₅ 7
Çözümlü örnek
32x = 5 ise 9x + 1 kaçtır?
Çözümü gösterÇözümü gizle
- 32x = (3²)ˣ = 9ˣ, yani 9ˣ = 5. x’i ayrıca bulmaya gerek yok.
- 9x + 1 = 9ˣ · 9 = 5 · 9 = 45.
45
Deney
İki taraf, iki grafik
Denklemin sol tarafını seç, sağ taraftaki doğruyu kaydır. Grafikler kaç kez kesişiyor? Hangi denklemde kökü cebirle bulabiliyoruz, hangisinde yalnız grafikle?
2ˣ = 6 − x
- Kesişim sayısı
- —
- Çözüm
- —
- Cebirle
- —
Çözümlü örnek
2ˣ = 6 − x denklemini çözün.
Çözümü gösterÇözümü gizle
- x hem üste hem dışarıda: tabanları eşitleyerek ya da logaritmayla x’i yalnız bırakamayız.
- Sol taraf artan, sağ taraf azalan: grafikler en çok bir kez kesişir, yani en çok bir kök var.
- Deneyelim: x = 2 için 2² = 4 ve 6 − 2 = 4 ✓. Ç = {2}.
Ç = {2}
2 · Yeni değişken
t = aˣ ve kaybolan kök
4ˣ, 9ˣ, 2x + 1 gibi terimler aynı tabanın kuvvetleriyle yazılabiliyorsa denklem, t = aˣ dönüşümüyle ikinci dereceden bir denkleme döner. Ama t’nin her değeri bir x’e geri dönmez.
- 4ˣ − 3 · 2ˣ − 4 = 0 denkleminde 4ˣ = (2²)ˣ = (2ˣ)². t = 2ˣ dersek denklem t² − 3t − 4 = 0 olur. Soldaki mor parabol bu ikinci dereceden ifadenin grafiği.
- Çarpanlarına ayıralım: (t − 4)(t + 1) = 0. Kökler t = 4 ve t = −1: parabol t eksenini bu iki noktada kesiyor.
- Ama t = 2ˣ ve 2ˣ her zaman pozitif: t > 0. t ≤ 0 bölgesi yasak (kırmızı). t = −1 bu bölgede kaldığı için hiçbir x’e karşılık gelmez: elenir.
- t = 4 kalır: 2ˣ = 4 = 2² → x = 2. Sağda asıl fonksiyon y = 4ˣ − 3 · 2ˣ − 4: x eksenini yalnız bir kez, x = 2’de kesiyor. Solda iki kök vardı, sağda bir tane: Ç = {2}.
- Eşitsizlik de aynı yolla: 4ˣ − 3 · 2ˣ − 4 < 0 → (t − 4)(t + 1) < 0 → −1 < t < 4. t > 0 ile birlikte 0 < t < 4, yani 2ˣ < 2² → x < 2. Sağdaki grafik tam x < 2 iken x ekseninin altında.
Adım 1 / 5
Çözümlü örnek
9ˣ − 4 · 3ˣ + 3 = 0 denkleminin çözüm kümesini bulun.
Çözümü gösterÇözümü gizle
- 9ˣ = (3ˣ)². t = 3ˣ > 0 dersek t² − 4t + 3 = 0.
- (t − 1)(t − 3) = 0 → t = 1 ya da t = 3. İkisi de pozitif.
- 3ˣ = 1 → x = 0; 3ˣ = 3 → x = 1. Ç = {0, 1}.
Ç = {0, 1}
Çözümlü örnek
9ˣ − 10 · 3ˣ + 9 ≤ 0 eşitsizliğini çözün.
Çözümü gösterÇözümü gizle
- t = 3ˣ > 0: t² − 10t + 9 ≤ 0 → (t − 1)(t − 9) ≤ 0.
- Parabol kökler arasında negatif: 1 ≤ t ≤ 9. Bu aralıktaki t’ler zaten pozitif.
- 3⁰ ≤ 3ˣ ≤ 3². Taban 3 > 1 olduğundan yön korunur: 0 ≤ x ≤ 2.
Ç = [0, 2]
3 · Logaritmik denklemler
Sahte kök nereden geliyor?
Bilinmeyen logaritmanın içindeyse tanımı ters yönde kullanırız: logₐ f(x) = c ⇔ f(x) = aᶜ. Ama logaritma yalnız pozitif sayılar için tanımlı; bu koşulu atlayan bir çözümde fazladan bir kök belirebilir.
- Denklem: log₂ (x − 1) + log₂ (x + 1) = 3. Önce tanım kümesi: iki logaritmanın içi de pozitif olmalı. x − 1 > 0 ve x + 1 > 0, yani x > 1 (yeşil bant). Sol tarafın grafiği (mavi) yalnız bu bölgede var.
