9. Sınıf · Sayılar

Üslü İfadeler ve Özellikleri

~7 dk okumaZorluk: Kolay18 çözümlü soru

Aynı sayıyı tekrar tekrar çarpmak yerine üslü ifade yazarız: 2\cdot 2\cdot 2\cdot 2 = 2^4. Bu derste üs kavramını, üslü ifadelerin özelliklerini (çarpma, bölme, kuvvetin kuvveti), negatif ve sıfır üssü ile negatif tabanlı ifadelerin işaretini öğreneceğiz. Üslü ifadeler, Sayılar temasının geri kalanında (köklü ifadeler, bilimsel gösterim) ve ileride üstel fonksiyonlarda sürekli karşına çıkar. Her kuralı bol örnek ve "Sıra Sende" alıştırmalarıyla pekiştireceğiz.

1. Üs Kavramı

a bir gerçek sayı, n bir pozitif tam sayı olmak üzere a^n, a sayısının kendisiyle n kez çarpımıdır:

a^n=\underbrace{a\cdot a\cdots a}_{n\ \text{tane}}

Burada a ya taban, n ise üs (kuvvet) denir. Özel olarak:

Örnek
Soru

3^4 ifadesinin değerini bulunuz.

  1. Tabanı 4 kez çarp: 3\cdot 3\cdot 3\cdot 3.
  2. Adım adım: 3\cdot 3=9, \;9\cdot 3=27, \;27\cdot 3=81.
Sonuç: 3^4=81.
12⁰248162⁴322⁵
Şekil 1 — 2'nin kuvvetleri: 2^0,\,2^1,\dots,2^5 = 1,\,2,\,4,\,8,\,16,\,32. Üs 1 arttığında değer iki katına çıkar. Üslü ifadelerin bu hızlı (üstel) büyümesi, ileride üstel fonksiyonların temelidir.

2. Çarpma ve Bölme Kuralı

Tabanlar aynıysa, çarpmada üsler toplanır, bölmede çıkarılır:

a^m\cdot a^n=a^{m+n} \qquad\qquad \dfrac{a^m}{a^n}=a^{m-n}\quad (a\neq 0)

Örnek
Soru

2^5\cdot 2^3 ve \dfrac{7^6}{7^2} ifadelerini tek bir üslü ifade olarak yazınız.

  1. Çarpmada üsleri topla: 2^5\cdot 2^3=2^{5+3}=2^{8}.
  2. Bölmede üsleri çıkar: \dfrac{7^6}{7^2}=7^{6-2}=7^{4}.
Sonuç: 2^8 ve 7^4.

3. Kuvvetin Kuvveti ve Çarpımın Kuvveti

(a^m)^n=a^{m\cdot n} \qquad (a\cdot b)^n=a^n\cdot b^n \qquad \left(\dfrac{a}{b}\right)^n=\dfrac{a^n}{b^n}

Dikkat: (a^m)^n ile a^{m^n} farklıdır. İlkinde üsler çarpılır, ikincisi üst üste üstür.

Örnek
Soru

(x^3)^4 ve (2y)^3 ifadelerini sadeleştiriniz.

  1. Kuvvetin kuvvetinde üsleri çarp: (x^3)^4=x^{3\cdot 4}=x^{12}.
  2. Çarpımın kuvvetinde her çarpanı üs al: (2y)^3=2^3\cdot y^3=8y^3.
Sonuç: x^{12} ve 8y^3.

4. Negatif Üs

Negatif üs, sayının çarpmaya göre tersini (resiprokunu) gösterir:

a^{-n}=\dfrac{1}{a^n}\quad (a\neq 0) \qquad\qquad \left(\dfrac{a}{b}\right)^{-n}=\left(\dfrac{b}{a}\right)^{n}

Örnek
Soru

2^{-3} ve \left(\dfrac{3}{5}\right)^{-2} ifadelerini hesaplayınız.

Negatif üs gördüğünde önce ifadeyi ters çevir, üssü pozitife döndür; sonra hesapla.

  1. 2^{-3}=\dfrac{1}{2^3}=\dfrac{1}{8}.
  2. Kesirde tabanı ters çevir, üssü pozitif yap: \left(\dfrac{3}{5}\right)^{-2}=\left(\dfrac{5}{3}\right)^{2}=\dfrac{25}{9}.
Sonuç: \dfrac{1}{8} ve \dfrac{25}{9}.

5. Negatif Tabanın İşareti

Taban negatifse, sonucun işaretini üssün tek/çift olması belirler:

Ayrıca (-a)^n ile -a^n farklıdır: -2^4=-(2^4)=-16 ama (-2)^4=16. Parantez, tabanın eksiyi de kapsayıp kapsamadığını belirler.

Örnek
Soru

(-3)^2, \;-3^2 ve (-1)^{99} ifadelerini hesaplayınız.

  1. (-3)^2: taban -3, üs çift → pozitif: 9.
  2. -3^2: yalnız 3 üslü, sonuç eksilenir: -(3^2)=-9.
  3. (-1)^{99}: üs tek → negatif: -1.
Sonuç: 9,\ -9,\ -1.

Çözümlü Örnekler

Örnek
Soru

\dfrac{3^4\cdot 3^2}{3^5} ifadesini sadeleştiriniz.

