Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (32) .

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Wir suchen den Logarithmus von 32 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 32 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 32 gilt.

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

log 2 (32) = 5, eben weil 25 = 32 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (1) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 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 4-Potenz zu schreiben versuchen, also 4 = 1

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

log 4 (1) = 0, eben weil 40 = 1 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 2 ) .

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Zuerst schreiben wir 2 um: 2 = 2 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (21) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 21, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 21 ist.

Dabei kommt man auf 2 4 = 24 < 21 und auf 2 5 = 25 > 21.

Und da wir bei log 2 (21) ja das ☐ von 2 = 21 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 4 und 5 liegen, wegen:
24 = 2 4 < 21 < 2 5 = 25

Es gilt somit: 4 < log 2 (21) < 5

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,1x ) -2 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( 0,1x ) -2 lg( x )
= lg( 0,1 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= lg( 10 -1 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= -1 + lg( x ) -2 lg( x )
= - lg( x ) -1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 2500 ) + lg( 4 ) .

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lg( 2500 ) + lg( 4 )

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

= lg( 2500 · 4 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 2x ) - lg( 8 x 4 ) + lg( 4 x 10 ) soweit wie möglich.

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lg( 2x ) - lg( 8 x 4 ) + lg( 4 x 10 )

= lg( 2x ) - lg( 8 x -4 ) + lg( 4 x -10 )

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

= lg( 2 ) + lg( x ) - ( lg( 8 ) + lg( 1 x 4 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( 1 x 10 ) )

= lg( 2 ) + lg( x ) - lg( 8 ) - lg( 1 x 4 ) + lg( 4 ) + lg( 1 x 10 )

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

= lg( 2 ) + lg( x ) - lg( 8 ) +4 lg( x ) + lg( 4 ) -10 lg( x )

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

= lg( 2 ) + lg( x ) - lg( 8 ) +4 lg( x ) + lg( 4 ) -10 lg( x )

= -5 lg( x ) - lg( 8 ) + lg( 4 ) + lg( 2 )

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

= -5 lg( x ) + lg( 1 8 · 4 · 2 )

= -5 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= -5 lg( x ) + lg( 1 )

= -5 lg( x )