- Toplamı çarpımın logaritmasına çevirelim: log₂ ((x − 1)(x + 1)) = log₂ (x² − 1). Bu yeni ifadenin grafiği (turuncu) sağda maviyle çakışıyor, ama solda yeni bir kolu var: x < −1 iken de x² − 1 pozitif.
- Denklemi çözelim: log₂ (x² − 1) = 3 → x² − 1 = 2³ = 8 → x² = 9 → x = 3 ya da x = −3. y = 3 doğrusu turuncu grafiği iki noktada kesiyor.
- Tanım kümesiyle karşılaştır: x = −3 yeni koldaki nokta. Asıl denklemde log₂ (−3 − 1) = log₂ (−4) tanımsız. x = −3 sahte kök: elenir.
- x = 3 için denetim: log₂ 2 + log₂ 4 = 1 + 2 = 3 ✓. Ç = {3}. Özellikleri uygulamak tanım kümesini genişletebilir; bu yüzden önce tanım kümesini yaz, sonunda her kökü onunla karşılaştır.
Adım 1 / 5
Çözümlü örnek
log₂ x + log₂ (x − 2) = 3 denklemini çözün.
Çözümü gösterÇözümü gizle
- Tanım kümesi: x > 0 ve x − 2 > 0, yani x > 2.
- log₂ (x(x − 2)) = 3 → x² − 2x = 8 → x² − 2x − 8 = 0 → (x − 4)(x + 2) = 0.
- x = 4 tanım kümesinde; x = −2 değil (log₂ (−2) tanımsız), elenir. Ç = {4}.
Ç = {4}
Çözümlü örnek
(log₂ x)² − log₂ x − 2 = 0 denkleminin çözüm kümesini bulun.
Çözümü gösterÇözümü gizle
- Tanım kümesi x > 0. t = log₂ x dersek t² − t − 2 = 0; burada t negatif de olabilir.
- (t − 2)(t + 1) = 0 → t = 2 ya da t = −1.
- log₂ x = 2 → x = 4; log₂ x = −1 → x = 1/2. İkisi de pozitif: Ç = {1/2, 4}.
Ç = {1/2, 4}
4 · Eşitsizlikler
Yön ne zaman döner?
Tabanı 1’in iki yanında gezdir. Eğrinin turuncu çizginin üstünde kalan kısmı hangi tarafa geçiyor? Logaritmik eşitsizlikte çözüm neden 0’da duruyor?
Denklemde tabana bakmadan üsleri eşitleyebiliyorduk. Eşitsizlikte ise tabanın 1’den büyük ya da küçük olması her şeyi değiştirir: artan fonksiyon sırayı korur, azalan fonksiyon sırayı ters çevirir.
- Fonksiyon
- —
- Yön
- —
- Çözüm kümesi
- —
Çözümlü örnek
(1/3)x − 2 > 9 eşitsizliğini çözün.
Çözümü gösterÇözümü gizle
- 9 = (1/3)⁻² olduğundan (1/3)x − 2 > (1/3)⁻².
- Taban 1/3 < 1: üslere geçerken yön döner. x − 2 < −2.
- x < 0, yani Ç = (−∞, 0).
x < 0
Çözümlü örnek
2x² − x ≤ 4 eşitsizliğini çözün.
Çözümü gösterÇözümü gizle
- 4 = 2²: 2x² − x ≤ 2². Taban 2 > 1, yön korunur: x² − x ≤ 2.
- x² − x − 2 ≤ 0 → (x − 2)(x + 1) ≤ 0.
- Kökler arasında: −1 ≤ x ≤ 2, Ç = [−1, 2].
Ç = [−1, 2]
Çözümlü örnek
log1/2 (x − 2) ≥ −2 eşitsizliğinin çözüm kümesini bulun.
Çözümü gösterÇözümü gizle
- Tanım kümesi: x − 2 > 0, yani x > 2.
- −2 = log1/2 4, çünkü (1/2)⁻² = 4. Eşitsizlik: log1/2 (x − 2) ≥ log1/2 4.
- Taban 1’den küçük, yön döner: x − 2 ≤ 4 → x ≤ 6.
- Tanım kümesiyle kesişim: 2 < x ≤ 6, Ç = (2, 6].
Ç = (2, 6]
5 · Modelleme
Kaç yıl sonra?
Nüfus, bakteri, radyoaktif madde: sabit oranla büyüyen ya da azalan her büyüklük üstel bir modele uyar. “Ne zaman?” sorusu bir üstel denklem, “ne zamandan sonra?” sorusu bir üstel eşitsizlik olur; ikisini de logaritma çözer.
