Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (1) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 gilt.

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

log 5 (1) = 0, eben weil 50 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 81 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 81 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 81 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 81 gilt.

An dem Bruch mit der 1 im Zähler kann man schnell erkennen, dass die Hochzahl negativ sein muss. Um auf den Betrag des gesuchten Exponenten zu kommen, können wir auch zuerst mal nur den Nenner als 3-Potenz zu schreiben versuchen, also 3 = 1 81

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

log 3 ( 1 81 ) = -4, eben weil 3-4 = 1 81 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 16 ( 4 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 4 sondern zur Basis 16 suchen und 16 gerade 4² ist (also 4 = 16 = 16 1 2 ), formen wir 4 noch so um, dass sie 16 als Basis hat:

4 = 16 1 2

log 16 ( 4 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 = 16 1 2 zur Basis 16 suchen, also die Hochzahl mit der man 16 potenzieren muss, um auf 4 = 16 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 16 = 4 = 16 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 16 ( 4 ) = log 16 ( 16 1 2 ) = 1 2 , eben weil 16 1 2 = 4 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 (7) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 7, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 7 ist.

Dabei kommt man auf 4 = 41 < 7 und auf 4 2 = 42 > 7.

Und da wir bei log 4 (7) ja das ☐ von 4 = 7 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
41 = 4 < 7 < 4 2 = 42

Es gilt somit: 1 < log 4 (7) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000x ) +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( 1000000x ) +5 lg( x )
= lg( 1000000 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 6 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= 6 + lg( x ) +5 lg( x )
= 6 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 200000 ) + lg( 5 ) .

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lg( 200000 ) + lg( 5 )

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

= lg( 200000 · 5 )

= lg( 1000000 )

= lg( 10 6 )

= 6

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 3 ) + lg( x 4 ) + lg( x 2 )
= 3 lg( x ) +4 lg( x ) +2 lg( x )
= 9 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 20 ) - lg( 1 2 x 2 ) - lg( 1 25 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 20 ) - lg( 1 2 x 2 ) - lg( 1 25 x 2 )

= lg( 20 ) - lg( 1 2 x -2 ) - lg( 1 25 x 2 )

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

= lg( 20 ) + lg( 1 ) - ( lg( 1 2 ) + lg( 1 x 2 ) ) - ( lg( 1 25 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 20 ) + lg( 1 ) - lg( 1 2 ) - lg( 1 x 2 ) - lg( 1 25 ) - lg( x 2 )

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

= lg( 20 ) +0 - lg( 1 2 ) +2 lg( x ) - lg( 1 25 ) -2 lg( x )

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

= lg( 20 ) +0 - lg( 1 ) + lg( 2 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 25 ) -2 lg( x )

= lg( 25 ) + lg( 20 ) + lg( 2 )

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

= lg( 25 · 20 · 2 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3