Üstel ve Logaritmik Fonksiyonlarla İfade Edilebilen Denklem ve Eşitsizlikler Problemleri 11. Sınıf Matematik
🪄 Test ve Çalışma Kağıdı Hazırla
Konunu yaz; MEB uyumlu test ve özetler saniyeler içinde hazırlansın. 🖨️ Ücretsiz PDF indir!
1. Üstel Denklemler ve Çözüm Yöntemleri
Bilinmeyenin üste yer aldığı denklemlere üstel denklem denir.
-
Aynı Tabanlı Denklemler: $a \in \mathbb{R}^+ – \{1\}$ olmak üzere, tabanlar eşitlendiğinde üsler de birbirine eşitlenir:
$$a^{f(x)} = a^{g(x)} \iff f(x) = g(x)$$ -
Farklı Tabanlı Denklemler: Tabanlar aynı sayı kuvveti şeklinde yazılamıyorsa eşitliğin her iki tarafının logaritması alınır:
$$a^{f(x)} = b \iff f(x) = \log_a b \quad (b > 0)$$ -
Değişken Değiştirme Yöntemi: $A \cdot (a^x)^2 + B \cdot a^x + C = 0$ yapısındaki denklemlerde $a^x = t$ dönüşümü yapılarak ifade ikinci dereceden cebirsel bir denkleme dönüştürülür ve çözülür.
2. Logaritmik Denklemler ve Çözüm Yöntemleri
İçerisinde logaritması alınan ifadenin bilinmeyen içerdiği denklemlere logaritmik denklem denir.
-
Temel Dönüşüm:
$$\log_a f(x) = b \iff f(x) = a^b \quad (f(x) > 0, \; a > 0, \; a \ne 1)$$ -
Aynı Tabanlı Eşitlik:
$$\log_a f(x) = \log_a g(x) \iff f(x) = g(x)$$ -
Tanım Kümesi Kontrolü (Hayati Kural): Bulunan köklerin logaritmanın tanım koşullarını ($f(x) > 0$, $g(x) > 0$) sağlayıp sağlamadığı kesinlikle kontrol edilmelidir. İçini sıfır veya negatif yapan kökler çözüm kümesine dahil edilmez.
3. Üstel ve Logaritmik Eşitsizlikler
-
Üstel Eşitsizlikler ($a^{f(x)} < a^{g(x)}$):
-
$a > 1$ ise eşitsizlik yön değiştirmez:
$$a^{f(x)} < a^{g(x)} \implies f(x) < g(x)$$ -
$0 < a < 1$ ise eşitsizlik yön değiştirir:
$$a^{f(x)} < a^{g(x)} \implies f(x) > g(x)$$
-
-
Logaritmik Eşitsizlikler ($\log_a f(x) < \log_a g(x)$):
-
Öncelikle tanım koşulları yazılır: $f(x) > 0$ ve $g(x) > 0$.
-
$a > 1$ ise eşitsizlik yön değiştirmez:
$$0 < f(x) < g(x)$$ -
$0 < a < 1$ ise eşitsizlik yön değiştirir:
$$f(x) > g(x) > 0$$
-
4. Gerçek Yaşam Modellemeleri
-
Radyoaktif Bozunma ve Yarılanma: $A(t) = A_0 \cdot \left(\frac{1}{2}\right)^{t/h}$ ($A_0$: başlangıç miktarı, $h$: yarılanma ömrü, $t$: süre).
-
Bakteri ve Nüfus Artışı: $N(t) = N_0 \cdot a^{kt}$ veya $N(t) = N_0 \cdot e^{rt}$.
-
Deprem Büyüklüğü (Richter Ölçeği): $R = \log_{10} d$ ($d$: mikron cinsinden ölçülen maksimum genlik).
-
Ses Düzeyi (Desibel): $L = 10 \cdot \log_{10}\left(\frac{I}{I_0}\right)$.
-
Kimyada pH Değeri: $\text{pH} = -\log_{10}[H^+]$ ($[H^+]$: hidrojen iyonu derişimi, mol/L).
II. BİLGİ VE KAVRAMA ODAKLI ÇÖZÜMLÜ TEST SORULARI
Soru 1
olduğuna göre, $x$ değeri kaçtır?
A) 1
B) 2
C) 3
D) 4
E) 5
Çözüm 1
Eşitliğin sağ tarafındaki 27 sayısı 3 tabanında yazılır:
Denklem düzenlenirse:
Tabanlar eşit ($3$) olduğundan üsler birbirine eşitlenir:
Doğru Seçenek: B
Soru 2
denkleminin çözüm kümesi aşağıdakilerden hangisidir?
A) $\{2\}$
B) $\{3\}$
C) $\{4\}$
D) $\{5\}$
E) $\{6\}$
Çözüm 2
Logaritmanın tanımı gereği üstel forma geçilir:
Tanım koşulu kontrol edilir:
Çözüm kümesi $\{3\}$ olarak bulunur.
Doğru Seçenek: B
Soru 3
eşitsizliğinin en geniş çözüm kümesi aşağıdakilerden hangisidir?
A) $(-\infty, 11]$
B) $(2, 11]$
C) $[2, 11]$
D) $(2, 9]$
E) $[3, 11]$
Çözüm 3
-
Logaritmanın tanımlı olması için içi pozitif olmalıdır:
$$x – 2 > 0 \implies x > 2$$ -
Taban $3 > 1$ olduğundan eşitsizlik yön değiştirmez:
$$x – 2 \le 3^2 \implies x – 2 \le 9 \implies x \le 11$$
İki koşulun kesişimi alınır:
Doğru Seçenek: B
Soru 4
eşitsizliğini sağlayan en büyük $x$ tam sayısı kaçtır?
A) 1
B) 2
C) 3
D) 4
E) 5
Çözüm 4
Eşitsizlikte taban $a = \frac{1}{2}$ olup $0 < a < 1$ aralığındadır. Taban 0 ile 1 arasında olduğundan üsler karşılaştırılırken eşitsizlik yön değiştirir:
$x < 3$ şartını sağlayan tam sayılar kümesi $\{\dots, 0, 1, 2\}$ dir. Bu koşulu sağlayan en büyük tam sayı 2’dir.
Doğru Seçenek: B
Soru 5
Bir kimyasal çözeltideki hidrojen iyonu derişimi $[H^+] = 10^{-4}\text{ mol/L}$ olarak ölçülmüştür.
Bir çözeltinin pH değeri $\text{pH} = -\log_{10}[H^+]$ formülü ile hesaplanmaktadır.
Buna göre, bu çözeltinin pH değeri kaçtır?
A) 2
B) 3
C) 4
D) 5
E) 6
Çözüm 5
Verilen hidrojen iyon derişimi $[H^+] = 10^{-4}$ formülde yerine yazılır:
Kuvvet kuralı gereği üs başa katsayı olarak geçer ($\log_{10} 10 = 1$):
Doğru Seçenek: C