Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 19 (361) .

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Wir suchen den Logarithmus von 361 zur Basis 19, also die Hochzahl mit der man 19 potenzieren muss, um auf 361 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 19☐ = 361 gilt.

Aus der Erinnerung an die Potenzrechnung oder durch systematisches Probieren kommt man auf die Lösung:

log 19 (361) = 2, eben weil 192 = 361 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 19 ( 19 3 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 19 3 zur Basis 19, also die Hochzahl mit der man 19 potenzieren muss, um auf 19 3 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 19☐ = 19 3 gilt.

Wenn wir jetzt die 19 3 als 19 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 19☐ = 19 1 3

log 19 ( 19 3 ) = 1 3 , eben weil 19 1 3 = 19 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 27 ) .

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Zuerst schreiben wir 27 um: 27 = 27 1 2

Man kann erkennen, dass 27 eine Potenz ist: 27 = 3 3

Also schreiben wir 27 = 27 1 2 = ( 3 3 ) 1 2 = 3 3 2

log 3 ( 27 ) = log 3 ( 3 3 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 3 2 zur Basis 3 suchen, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 3 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3☐ = 3 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 3 ( 27 ) = log 3 ( 3 3 2 ) = 3 2 , eben weil 3 3 2 = 27 gilt .

log im Intervall bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 11 (91) liegt.

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Wir suchen 11er-Potenzen in der Näher von 91, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 91 ist.

Dabei kommt man auf 11 = 111 < 91 und auf 11 2 = 112 > 91.

Und da wir bei log 11 (91) ja das ☐ von 11☐ = 91 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
111 = 11 < 91 < 11 2 = 112

Es gilt somit: 1 < log 11 (91) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000000 x ) +5 lg( x ) so, dass das Argument des Logarithmus möglichst einfach wird.

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(a ⋅ b) = log(a) + log(b):
lg( 10000000000 x ) +5 lg( x )
= lg( 10000000000 ) - lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 10 ) - lg( x ) +5 lg( x )
= 10 - lg( x ) +5 lg( x )
= 4 lg( x ) +10

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 300 ) - lg( 3 ) .

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lg( 300 ) - lg( 3 )

Jetzt wenden wir das Logarithmusgesetz log( a b ) = log(a) - log(b) rückwärts an:

= lg( 300 3 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 2 ) +2 lg( x 3 ) + lg( x 4 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 2 ) +2 lg( x 3 ) + lg( x 4 )
= 2 lg( x ) +6 lg( x ) +4 lg( x )
= 12 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 8000 ) - lg( 1 4 x 4 ) + lg( 20 x 4 ) soweit wie möglich.

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- lg( 8000 ) - lg( 1 4 x 4 ) + lg( 20 x 4 )

= - lg( 8000 ) - lg( 1 4 x -4 ) + lg( 20 x -4 )

Jetzt kann man mit dem 1. Logarithmusgesetz log(a ⋅ b) = log(a) + log(b) umformen zu:

= -( lg( 8000 ) + lg( 1 ) ) - ( lg( 1 4 ) + lg( 1 x 4 ) ) + ( lg( 20 ) + lg( 1 x 4 ) )

= - lg( 8000 ) - lg( 1 ) - lg( 1 4 ) - lg( 1 x 4 ) + lg( 20 ) + lg( 1 x 4 )

Jetzt kann man mit dem 2. Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a) umformen zu:

= - lg( 8000 ) +0 - lg( 1 4 ) +4 lg( x ) + lg( 20 ) -4 lg( x )

Jetzt kann man mit dem 1. Logarithmusgesetz log( a b ) = log(a)- log(b) noch die Brüche im Logarithmus umformen:

= - lg( 8000 ) +0 - lg( 1 ) + lg( 4 ) +4 lg( x ) + lg( 20 ) -4 lg( x )

= - lg( 8000 ) + lg( 20 ) + lg( 4 )

Jetzt kann man mit dem 1. Logarithmusgesetz log(a ⋅ b) = log(a) + log(b) rückwärts umformen zu:

= lg( 1 8000 · 20 · 4 )

= lg( 1 100 )

= lg( 10 -2 )

= -2