  1. Paydaki çarpımda üsleri topla: 3^4\cdot 3^2=3^{6}.
  2. Bölmede üsleri çıkar: \dfrac{3^6}{3^5}=3^{6-5}=3^1=3.
Sonuç: 3.
Örnek
Soru

2^{-2}+3^{0}+\left(\dfrac{1}{2}\right)^{-1} işleminin sonucunu bulunuz.

  1. 2^{-2}=\dfrac{1}{4}.
  2. 3^0=1.
  3. \left(\dfrac{1}{2}\right)^{-1}=\dfrac{2}{1}=2.
  4. Topla: \dfrac{1}{4}+1+2=\dfrac{1}{4}+3=\dfrac{13}{4}.
Sonuç: \dfrac{13}{4}.
Örnek
Soru

\dfrac{2^{10}}{4^3} ifadesini 2 tabanında tek üslü ifade olarak yazınız.

Paydadaki 42 tabanına çevir: 4=2^2. Böylece taban birleşir.

  1. 4^3=(2^2)^3=2^{6}.
  2. İfade: \dfrac{2^{10}}{2^6}=2^{10-6}=2^{4}.
Sonuç: 2^4\ (=16).
Örnek
Soru

a^3=5 ise a^9 kaçtır?

  1. a^9=(a^3)^3 olarak yaz.
  2. Yerine koy: (a^3)^3=5^3=125.
Sonuç: a^9=125.

Alıştırmalar — Sıra Sende

Önce kendin çözmeyi dene; sonra çözümü açıp karşılaştır.

Örnek
Soru

5^3\cdot 5^{-1} ifadesini sadeleştir.

  1. Üsleri topla: 5^{3+(-1)}=5^{2}=25.
Sonuç: 25.
Örnek
Soru

(-2)^5 ve (-2)^6 değerlerini bul.

  1. (-2)^5: üs tek → negatif: -32.
  2. (-2)^6: üs çift → pozitif: 64.
Sonuç: -32 ve 64.
Örnek
Soru

\left(\dfrac{2}{3}\right)^{-3} ifadesini hesapla.

  1. Tabanı ters çevir, üssü pozitif yap: \left(\dfrac{3}{2}\right)^{3}.
  2. =\dfrac{27}{8}.
Sonuç: \dfrac{27}{8}.
Örnek
Soru

\dfrac{9^2\cdot 3}{27} ifadesini 3 tabanında tek üslü ifade olarak yaz.

  1. Her şeyi 3 tabanına çevir: 9=3^2, 27=3^3.
  2. Pay: 9^2\cdot 3=(3^2)^2\cdot 3^1=3^4\cdot 3^1=3^5.
  3. Bölme: \dfrac{3^5}{3^3}=3^{2}.
Sonuç: 3^2\ (=9).
Örnek
Soru

2^x=8 ise x kaçtır?

  1. 8'i 2 tabanında yaz: 8=2^3.
  2. Tabanlar eşit olduğundan üsler eşittir: x=3.
Sonuç: x=3.
Örnek
Soru

\left(2^{-1}+4^{-1}\right)^{-1} ifadesinin değerini bul.

Önce paranteziçini ortak paydada topla; en dıştaki -1 üssü, çıkan kesri ters çevirir.

  1. İç toplam: 2^{-1}+4^{-1}=\dfrac{1}{2}+\dfrac{1}{4}=\dfrac{3}{4}.
  2. Dıştaki -1 üssü ters çevirir: \left(\dfrac{3}{4}\right)^{-1}=\dfrac{4}{3}.
Sonuç: \dfrac{4}{3}.
Örnek
Soru

\dfrac{4^{x+1}}{2^{x}}=2^{5} ise x kaçtır?

Her tabanı 2'ye çevir: 4^{x+1}=(2^2)^{x+1}=2^{2x+2}. Sonra üsleri eşitle.

  1. Payı 2 tabanına çevir: 4^{x+1}=2^{2(x+1)}=2^{2x+2}.
  2. Böl: \dfrac{2^{2x+2}}{2^{x}}=2^{(2x+2)-x}=2^{x+2}.
  3. Üsleri eşitle: x+2=5\Rightarrow x=3.
Sonuç: x=3.
Örnek
Soru

2^{x}=3 ise 4^{x+1} ifadesinin değerini bul.

4^{x+1}=(2^2)^{x+1}=2^{2x+2}=2^{2x}\cdot 2^2. Ayrıca 2^{2x}=(2^x)^2.

  1. 4^{x+1}=2^{2x+2}=(2^{x})^{2}\cdot 2^{2}.
  2. 2^x=3 yerine koy: 3^2\cdot 4=9\cdot 4=36.
Sonuç: 4^{x+1}=36.
Örnek
Soru

\dfrac{2^{12}+2^{10}}{2^{10}} ifadesinin değerini bul.

Paydaki ortak çarpan 2^{10}'u paranteze al; sonra sadeleş.

  1. Ortak çarpan: 2^{12}+2^{10}=2^{10}(2^{2}+1)=2^{10}\cdot 5.
  2. Sadeleştir: \dfrac{2^{10}\cdot 5}{2^{10}}=5.
Sonuç: 5.

Sık Yapılan Hatalar

Not: Farklı tabanlı bir ifadeyi sadeleştirmeden önce her şeyi ortak tabana çevir (4=2^2, 9=3^2, 8=2^3, 27=3^3). Taban birleşince üs kuralları doğrudan uygulanır.