- Bir şehrin nüfusu her yıl %2 artıyor (örnek bir model): her yıl bir öncekinin 1,02 katı. t yıl sonra N(t) = N₀ · 1,02ᵗ. Grafik N ÷ N₀ oranını gösteriyor: başta 1, sonra katlanarak büyüyor.
- Nüfus kaç yılda iki katına çıkar? 1,02ᵗ = 2 bir üstel denklem. İki tarafın logaritması: t · log 1,02 = log 2 → t = log 2 ÷ log 1,02 ≈ 35 yıl.
- Dört katına çıkması için 1,02ᵗ = 4 = 2² → t = 2 · log 2 ÷ log 1,02 ≈ 70 yıl. İkiye katlanma süresi sabit: nüfus her 35 yılda bir iki katına çıkıyor.
- Azalan bir model: karbon-14’ün yarı ömrü 5730 yıl; t yıl sonra kalan oran (1/2)t ÷ 5730. Bir kemikte başlangıçtakinin %30’u kalmışsa (1/2)t ÷ 5730 = 0,3 → t = 5730 · log₂ (10/3) ≈ 9950 yıl.
- Genel kural: yarı ömrü T olan bir maddenin N₀’dan N’ye inmesi için geçen süre t = T · log₂ (N₀ ÷ N). Soru eşitsizlik de olabilir: kalan %30’dan azsa (1/2)t ÷ 5730 < 0,3. Taban 1’den küçük olduğu için üslere geçerken yön döner: t > 9950 (yeşil).
Adım 1 / 5
Çözümlü örnek
Sağlıklı bir insanın kan pH’ı 7,35 ile 7,45 arasındadır. Kandaki [H⁺] hangi aralıktadır? (100,55 ≈ 3,55 ve 100,65 ≈ 4,47)
Çözümü gösterÇözümü gizle
- 7,35 ≤ −log [H⁺] ≤ 7,45 → −7,45 ≤ log [H⁺] ≤ −7,35.
- Taban 10 > 1, yön korunur: 10−7,45 ≤ [H⁺] ≤ 10−7,35.
- 10−7,45 = 100,55 · 10⁻⁸ ≈ 3,55 · 10⁻⁸ ve 10−7,35 = 100,65 · 10⁻⁸ ≈ 4,47 · 10⁻⁸.
- 3,55 · 10⁻⁸ ≤ [H⁺] ≤ 4,47 · 10⁻⁸ mol/L. pH büyüdükçe [H⁺] küçülür: sınırlar yer değiştirdi.
3,55 · 10⁻⁸ ile 4,47 · 10⁻⁸ mol/L arası
Çözümlü örnek
Bir bakteri kolonisinde t dakika sonraki bakteri sayısı N(t) = 500 · 3t ÷ 20 olsun (örnek model). Sayı kaç dakikada 13.500 olur? Kaçıncı dakikadan sonra 40.500’ü geçer?
Çözümü gösterÇözümü gizle
- 500 · 3t ÷ 20 = 13.500 → 3t ÷ 20 = 27 = 3³ → t ÷ 20 = 3 → t = 60 dakika.
- 500 · 3t ÷ 20 > 40.500 → 3t ÷ 20 > 81 = 3⁴. Taban 3 > 1, yön korunur: t ÷ 20 > 4 → t > 80.
60 dakikada; 80. dakikadan sonra
Karbon-14 yarı ömrü ≈ 5730 yıl. Kan pH’ı aralığı 7,35–7,45. Nüfus ve bakteri modellerindeki oranlar örnektir.
6 · Gökyüzünde uzaklık
Kadirden uzaklığa
Logaritma dersinde yıldızların gökyüzündeki parlaklığını görünür kadir (m) ile ölçtük. Ama sönük görünen bir yıldız ya gerçekten zayıftır ya da çok uzaktadır. Gökbilimciler ikisini ayırmak için mutlak kadiri (M) kullanır: yıldız 10 parsek uzakta olsaydı görünecek kadiri. (1 parsek ≈ 3,26 ışık yılı.)
Işık uzaklığın karesiyle zayıfladığı için uzaklık 10 katına çıkınca parlaklık 100 kat azalır, yani kadir 5 artar. Buradan m − M = 5 · log (d ÷ 10) çıkar (d parsek). m ile M biliniyorsa bu logaritmik denklemden d bulunur. “Yıldız çıplak gözle görülür mü?” sorusu ise bir eşitsizliktir: m ≤ 6.
m = 4,83 + 5 · log (10 ÷ 10) = 4,83
- Çıplak gözle
- —
- Görünme sınırı
- —
- Gerçek kadirinden
- —
Çözümlü örnek
Sirius’un görünür kadiri −1,46, mutlak kadiri 1,42’dir. Sirius kaç parsek uzaktadır? (10−0,576 ≈ 0,265)
Çözümü gösterÇözümü gizle
- m − M = 5 · log (d ÷ 10): −1,46 − 1,42 = −2,88 = 5 · log (d ÷ 10).
