header
Üslü Sayılar
Üslü sayılar, aynı sayının kendisi ile defalarca çarpımını ifade etmek amacıyla kullandığımız matematiksel bir gösterim tarzıdır.
Işık yılda kaç milimetre yol alır?
$$ \begin{align}
c &\approx 300.000 \: \text{km/sn} \\
c &\approx 1.080.000.000.000.000 \: \text{mm/sa}
\end{align}$$
Bir yıl yaklaşık 365 gün, 6 saat, 13 dakika, 53 saniye'ye karşılık gelmektedir. Bu durumda ışığın bir yılda aldığı yola 𝑥 dersek;
$$ \begin{align}
x &\approx 9.467.064.000.000.000.000 \: \text{mm} \\
x &\approx 9,5 \times 10^{18} \: \text{mm}
\end{align}$$
Bu tarz büyük sayıları üslü ifadeleri kullanarak çok daha rahat tarif edebiliyoruz.
🤔
$$ \underbrace {a \times a \times a \times {...} \times a \times a \times a}_{n\;tane} = a^n$$
$$ \displaystyle a \in \mathbb{R}, n \in \mathbb {Z}$$
Tanım
Açıklama
a
Üslü sayının tabanı denir.
n
Üslü sayının üssü veya kuvveti denir.
n = 2
a sayısının karesini alma işlemi.
n = 3
a sayısının kübünü alma işlemi.
Üslü Sayıların Özellikleri
Sıfır ve sonsuz hariç tüm sayıların sıfırıncı kuvveti 1'e eşittir. Sıfır ve sonsuzun sıfırıncı kuvveti belirsizdir.
$$ a^0 = 1$$
Örnek:
$$ \begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & 2^0 = (-2)^0 = \left(\sqrt{2}\right)^0 = 1 \\
\text{(II)} & \pi^0 = e^0 = \Phi^0 = 1 \\
\text{(III)} & 0^0 \: \wedge \: \infty^0 \rightarrow \unicode{x2753}
\end{array}$$
Tüm sayıların birinci kuvveti kendisine eşittir.
$$ a^1 = a$$
Örnek:
$$ \begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & 2^1 = 2 \\
\text{(II)} & \pi^1 = \pi \\
\text{(III)} & 0^1 = 0
\end{array}$$
Tabanları aynı olan iki üslü sayı çarpılırken üstler toplanır.
$$ a^m \times a^n = a^{m + n}$$
Örnek:
$$ \begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & 2^3 \times 2^4 = 2^{3 + 4} = 2^{7} \\
\text{(II)} & \pi^{20} \times \pi^{11} = \pi^{20 + 11} = \pi^{31}
\end{array}$$
Tabanları aynı olan iki üslü sayı bölünürken üstler çıkartılır.
$$ \frac{a^m}{a^n} = a^{m - n}$$
Örnek:
$$ \begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & \frac{2^3}{2^4} = 2^{3 - 4} = 2^{-1} \\
\text{(II)} & \frac{\pi^{20}}{\pi^{11}} = \pi^{20 - 11} = \pi^{9}
\end{array}$$
Kuvvetleri aynı olan iki üslü sayı çarpılırken tabanlar çarpılır.
$$ a^n \times b^n = (a \times b)^{n}$$
Örnek:
$$ \begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & 2^2 \times 3^2 = (2 \times 3)^2 = 6^2 \\
\text{(II)} & \pi^3 \times e^3 = (\pi \times e)^3
\end{array}$$
Kuvvetleri aynı olan iki üslü sayı bölünürken tabanlar bölünür.
$$ \frac{a^n}{b^n} = \left(\frac{a}{b}\right)^n$$
Örnek:
$$ \begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & \frac{2^2}{3^2} = \left(\frac23\right)^2 \\
\text{(II)} & \frac{\pi^3}{e^3} = \left(\frac{\pi}{e}\right)^3
\end{array}$$
Bir sayının kuvvetinin kuvveti alınırken üstler çarpılır.
$$ \left(a^m\right)^n = \left(a^n\right)^m = a^{m \times n}$$
Örnek:
$$ \begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & \left(2^3\right)^4 = \left(2^4\right)^3 = 2^{3 \times 4} \\
\text{(II)} & \left(\pi^{-1}\right)^{3} = \left(\pi^3\right)^{-1} = \pi^{(-1)\times 3}
\end{array}$$
Bir sayının negatif kuvvetleri alınırken payda 1 olacak şekilde paydaya aynı sayının pozitif kuvveti yazılır.
