Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (4) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 4 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 4 zu kommen.

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

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

log 4 (4) = 1, eben weil 41 = 4 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 1000 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 1000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 1000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1 1000 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 10-Potenz zu schreiben versuchen, also 10 = 1 1000

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

log 10 ( 1 1000 ) = -3, eben weil 10-3 = 1 1000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 9 ( 1 27 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 27 um: 1 27 = 27 -1

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

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

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 3 sondern zur Basis 9 suchen und 9 gerade 3² ist (also 3 = 9 = 9 1 2 ), formen wir 3 -3 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

3 -3 = ( 9 1 2 ) -3 = 9 - 3 2

log 9 ( 1 27 ) = log 9 ( 3 -3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 -3 = 9 - 3 2 zur Basis 9 suchen, also die Hochzahl mit der man 9 potenzieren muss, um auf 3 -3 = 9 - 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 9 = 3 -3 = 9 - 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 9 ( 1 27 ) = log 9 ( 3 -3 ) = log 9 ( 9 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 9 - 3 2 = 1 27 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 18 (25) liegt.

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Wir suchen 18er-Potenzen in der Näher von 25, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 25 ist.

Dabei kommt man auf 18 = 181 < 25 und auf 18 2 = 182 > 25.

Und da wir bei log 18 (25) ja das ☐ von 18 = 25 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
181 = 18 < 25 < 18 2 = 182

Es gilt somit: 1 < log 18 (25) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000000x ) -4 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( 1000000000x ) -4 lg( x )
= lg( 1000000000 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 9 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= 9 + lg( x ) -4 lg( x )
= -3 lg( x ) +9

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,3 ) - lg( 3 ) .

Lösung einblenden

lg( 0,3 ) - lg( 3 )

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

= lg( 0.3 3 )

= lg( 0,1 )

= lg( 10 -1 )

= -1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 4 ) + lg( 1 x ) -2 lg( 1 x 2 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 4 ) + lg( 1 x ) -2 lg( 1 x 2 )
= lg( x 4 ) + lg( x - 1 2 ) -2 lg( x -2 )
= 4 lg( x ) - 1 2 lg( x ) +4 lg( x )
= 15 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 2 x ) - lg( 4 x 2 ) + lg( 2 x 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 2 x ) - lg( 4 x 2 ) + lg( 2 x 2 )

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

= -( lg( 1 2 ) + lg( x ) ) - ( lg( 4 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 2 ) + lg( x 2 ) )

= - lg( 1 2 ) - lg( x ) - lg( 4 ) - lg( x 2 ) + lg( 2 ) + lg( x 2 )

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

= - lg( 1 2 ) - lg( x ) - lg( 4 ) -2 lg( x ) + lg( 2 ) +2 lg( x )

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

= - lg( 1 ) + lg( 2 ) - lg( x ) - lg( 4 ) -2 lg( x ) + lg( 2 ) +2 lg( x )

= - lg( x ) - lg( 4 ) + lg( 2 ) + lg( 2 )

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

= - lg( x ) + lg( 1 4 · 2 · 2 )

= - lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= - lg( x ) + lg( 1 )

= - lg( x )