- log (d ÷ 10) = −2,88 ÷ 5 = −0,576 → d ÷ 10 = 10−0,576 ≈ 0,265.
- d ≈ 2,65 parsek ≈ 8,6 ışık yılı. Ölçülen uzaklık 2,64 parsek: sonuç çok yakın.
≈ 2,65 parsek
Çözümlü örnek
Güneş’in mutlak kadiri 4,83’tür. Güneş en çok kaç parsek uzakta olsaydı çıplak gözle (m ≤ 6) görülebilirdi? (100,234 ≈ 1,71)
Çözümü gösterÇözümü gizle
- 4,83 + 5 · log (d ÷ 10) ≤ 6 → 5 · log (d ÷ 10) ≤ 1,17 → log (d ÷ 10) ≤ 0,234.
- Taban 10 > 1, yön korunur: d ÷ 10 ≤ 100,234 ≈ 1,71.
- d ≤ yaklaşık 17 parsek (≈ 56 ışık yılı). Daha uzaktaki Güneş benzeri yıldızları çıplak gözle göremeyiz.
d ≤ yaklaşık 17 parsek
Kadirler V bandında: Güneş m = −26,74 ve M = 4,83; Sirius −1,46 ve 1,42 (uzaklık 2,64 pc); Vega 0,03 ve 0,58 (7,68 pc); Arktürüs −0,05 ve −0,30 (11,26 pc); Proxima Centauri 11,13 ve 15,53 (1,30 pc). 1 pc ≈ 3,26 ışık yılı.
Kısa tarih
Ölçmek için logaritma
Friedrich Bessel · 1838
61 Cygni yıldızının ıraklık açısını (paralaksını) ölçerek Güneş dışındaki bir yıldızın uzaklığını ilk kez doğrudan buldu.
Søren Sørensen · 1909
Kopenhag’daki Carlsberg Laboratuvarı’nda asitliği hidrojen iyonu derişiminin logaritmasıyla veren pH ölçeğini tanıttı.
Henrietta Leavitt · 1912
Küçük Macellan Bulutu’ndaki sefeid değişen yıldızlarında kadirin, parlaklık değişim süresinin logaritmasıyla doğrusal ilişkili olduğunu gösterdi. Bu ilişki gökadaların uzaklığını ölçmenin anahtarı oldu.
Willard Libby · 1949
Karbon-14’ün bozunmasına dayanan radyokarbon yaş tayinini geliştirdi; bu çalışmayla 1960 Nobel Kimya Ödülü’nü aldı.
Özet
Tek bakışta
Kendini dene
10 soru
Puan kaydedilmez. Her sorudan sonra açıklamayı oku.
Bu konuda neler öğrendin?
- Bilinmeyeni üste ya da logaritmanın içinde olan denklem ve eşitsizliklerin çözümünü bulmak.
- Üstel ve logaritmik fonksiyonlarla modelleme (nüfus, yarı ömür, pH vb.).
Öğretim programındaki kazanımların kısa özetleri.
Üstel ve Logaritmik Denklemler: sık sorulanlar
Üstel ve Logaritmik Denklemler kaçıncı sınıf konusu?
12. sınıf konusudur. MEB öğretim programında “Üstel ve Logaritmik Fonksiyonlar” ünitesinde, “Üstel, Logaritmik Denklemler ve Eşitsizlikler” adıyla yer alır.
Üstel ve Logaritmik Denklemler TYT’de mi, AYT’de mi?
Konu çizgimizde AYT Matematik konusudur (12. sınıf). MEB’in 2026 YKS’ye esas kazanım belgesi konuları TYT ve AYT diye ayırmaz; bu ayrım bizim önerimizdir.
Bu ders ücretsiz mi?
Evet. Ders herkese açık, kayıt gerekmez: 4 adım adım sahne, 14 çözümlü örnek ve 10 soruluk bir sınama bu sayfada. Ücretsiz üye olursan portalda hangi konulara baktığın kaydedilir.
Ücretsiz üyelikle kaldığın yerden devam et
AYT Matematik konularının hepsi konu çizgisinde sırayla. Üye olunca hangi konulara baktığın kaydedilir; TYT konularının tam anlatımları da portalda açılır. Toplam 58 konu anlatımı var: TYT’de 30, AYT’de 28.