$$ a^{-n} = \frac{1}{a^n}$$
Örnek:
$$ \begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & 15^{-3} = \frac{1}{15^3} \\
\text{(II)} & \pi^{-1} = \frac{1}{\pi}
\end{array}$$
Sıklıkla hata yapılan aşağıdaki bağıntılara dikkat edilmesi gerekir.
$$ n \in \mathbb {Z}$$
$$ \begin{array}{1l1l} -a^m = (-a)^m & m = 2n - 1 \\
-a^m = -(-a)^m & m = 2n \\
-a^m = (-1) \times a^m & \color{green} \unicode{x2714} \\ -a^m = (-1)^m \times a^m & \color{red} \unicode{x2718} \end{array}$$
Örnek:
$$ \begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & -2^3 = -1 \times 2^3 = -8 \\
\text{(II)} & -\pi^{-2} = -1 \times \frac{1}{\pi^2} = -\frac{1}{\pi^2}
\end{array}$$
Taban ve kuvvetleri aynı iki üslü sayı toplanır veya çıkartılırken katsayılar arasında işlem yapılır.
$$ p \times a^m \pm r \times a^m = (p \pm r) \times a^m$$
Örnek:
$$ \begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & 2\times 3^4 - 5 \times 3^4 = (2 - 5)\times 3^4 \\
& = -3 \times 3^4 = -3^5 \\
\text{(II)} & 5 \pi^2 + 3 \pi^2 = (5 + 3)\times \pi^2 \\
& = 8 \times \pi^2
\end{array}$$
Tabanları eşit iki üslü sayı birbirine eşit ise kuvvetleri de birbirine eşittir. Kuvvetleri eşit iki üslü sayı birbirine eşit ise tabanları da birbirine eşittir.
$$ \begin{array}{l11} a^m = a^n & \Rightarrow & m = n \\ a^m = b^m & \Rightarrow & a = b \end{array}$$
Örnek:
$$ \begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & 2^{x - 2} = 2^{1 - x} \\ &\Rightarrow x - 2 = 1 - x \\
&\Rightarrow 2x = 3 \\
&\Rightarrow x = \frac32 \\
\text{(II)} & (x - 1)^3 = (2x - 3)^3 \\ &\Rightarrow x - 1 = 2x - 3 \\
& \Rightarrow -x = -2 \\ &\Rightarrow x = 2
\end{array}$$
Örnek Sorular
Soru 1:
$$ \begin{align}
\frac{3^8 - 2 \times {15}^4 + 5^8}{(9^2 - {25}^2) \times (3^2 - 5^2)} = ?
\end{align}$$
Yukarıdaki işlemin sonucunun en sade halini bulunuz?
Cevabı Göster
$$ \begin{align}
&= \frac{3^8 - 2 \times {15}^4 + 5^8}{(9^2 - {25}^2) \times (3^2 - 5^2)} \\
&= \frac{\mathtip{3^8 - 2 \times 3^4 \times 5^4 + 5^8}{(a-b)^2 = a^2 - 2ab + b^2}}{((3^2)^2 - (5^2)^2) \times (3^2 - 5^2)} \\
&= \frac{(3^4 - 5^4)^2}{(3^4 - 5^4) \times (3^2 - 5^2)} \\
&= \frac{3^4 - 5^4}{3^2 - 5^2} \\
&= \frac{(3^2 - 5^2) \times (3^2 + 5^2)}{3^2 - 5^2} = 34
\end{align}$$
Soru 2:
$$ \begin{align}
A = \frac{(25^{12}) \times (2^{26} - 2^{24})}{0,0015}
\end{align}$$
A sayısı kaç basamaklı bir sayıdır?
Cevabı Göster
$$ \begin{align}
&= \frac{(25^{12}) \times (2^{26} - 2^{24})}{0,0015} \\
&= \frac{((5^2)^{12}) \times 2^{24} \times (2^2 - 1)}{1,5 \times 10^{-3}} \\
&= \frac{5^{24} \times 2^{24} \times 3}{1,5 \times 10^{-3}} \\
&= \frac{10^{24} \times 10^3 \times 3}{1,5} \\
&= 2 \times 10^{27}
\end{align}$$
Soru 3:
$$ \begin{align}
A = \frac{-1^{32} \cdot ((-1)^3)^2 \cdot -2^3 \cdot (-3)^2}{-2^2 \cdot (-3)^2}
\end{align}$$
A sayısının çarpma işlemine göre tersi nedir?
