Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (81) .

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

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

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

log 3 (81) = 4, eben weil 34 = 81 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 100.000.000 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 100.000.000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 100.000.000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1 100.000.000 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 = 1 100.000.000

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

log 10 ( 1 100.000.000 ) = -8, eben weil 10-8 = 1 100.000.000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 25 ( 5 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 5 sondern zur Basis 25 suchen und 25 gerade 5² ist (also 5 = 25 = 25 1 2 ), formen wir 5 noch so um, dass sie 25 als Basis hat:

5 = 25 1 2

log 25 ( 5 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 = 25 1 2 zur Basis 25 suchen, also die Hochzahl mit der man 25 potenzieren muss, um auf 5 = 25 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 25 = 5 = 25 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 25 ( 5 ) = log 25 ( 25 1 2 ) = 1 2 , eben weil 25 1 2 = 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 17 (219) liegt.

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Wir suchen 17er-Potenzen in der Näher von 219, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 219 ist.

Dabei kommt man auf 17 = 171 < 219 und auf 17 2 = 172 > 219.

Und da wir bei log 17 (219) ja das ☐ von 17 = 219 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
171 = 17 < 219 < 17 2 = 172

Es gilt somit: 1 < log 17 (219) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100 x ) + 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( 100 x ) + lg( x )
= lg( 100 ) - lg( x ) + lg( x )
= lg( 10 2 ) - lg( x ) + lg( x )
= 2 - lg( x ) + lg( x )
= 2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 5000 ) - lg( 50 ) .

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lg( 5000 ) - lg( 50 )

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

= lg( 5000 50 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x 3 ) + lg( x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x 3 ) + lg( x 3 )
= lg( x -3 ) + lg( x 3 )
= -3 lg( x ) +3 lg( x )
=0

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 4 x 4 ) + lg( 4 x 3 ) + lg( 1 16 x 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 4 x 4 ) + lg( 4 x 3 ) + lg( 1 16 x 2 )

= - lg( 1 4 x 4 ) + lg( 4 x 3 ) + lg( 1 16 x -2 )

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

= -( lg( 1 4 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( x 3 ) ) + ( lg( 1 16 ) + lg( 1 x 2 ) )

= - lg( 1 4 ) - lg( x 4 ) + lg( 4 ) + lg( x 3 ) + lg( 1 16 ) + lg( 1 x 2 )

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

= - lg( 1 4 ) -4 lg( x ) + lg( 4 ) +3 lg( x ) + lg( 1 16 ) -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( 4 ) -4 lg( x ) + lg( 4 ) +3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 16 ) -2 lg( x )

= -3 lg( x ) - lg( 16 ) + lg( 4 ) + lg( 4 )

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

= -3 lg( x ) + lg( 1 16 · 4 · 4 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 )

= -3 lg( x )