Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (27) .

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Wir suchen den Logarithmus von 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 27 gilt.

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

log 3 (27) = 3, eben weil 33 = 27 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 18 ( 1 324 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 324 zur Basis 18, also die Hochzahl mit der man 18 potenzieren muss, um auf 1 324 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 18 = 1 324 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 18-Potenz zu schreiben versuchen, also 18 = 1 324

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

log 18 ( 1 324 ) = -2, eben weil 18-2 = 1 324 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 ( 1 6 ) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 1 6 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 6 ist.

Dabei kommt man auf 1 8 = 1 2 3 = 2-3 < 1 6 und auf 1 4 = 1 2 2 = 2-2 > 1 6 .

Und da wir bei log 2 ( 1 6 ) ja das ☐ von 2 = 1 6 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -3 und -2 liegen, wegen:
2-3 = 1 2 3 = 1 8 < 1 6 < 1 4 = 1 2 2 = 2-2

Es gilt somit: -3 < log 2 ( 1 6 ) < -2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000x ) +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( 10000000x ) +4 lg( x )
= lg( 10000000 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 7 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= 7 + lg( x ) +4 lg( x )
= 5 lg( x ) +7

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 20 ) - lg( 2 ) .

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lg( 20 ) - lg( 2 )

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

= lg( 20 2 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( x 2 ) -2 lg( 1 x 3 ) -2 lg( x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( x 2 ) -2 lg( 1 x 3 ) -2 lg( x 3 )
= -2 lg( x 2 ) -2 lg( x -3 ) -2 lg( x 3 )
= -4 lg( x ) +6 lg( x ) -6 lg( x )
= -4 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 4 x 2 ) - lg( 1 50 ) + lg( 1 20 x 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 4 x 2 ) - lg( 1 50 ) + lg( 1 20 x 2 )

= - lg( 1 4 x -2 ) - lg( 1 50 ) + lg( 1 20 x -2 )

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

= -( lg( 1 4 ) + lg( 1 x 2 ) ) - ( lg( 1 50 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 1 20 ) + lg( 1 x 2 ) )

= - lg( 1 4 ) - lg( 1 x 2 ) - lg( 1 50 ) - lg( 1 ) + lg( 1 20 ) + lg( 1 x 2 )

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

= - lg( 1 4 ) +2 lg( x ) - lg( 1 50 ) +0 + lg( 1 20 ) -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 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) +0 + lg( 1 ) - lg( 20 ) -2 lg( x )

= lg( 50 ) - lg( 20 ) + lg( 4 )

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

= lg( 50 20 · 4 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1