Cevabı Göster
$$ \begin{align}
&= \frac{-1^{32} \cdot ((-1)^3)^2 \cdot -2^3 \cdot (-3)^2}{-2^2 \cdot (-3)^2} \\
&= \frac{-1 \cdot (-1)^2 \cdot -8 \cdot 9}{-4 \cdot 9} \\
&= \frac{-1 \cdot 1 \cdot -8 \cdot 9}{-4 \cdot 9} = \frac{72}{-36} = -2
\end{align}$$
$$ \begin{align}
x \cdot (-2) &= 1 \Rightarrow x = -\frac12
\end{align}$$
Soru 4:
$$ \begin{align}
\frac{6^6 + 27^2}{54^2 + 3^8} = ?
\end{align}$$
Yukarıdaki işlemin sonucu nedir?
Cevabı Göster
$$ \begin{align}
&= \frac{6^6 + 27^2}{54^2 + 3^8} \\
&= \frac{2^6 \times 3^6 + \toggle{(3^3)^2}{3^6} \endtoggle}{\toggle{27^2}{3^6}\endtoggle \times 2^2 + 3^8} \\
&= \frac{3^6 \times (2^6 + 1)}{3^6 \times (2^2 + 3^2)} \\
&= \frac{\toggle{3^6}{\cancel{3^6}}\endtoggle \times 65}{\toggle{3^6}{\cancel{3^6}}\endtoggle \times 13} \\
&= 5
\end{align}$$
Soru 5:
$$ \begin{align}
\frac{3^8 - 1}{3^6 - 3^4 + 3^2 - 1} = ?
\end{align}$$
Yukarıdaki işlemin sonucu nedir?
Cevabı Göster
$$ \begin{align}
&= \frac{3^8 - 1}{3^6 - 3^4 + 3^2 - 1} \\
&= \frac{\left(3^4 - 1\right)\left(3^4 + 1\right)}{3^4 \left(3^2 - 1\right) + \left(3^2 - 1\right)} \\
&= \frac{\left(3^4 - 1\right)\left(3^4 + 1\right)}{\left(3^2 - 1\right)\left(3^4 + 1\right)} \\
&= \frac{\left(3^4 - 1\right)}{\left(3^2 - 1\right)} \\
&= \frac{\left(3^2 - 1\right)\left(3^2 + 1\right)}{\left(3^2 - 1\right)} \\
&= 3^2 + 1 = 10
\end{align}$$
Soru 6:
$$ \left. \begin{align}
2^x - 3^y &= 9 \\ 2^{x+1} &= 3^{y+1}
\end{align} \right \} \Rightarrow 2^x + 3^y = ?
$$
Yukarıdaki işlemin sonucu nedir?
Cevabı Göster
$$ \begin{align}
2^{x + 1} &= 3^{y + 1} \\
2 \times 2^{x} &= 3 \times 3^y
\end{align}$$
$$ \begin{align}
\text{(I)} \:\:\: 2 \times 2^{x} - 3 \times 3^y &= 0
\end{align}$$
$$ \begin{align}
2^x - 3^y &= 9 \\
2 \times 2^x - 2 \times 3^y &= 2 \times 9
\end{align}$$
$$ \begin{align}
\text{(II)} \:\:\: 2 \times 2^x - 2 \times 3^y &= 18
\end{align}$$
$$ \enclose{bottom} {\begin{array}{1c1l}
\text{(I)} & 2 \times 2^{x} - 3 \times 3^y = 0 \\
\text{(II)} & 2 \times 2^x - 2 \times 3^y = 18
\end{array}}$$
$$ \begin{align}
\text{(II - I)} \Rightarrow 3^y = 18
\end{align}$$
$$ \begin{align}
2^x - 3^y &= 9 \\
2^x - 18 &= 9 \\
2^x &= 27
\end{align}$$
$$ \begin{align}
\Rightarrow 2^x + 3^y = 27 + 18 = 45
\end{align}$$
footer